FY-2卫星黑体亮温TBB与黔西南短时强降水的关系

该文利用黔西南8个县级气象观测站2006—2016短时强降水个例及FY-2卫星黑体亮温TBB资料,分析短时强降水发生前2个时次、后2个时次以及发生时共5个时次的黑体亮温、黑体亮温增量与短时强降水的关系。结果表明:①在短时强降水发生前、后,黑体亮温先降后升,呈现明显的单谷结构;各时次黑体亮温与短时强降水均为负相关,其中TBB_(+2)与短时强降水负相关最好;TBB_(-1)与雨强20~39.9 mm/h的负相关最好,TBB_(+2)与40~60 mm/h的负相关最好;秋季黑体亮温与短时强降水的负相关最好,春季最差;②短时强降水发生前1 h、后1 h、后2 h的亮温增量近似服从正态分布;短时强降水发生前、后亮温增量随零线有从左到右逐步右移的趋势,其中强降水发生前2 h平均负增量占71.5%,强降水发生后2 h正增量占82.1%;T_(4)与20~39.9 mm/h的负相关最好,T_(1)与40~60 mm/h的负相关最好;③短时强降水前、后各时次黑体亮温随年份具有增加的趋势,其中TBB_(+1)、TBB_(+2)的变率最大;3月发生短时强降水时黑体亮温最高,6月最低,呈现明显的单谷结构;TBB_(-2)、TBB_(-1)日变化较大,TBB、TBB_(+2)、TBB_(+1)日变化平稳,高值时段集中在13—17时,次日04时为最低;④各观测站5个时次平均黑体亮温与短时强降水均为负相关,其中贞丰站相关最为显著,仅有贞丰、望谟通过了α=0.05的检验;与其它观测站相比,贞丰站TBB_(-1)、TBB、TBB_(+1)、TBB_(+2)与短时强降水的负相关均为最好,望谟站5个时次的黑体亮温与短时强降水均为显著负相关。

2021年8月1日-2日通辽地区暴雨特征分析

利用区域自动站观测资料、ECMWF ERA50.25°×0.25°逐小时分析资料、FY2G云顶相当黑体亮温TBB等资料对2021年8月1日-2日07时通辽地区暴雨过程进行诊断分析,结果表明:①通辽市本次暴雨天气过程受台风“烟花”北上变性为温带气旋与高空槽合并的影响,主要影响系统是高空槽、高空急流、低空切变线以及台风倒槽。②在暴雨过程中,通辽市处于高空急流入口区右侧,上升区的抽吸作用有利于地面减压,而台风减弱成温带气旋北上为本次过程提供了水汽条件,过程期间整层大气水汽含量高。③强降水区与假相当位温高能舌区(能量锋区)相对应,并且上方存在不稳定层结,利于暖湿空气的辐合抬升。④通过对云顶相当黑体亮温TBB分析,流云团的发展对降水天气过程起到促进作用,并且强降水区域处于TBB等值线密集区。

宁夏北部一次短时暴雨中尺度对流系统的特征分析

利用自动站、闪电定位信息、多普勒雷达、卫星黑体亮温等气象资料，对2008年7月18日夜间宁夏石炭井的短时暴雨天气进行了分析。结果表明：此次单站短时暴雨是在“西高东低”的环流背景下，受东北冷涡后部横槽和低值系统影响，由两个相对较强的对流单体先后影响而后合并维持造成的。中尺度对流系统在宁夏北部持续时间近6h，云项亮温梯度最大值维持在石炭并一带；对应3次强降水时段，雷达回波强度、回波顶高、VIL出现了3次峰值，径向速度出现了气旋式辐合和逆风区结构，逆风区出现时间较强降水出现提前了20～30min，与强降水的发生、发展和减弱有较好的对应关系；闪电发生高密度区位于降水中心前缘，闪电频率突然增大时间较强降水出现超前1h。

利用风云气象卫星反演产品定义南海夏季风爆发指标

夏季风爆发伴随着风场和大气温湿度的急剧变化,我国风云气象卫星反演的云导风(AMV)和黑体亮温(TBB)产品可从大气动力和热力两个方面对夏季风活动进行实时监测。根据气象卫星AMV和TBB资料综合分析,选择南海夏季风监测区域为110～120°E,10～20°N。夏季风爆发期间,对流层高层(150～300 hPa高度层范围)云导风由偏西风转为偏东风,风云气象卫星区域日平均TBB下降至280 K以下,综合利用AMV和TBB双指标可更好描述南海夏季风的爆发特征。定义气象卫星监测南海夏季风爆发判别方法为:4月15日以后,AMV和TBB指标同时稳定大于临界值,其中,AMV指标稳定是指持续10天且中断不超过5天,TBB指标稳定是指维持5天。该判别方法可为南海夏季风业务服务和研究提供参考。

FY-2C卫星资料在热带风暴“范斯高”预报分析中的应用

运用FY-2C卫星云图及其相关定量资料TBB,对热带风暴"范斯高"的强度、路径及降水进行了综合分析,归纳出"范斯高"发生发展中云系的一些特征,从而判断其强度变化和移动方向;在降水方面,黑体亮温(TBB)场和降水量有很好的对应关系,TBB场清晰地揭示了"范斯高"的降水分布特征,即五指山以北出现强降水,其中西部最强,而南部降水较弱。

吉林省“7.28”强对流暴雨过程地闪活动特征分析

利用2010年7月27日21时至7月28日20时发生在吉林省中东部强暴雨期间的地闪、风云卫星TBB、多普勒天气雷达和地面加密降水资料,采用统计对比方法,分析地闪活动特征及其与强对流系统和强降水的关系。结果表明:此次暴雨过程中负闪占总闪的95.7%,负闪频数和总闪频数的逐时演变完全一致且呈现两峰两谷趋势,正闪峰值与总闪、负闪峰值出现时间基本同步。正负闪6min演变均表现为多峰波动,负闪的波峰提前于正闪波峰6min左右。地闪发生在长春雷达组合反射率大于35d Bz的区域和TBB等值线密集区;正闪主要出现在云顶黑体亮温大值区前部。逐时地闪峰值与逐时降水峰值变化趋势基本一致,地闪峰值提前于降水峰值4h出现,强对流上升阶段降水强中心未出现在地闪密集区,对流性暴雨下降阶段和中间阶段降水强中心位于地闪密集区。

一次强降雪天气的卫星云图特征分析

利用FY-2C静止气象卫星云图资料及相当黑体亮温、云总量、降水估计等定量产品，对2009年11月9日-11日鄂尔多斯市强降雪天气进行分析。结果表明：从卫星云图上可以识别影响降雪的天气系统，确定它们的中心位置及强度，还能相当准确地估计其短期变化趋势和对下游区域的影响程度，降雪天气开始和结束的时段、降雪云团何时加强、何时减弱等特征。气象卫星定量产品与云图配合，对系统的发展、天气的变化有很大的指示作用。

利用雷达和卫星资料对一次强对流天气过程的云结构特征分析

利用FY-2D静止卫星、SWAN雷达产品和湖北随州CINRAD/SA雷达资料,结合局地分析预报系统LAPS、自动气象站资料和探空资料等,对2011年7月26日湖北随州一次强天气过程的云结构特征进行了综合分析。结果表明,对流云团的生长中心与雷达反射率因子大值区、云顶黑体亮温TBB低值区和陡变的温度梯度区相对应;云体的合并有助于对流云的发展和维持。单站雷达资料适用于局部回波的形态识别和动力场分析,在两次弓形回波过程个例中,第一次弓形回波产生了降雹,在发展强盛阶段,低层有弱回波区和较明显的入流缺口,出现速度模糊、风暴体倾斜的现象;而第二次则以强降水天气为主。与第二次相比,第一次弓形回波过程有更多、更快的能量聚集和更丰沛的垂直积分液态水含量,有利于冰雹的发生。FY-2D卫星反演的云顶温度和粒子有效半径之间的关系(T-Re)垂直分布显示,降雹的对流云中具有强烈的上升气流,使得粒子有效半径增长缓慢,晶化温度低,没有明显的碰并增长带和降水(雨胚增长)带。

两次MCC红外云图特征与天气实况异同性分析

利用FY-2E红外云图、多普勒雷达资料,结合环境形势及物理量场,分析了2011年8月15—16日(简称"0815MCC")山东北部和河北南部、2015年7月30—31日(简称"0730MCC")山东中部和南部地区两次中尺度对流复合体(MCC)产生的区域性暴雨过程。结果表明:(1)两次MCC过程,降水集中在MCC形成到成熟阶段。强降水分布都具有非对称性,主要在风暴传播方向上黑体亮温(TBB)冷中心附近及其西侧和南侧。地面中尺度辐合系统的强度、移向与新生单体的发展密切相关。(2)正涡度高值区、散度和垂直速度的负值中心的重叠区具有显著的动力条件,对MCC具有强"吸引力",导致明显的后向传播特征。(3)雷达VWP产品显示,有超低空急流的建立,为MCC的形成与维持提供了能量与动力条件。低层风之间的辐合切变,为新对流单体的生成提供了抬升触发机制。当相邻雷达之间的速度差迅速增大时,强降水开始。(4)"0815MCC"的-52℃冷云面积是"0730MCC"的4倍,TBB比"0730MCC"平均低10℃。"0815MCC"低层辐合和高层辐散更强烈,能量更集中,使风暴发展更高,云顶亮温更低;风暴顶强烈辐散将云中冰晶粒子等带到更远的高空,在红外云图上出现较大的冷云面积;同时"0815MCC"强垂直风切变将高空冰晶粒子带到云砧处造成蒸发,降低了降水效率,导致"0815MCC"过程暴雨范围和降水强度小于"0730MCC"。

利用FY-2E卫星资料对川西一次强降水过程成因分析

为了研究2013年7月四川西部一次强降水天气过程的成因,利用FY-2E卫星资料中TBB,云区湿度廓线及大气运动矢量结合四川西部加密观测站逐小时常规降水资料、欧洲中心ERA-Interim再分析资料,从影响系统、中尺度云团、云区湿度及动力条件等方面对此次强降水过程的特征和成因进行分析。结果表明:此次强降水主要受500 hPa高空槽和700 hPa低空切变线影响,来自于孟加拉湾、南海以及西太平洋的水汽在川西地区汇合,为强降水提供充足的水汽条件;强降水过程中,FY-2E云区湿度从低层到高层大小有所减小,降水主要受低层云区湿度影响;强降水落区对应TBB低值区,降水最大值中心较TBB最大值中心略偏东偏北,TBB值减小过程与雨强增强的过程一致;大气运动矢量能基本反映强降水过程水汽来源。即FY-2E卫星资料能够对此次强降水的落区、降水量变化过程及水汽来源有较好的表征,在一定程度上能够反映此次强降水过程的成因。

浙江北部一次热带低压引发的大暴雨过程分析

利用常规气象观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料、FY-2E卫星云图及相关定量产品,分析了2013年8月18—19日浙江北部一次大暴雨天气过程。结果表明:(1)热带低压是此次暴雨产生的直接影响系统,低压与副热带高压之间偏东风急流为暴雨产生提供了水汽和能量条件。(2)热带低压具有明显的不对称结构,其中心随高度西倾;强对流云团主要分布在500 hPa低压环流北侧,也是此过程强降水的直接制造者,其移动演变与强降水区移动演变一致。(3)卫星云图及相关产品分析表明,相当黑体亮温(TBB)、射出长波辐射(OLR)低值带对强降水区具有较好的指示意义,其值大小对降水强度有较好反映;在实际业务中,可结合实况和卫星云图及相关定量产品对预报及时作出订正。(4)此过程水汽主要来源于东海,边界层为水汽通量辐合区;强降水区与850 hPa假相当位温密集带垂直;地面中小尺度系统为暴雨产生提供了有利的抬升条件;杭州湾喇叭口地形对降水有明显增幅效应。

玛纳斯河流域春季一次降雹过程能量分析

利用常规气象资料和FY-2气象卫星资料,从天气形势、能量场特征和卫星TBB演变特征分析2006年4月23日发生在新疆玛纳斯河流域的强降雹天气过程的成因。结果表明,降雹当日冰雹云生成前低层是高能舌,中高层低能中心和负能量平流中心位于其西—西北方。东北—西南向的强能量锋区是触发这次强降雹过程的重要条件之一。这次强降雹天气过程出现在强对流云团前沿TBB梯度大值区内,云顶温度值及其水平梯度是识别冰雹云的重要参量。

鹤岗地区一次局地短时暴雨的中尺度分析

利用自动站、多普勒雷达、卫星黑体亮温等气象资料,对2012年7月10日发生在鹤岗地区的短时暴雨天气进行了分析。结果表明:此次局地暴雨是在"两槽一脊"环流背景下,受海上低涡后部和中低层切变及低空急流系统影响,由几个相对较强的对流单体合并维持造成的。强降水是出现在云顶亮温减弱阶段,在TBB值梯度较大的区域移动方向的后侧,最大1 h降水量的雨强落后于云团TBB最低值时1～3 h;径向速度出现了逆风区结构,逆风区出现时间较强降水出现提前了20～30 min,回波的合并、增强和减弱与强降水有较好的对应关系。地面辐合线是造成短时暴雨中尺度对流系统的主要触发机制。

吉林省东南部一场局地大暴雨的天气分析

2014年7月18日吉林省白山市出现了一次局地大暴雨天气,靖宇县花园口镇4小时累计降水达97.9mm,小时最大降水量达60.2mm,这次过程时间短、雨量大、强度强、雨量分布不均,同时伴有雷暴天气。本文利用常规气象观测资料、卫星云图、雷达资料等对该过程进行中尺度强天气分析,结果表明:高空冷空气南下激发了不稳定能量的释放,中层露点锋的侵入为主要触发机制;强降水区分别位于相当黑体亮温、FY2射出长波辐射的中心(230K)以及最大梯度区;中β尺度辐合线触发对流单体的形成和降水回波强度大幅增强;急流平均速度和厚度的变化与降水强度的变化有较好的对应关系,较强的降水在急流厚度明显增加时出现,急流风速增强的同时降水强度会有所增强,当急流达到最强时,强降水持续较短时间后明显减弱,降水趋于结束。

南昌市一次短时强降水成因分析

2012年8月21日晚上南昌地区出现了短时强降水,时雨量最大达54.6 mm,短时强降水一直以来是短时和短期预报的难点。利用常规资料及日本GMS卫星TBB资料以及自动站资料对本次短时强降水天气的成因进行分析,结果表明:1)南昌上空气柱内丰沛的水汽以及一定的水汽输送为南昌短时强降水提供强大水汽条件;2)500 h P高空槽东移,引导地面冷空气南下,台湾以东有热带低压活动,其东侧的东南气流与副高南侧偏东气流伸入江西与北风冷空气交汇,导致了南昌附近局地强锋生,锋面抬升作用触发了对流层中低层不稳定能量的释放,导致了南昌短时强降水的发生;3)相当黑体亮温-63℃以下的面积对短时强降水有很好的指示意义,因此利用卫星资料,可对短时强降水的演变进行详细的监测,为短时强降水的分析和预报预警提供依据。

青岛地区一次冷涡槽前强对流天气过程分析

利用多普勒天气雷达、FNL、ECMWF及FY-2F静止卫星等数据,对发生在山东的一次冷涡背景下的短时强降水伴随冰雹的强对流天气过程进行了详细的分析。深厚冷涡槽前的强上升气流,高层急流造成的强垂直风切变以及地面辐合线配合为此次强对流天气提供了十分有利的动力条件。雷达上可见回波悬垂,有界弱回波区,中气旋,入流缺口等指示强风暴的特征,标志此次强对流发展十分旺盛,有利于强降水及冰雹的发生。另外卫星云顶黑体亮温(TBB)对短时强降水有很好的指示意义,降水量与TBB成很好的负相关关系,同时TBB梯度大值区对应降水大值站点,强降水出现在TBB突降之后,TBB突升之后降水趋于停止。

一次强降水过程的干侵入分析

为了研究内蒙古地区干侵入与暴雨短时强降水相关性,认识实际系统的演变和发展及其对短时强降水暴雨的发生发展的作用进行诊断分析,基于气象观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料和FY-2C2D卫星资料,通过卫星水汽图像和大气动力场相结合的方法揭示东北冷涡影响下2014年7月7日发生的内蒙古兴安盟地区降水过程中干侵入的特征及其对短时强降水发生发展的作用机制。结果表明:(1)对于这次过程而言东北冷涡是直接影响系统,明显有从对流层高层到对流层低层的干侵入,对流层高层具有低湿、高位涡的冷空气不断地向对流层的中下层侵入,促使低层出现了"上干冷,下暖湿"的垂直结构,有利于对流不稳定层结的形成,此时在地面锋面斜压性非常强,使暖湿空气抬升有利于形成短时强降水,出现强降水出现时间段均与低层不稳定最强及θse等值线呈上下密集分布的时刻。(2)在红外云图上表现为形成逗点云系,黑体亮温高值区与干冷区相对应,干冷区的伸入使得对流云团边缘亮温梯度增大,中心亮温值达到-53℃,短时强降水发生在对流云团东侧亮温梯度最大区域,短时强降水落区与梯度较大的区域移动方向一致。

防城港市一次大暴雨中尺度对流系统特征分析

利用自动站、闪电定位信息、多普勒雷达、卫星黑体亮温等气象资料,对2011年8月19日防城港特大暴雨天气进行了分析.结果表明：此次单站暴雨是在“东高西低”的环流背景下,受副高边缘和北部湾低值系统共同影响,由两个相对较强的对流单体先后影响而后合并维持造成的.中尺度对流系统在防城港持续时间近16h,云项亮温负值最大值维持在防城港一带;对应3次强降水时段,径向速度出现了气旋式辐合和逆风区结构,逆风区出现时间与强降水出现一致,与强降水的发生、发展和减弱有较好的对应关系.

黑龙江一次飑线天气过程特征及成因分析

利用风云2E、2G卫星云图资料、多普勒雷达、探空、自动站、micaps资料对2018年6月26日发生的一次飑线过程进行分析。结果表明:先后有两条飑线对黑龙江西南部地区造成影响,降水区位于高空急流左侧与低空急流出口区左侧,高空气旋性切变使上升运动增强,形成低层辐合、高层辐散的结构;中层切变及地面辐合系统,为强对流发生提供动力抬升条件;中高层干冷、低层暖湿造成大气层结不稳定;较大的CAPE值、强垂直风切变及适宜的0℃层高度有利于冰雹发生;飑线成熟阶段有中层径向辐合、“逆风区”出现,大于50 dBz的强回波延伸到-20℃层以上,有三体散射及旁瓣回波,回波顶高超过12 km,具有大冰雹发生的条件;shear指数激增和VIL大值区有冰雹出现;发生冰雹的区域与TBB梯度大值区一致。

三小时负变压异常指数及对强对流天气的预报意义

低层暖平流强迫类强对流发生前,地面经常伴有低于日变化的3 h变压。结合常规地面观测资料,定义低于日变化的3 h变压异常(超过一个标准差定义为异常)指数PCR(Pressure Change Range),讨论了中国中东部地区3 h变压标准差的气候分布特征;最后以3次强对流天气过程为例说明PCR指数的预报价值和时效。结果表明,与3 h变压均值相比,中国中东部地区的3 h变压标准差的日变化较小,PCR更适合作为变压异常程度的标准。东北、华北、华东-华中区域PCR冬春季节出现站次数偏多,夏秋季节偏少;华南区域除了冬春季外,夏季也偏多,秋季偏少。PCR主要集中在低级别强度上,但PCR级别越高,越有可能出现强对流天气。东北区域出现PCR的首要原因是受东北气旋的影响,且可能有TBB≤-52℃的云系相对应;华北、华东-华中、华南出现PCR的首要原因是冷高压变性或迅速东移,没有TBB≤-52℃的云系相对应;地面倒槽中出现的PCR全部有TBB≤-52℃的云系对应。3次强对流天气过程均发生在地面倒槽中;在发生前3 h左右,地面气压场上有较明显的负PCR中心出现,强对流天气中尺度云团有向负PCR中心移动的趋势。