陕西一次持续性强对流天气过程的成因分析

利用常规资料、地面加密资料、TBB和NCEP再分析等资料,对2006年6月23—25日陕西一次持续性的强对流天气过程进行了天气动力学诊断和中尺度特征分析。结果表明:(1)这次持续性的强对流天气发生在蒙古冷涡的大尺度环流背景下,从冷涡底部分裂的下滑冷槽是强对流天气的影响系统;中高层冷槽和低层暖温度脊、湿舌的上下叠置,有利于对流不稳定的建立和发展。(2)对流层低层850 hPa附近的逆温层所形成的干暖盖,更有利于深厚对流活动的发生;大气温度直减率越大越有利于雷暴大风的发生,对流有效位能(CAPE)和垂直风切变的大小与对流性天气的强弱有很好的对应关系。(3)23和24日的强对流天气是由生命史达6小时左右的β中尺度雹暴云团造成,而25日的剧烈天气是由生命史达10小时左右的α中尺度飑线云团造成。(4)地面辐合线或干线是触发强对流天气的因子之一,对流单体一般生成于地面辐合线附近,在地面辐合线与干线结合处易于对流单体或云团的新生和发展。

浙江“6．10”飑线过程中尺度分析

利用雷达和地面加密观测资料对严重影响浙江省的一次飑线过程进行了中尺度分析,结果表明:在飑线的雷达回波出现前几小时,浙江西部的天目山和安徽黄山地区形成地面中尺度的地形汇合线和地面中小尺度的涡旋环流,地面的分析呈一种不连续的状况且易变化,飑线的发生发展一方面与低层的中尺度气流汇合线有密切关系,另一方面,也明显反映出老雷暴的外冲气流与前方的系统气流组成中尺度汇合线和辐合有关;这种地面中尺度汇合线上辐合强度十分明显,其垂直分布中,辐合主要发生在850hPa以下,由于高空槽线的前倾,位于飑线上空的对流层中低层是一辐散区.利用卫星云顶温度资料,可以发现主云区(TBB小值中心区域)与地面强风的辐散区对应,在辐散的前方出现7级以上的地面大风,可以达到强度为30m/s以上的偏北极值风,分析表明,云顶温度值随着飑线发展和地面大风的增强而有所减弱、TBB低温度区范围逐渐减小,但主云区范围扩大,这与飑线的发展和雷达回波图上扇形拉开相对应.从短时监测的资料分析,飑线发展过程中,雷达主回波前方的新生的回波单体对飑线发展和持续十分有利,而它的新生与边界层的辐合线相联系,因此,充分利用中尺度地面观测资料有助于飑线的发展研究.

一次广州大暴雨的环境条件及中小尺度特征分析

基于常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和广州多普勒天气雷达资料,对2010年5月14—15日广州大暴雨的环境条件、散度涡度场和中小尺度特征等进行了分析。结果表明:大暴雨过程中低层辐合高层辐散,促进气旋式涡度增加,上升运动增强,反之亦然;中层波动使得中低层辐合和中高层辐散更加深厚,进一步增强上升运动。粤西南暖湿气流北上受弱冷空气阻挡在广东省中北部地区堆积,为大暴雨提供水汽和能量。南下的弱冷空气和日变化共同形成地面强能量锋,与辐合线和低层切变线组成强有力的触发抬升机制。大暴雨期间多普勒天气雷达及时捕捉到逆风区、弱中气旋、中尺度辐合带和中层两次波动影响,分别对应两个强降水时段。

一次秋季台风倒槽大暴雨过程诊断及中尺度分析

利用FNL再分析资料,结合加密自动站、多普勒雷达、卫星资料和数值模式预报产品,对2018年9月16—17日长三角地区一次典型的秋季台风倒槽大暴雨进行了分析。结果表明:大暴雨是在远距离台风倒槽、低空急流和高空槽共同影响下,由冷暖空气持续交汇激发的4个中尺度对流云团活动造成。第一阶段长江口区强暴雨发生在3号云团快速增强期间,暴雨出现在云团北侧TBB梯度大值区中,雨强随云顶温度降低快速增强;4号云团缓慢东移造成第二阶段暴雨,降水累积效应使长江口区降水量进一步加大。东北风(偏北风)与东南风(偏东风)形成的地面中尺度辐合线是暴雨的关键触发机制,气旋性辐合中心的形成对雨团增幅具有重要作用。多普勒雷达径向速度场上中气旋的形成提前于强暴雨增幅约30 min,具有良好的先兆性和预报预警意义。(超)低空急流持续的水汽和能量输送、高低空急流耦合及冷空气侵入形成的倾斜上升支和垂直环流圈、上干冷下暖湿的对流不稳定层结有利于中尺度暴雨云团的形成和维持。表征冷暖空气结合的地面辐合线位置是暴雨落区预报的关键,对于秋季台风倒槽暴雨,要特别重视冷空气对暴雨的触发和增幅作用,基于实况资料监测及时订正模式预报结论。

局部大暴雨形成的机理与中尺度分析

利用常规气象观测资料、区域自动站加密观测资料、NCEP逐6 h的1°×1°的再分析资料和FY-2C卫星逐时TBB资料、多普勒雷达探测资料,对2012年7月7-8日河南商丘地区大暴雨天气过程形成机理和中尺度系统活动特征进行了研究.结果表明:500 hPa低槽与低层东西向切变线和低空急流相互配合、共同作用是此次大暴雨形成的大尺度环境条件。中尺度分析显示:多个中尺度雨团的活动形成了4个大暴雨中心,中尺度雨团与MαCS相伴,而MαCS是由多个MγCS和MβCS合并、加强的结果。这些MγCS和MβCS是由地面中尺度辐合线或辐合中心触发产生并发展,MαCS覆盖区下强降水回波的移动和发展与地面中度辐合系统对应较好,大暴雨出现在地面辐合系统形成后的1~2 h内;而暖平流导致的局地升温,是地面中尺度辐合系统形成的主要原因。TBB梯度与降水强度成正比,当▽TBB/0.5°E≥34℃,并且TBB≤-63℃时,将产生30mm·h^(-1)的强降水;当MCS发展成熟时强降水发生在中尺度对流云团TBB低值中心附近,当TBB在1 h内降低31℃以上时,1~2 h后该地将出现雨强为50 mm的短时强降水。因此,地面热力不均匀导致的局地升温是此次地面中尺度辐合系统生成的主要原因,而地面中尺度辐合系统的发生发展触发了中小尺度对流系统的发生发展,导致了局部大暴雨的产生。根据中小尺度对流云团的TBB强度及变幅,可提前1~2 h预报短时强降水。

云南省一次切变冷锋型暴雨过程的中尺度对流系统分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料和多种加密观测资料,对2013年初夏云南省一次典型冷锋切变型暴雨天气过程进行诊断和中尺度分析,结果表明:青藏高原和川西高原西北气流引导冷空气和切变线南下影响云南省,地面冷锋与切变线位置基本一致,冷暖空气交汇于切变线和冷锋附近,产生强降水。天气尺度系统的有效合理配置及相互作用,为中尺度对流系统的发展提供了有利的环流背景。CAPE高能区和等Δθ_(se)_((500-800))线密集区的分布与对流系统的发生、发展有一定对应关系。暴雨发生的局地性和突发性等中小尺度特征与地面中尺度辐合系统密切相关。地面锋面及叠加在其上的加密地面风场辐合区的位置和移动可以作为短时强降水短临预报的重要参考依据。地面强降水强度和落区与对流云团的TBB等值线梯度大小以及梯度大值区的位置相关。地闪频数的发生发展,可以作为对流云团发生发展的判据之一。受多方面因素影响,低纬高原不同暴雨点的地闪频数峰值出现时间与强降水峰值时间的关系复杂。大风区、第二类γ中尺度辐合区的存在和"列车效应"是造成局地短时强降水的直接原因。边界层急流为此次强降水过程提供了重要的动力强迫和水汽输送。

“格美”台风暴雨的多普勒动力分析

利用多普勒天气雷达资料,对赣州市2006年7月25～26日的“格美”台风登陆连续性暴雨过程进行了动力分析,结果表明：台风在整个过程一直维持一支低空急流,是暴雨水汽输送的动力机制;“逆风区”、风速辐合、中小尺度气旋以及低层辐合高层辐散对赣州局部地区大暴雨的形成具有重要作用。

2015年河南两次东北冷涡型强对流天气对比分析

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°间隔6 h再分析资料、区域加密站资料、卫星云图和雷达资料,对2015年5月6日(简称"05.06")和8月30日(简称"08.30")河南两次东北冷涡型强对流天气过程的系统配置、环境条件、中尺度特征等进行了详细分析。结果表明:(1)两次过程均发生在东北冷涡稳定维持下的环流背景下,"05.06"过程是在高层西北气流下由干冷平流强迫引起的大风冰雹伴随短时强降水的混合对流,"08.30"过程则由横槽南下及暖湿气流引起以短时强降水为主伴有大风的湿对流。(2)"05.06"过程中高层有较强的干冷平流,叠加在低层暖湿平流上,形成了强对流不稳定层结,强的垂直风切变位于中低层,配合较强的动力抬升条件,有利于冰雹发生发展;"08.30"过程则类似准正压类强对流,弱暖平流抬升配合上层冷平流形成不稳定,垂直风切变小,湿层较厚,有利于短时强降水的发生。(3)两次过程均发生在地面温度、露点大值区及高梯度区,高温高湿为其提供了能量和水汽条件,地面辐合线是其触发抬升机制。"05.06"过程冷暖交汇明显,干湿对比显著,是在冷暖交汇和干湿交汇共同有利环境下产生大风冰雹天气;"08.30"过程则是在高湿区中由冷暖交汇产生对流不稳定,以短时强降水为主。(4)两次过程均由发展旺盛的中β尺度对流云团自北向南移动产生,云顶TBB较低,中尺度雨团与TBB高梯度区对应较好。(5)雷达回波上,强对流过程中对流单体出现明显的回波悬垂、弱回波区以及有界弱回波等特征,径向速度场上有低层辐合和高层辐散、中层径向辐合、逆风区、中气旋等特征。

贵州一次辐合线锋生极端暴雨过程的中尺度特征分析

利用地面常规观测资料及加密自动站观测资料、FY-2G卫星云图、多普勒天气雷达产品和ERA5再分析资料,对2021年5月10日贵州东部和北部的一次辐合线锋生极端暴雨过程中尺度特征进行分析,初步探讨其形成机制。结果表明:此次极端暴雨过程发生在低涡切变背景下,低层强盛的南风为中尺度对流系统发生发展输送了充足的水汽和不稳定能量,地面辐合线及锋生提供了触发条件,暴雨区主要位于云团云顶亮温低值中心西侧或南侧梯度大值区,并沿地面辐合线呈东西向带状分布,最强降水发生在对流云团合并阶段。辐合线锋生作用在其西侧频繁触发对流单体,新生对流单体沿地面辐合线东移发展,持续影响贵州东部和北部地区。在降水最强的两个阶段,雷达回波呈现暖云和悬垂结构特征。地面辐合线及其锋生、上游降水带来的降温增压以及持续增强的南风有利于暴雨区水汽辐合增强,而垂直方向上纬向、经向中尺度次级环流上升支正好位于特大暴雨中心附近,有利于中尺度对流系统维持和增强。

台风远海北上背景下江苏一次大暴雨过程的中尺度分析

利用常规观测资料以及江苏省区域自动站资料、多普勒天气雷达和风廓线雷达资料、FY-2F卫星云图与NECP1°×1°再分析资料,对2014年8月7—8日发生在江苏的一次大暴雨天气过程进行了中尺度分析。结果表明:(1)该过程是在1411号台风"夏浪"北上、贝加尔湖高压脊建立、东北低槽东移南压的天气背景下发生的,其中两个强降水中心分别位于大丰市大桥镇和南通市幸福镇,最大雨强均为109.2 mm·h^(-1);(2)地面冷锋和辐合线触发对流风暴,对流风暴受低空风作用移动缓慢,造成大丰市大桥镇短时强降水;(3)地面中尺度涡旋东移到南通沿江地区,受地形作用而稳定少动,在有利的环境垂直风切变条件下,其右侧触发多个对流风暴单体,造成南通市幸福镇短时强降水;(4)初始对流云团的生成信息,对强降水临近预报有一定的指示意义。

黔西北一次暴雨过程的中尺度特征分析

利用常规气象资料、地面加密资料、物理量场以及卫星云图等资料,对2014年6月2-3日毕节市东南部暴雨天气过程进行分析.结果表明：①强降水与地面中尺度风速辐合有非常好的对应关系,强降水中心主要出现在地面中尺度风速辐合线附近,降水随地面中尺度风速辐合线北侧的偏北气流增强而加大.②假相当位温、比湿以及水汽通量散度的分布与对流系统的发生、发展有很好的一致性.③此次强降水不是云顶温度最低的地方,而是在地面中尺度风速辐合最明显、水汽输送最强的地方.

2018年6月22—23日暴雨过程分析

2016年6月22—23日南昌市出现了全市范围的暴雨、大暴雨天气,造成了严重的积涝、内涝。利用天气实况、区域自动站资料以及NCEP 1°×1°再分析资料,对6月22日南昌市大暴雨天气过程的物理量进行诊断分析,着重根据此次过程的时空分布特征进行研究,得出结论:(1)此次过程主要受高空槽东移、中低层西南气流以及低层切变共同影响;(2)充足的水汽条件、能量条件以及垂直运动条件均有利于触发暴雨;(3)在高空槽东移、西南气流以及切变线共同影响的环流背景下,南昌地区整层湿度较大,地面辐合线及倒槽位于南昌附近,有利于南昌成为强降水中心。

潍坊地区一次局地大暴雨天气成因分析

利用常规观测资料、NCEP/NCAR资料、FY-2E卫星云图、雷达等资料对2010年7月17～21日潍坊地区出现的局地大暴雨天气过程进行了分析。分析表明:此次局地大暴雨的主要影响系统为高空槽、切变线、低空急流和气旋。大暴雨落区k指数均大于36℃,大暴雨落区跟k指数大值区相吻合。冷空气从潍坊西北部侵入,触发不稳定能量释放,产生对流性强降水,强降水产生在暖空气一侧。强上升运动区与强降水落区非常吻合。此次强降水的地面中小尺度分析显示,地面低压移过的路径或地面辐合线对应着强降雨中心。这对于短时临近预报中确定降水落区、起止时间等具有很好的指示意义。

抚州市“5.30”短时暴雨中尺度分析

该文利用常规气象和地面自动站观测资料、卫星云图以及多普勒天气雷达资料对2015年5月30日发生抚州市一次短时暴雨过程的中尺度特征进行分析,结果表明:此次暴雨是在中高纬"两槽一脊"环流背景下产生,而低空急流为暴雨区输送充足的水汽和不稳定能量起了主导作用。前倾槽结构和低层高温高湿使得大气处于强烈的对流不稳定,为暴雨和强对流天气提供了有利条件。地面中尺度辐合线是触发此次强降水的重要中尺度系统,辐合线附近易触发对流,且强降水沿着辐合线方向移动。对流云团合并后迅速发展,其中尺度云团的TBB负值中心与强降水落区有很好对应关系,-72℃的云顶亮温是较强降水的指示性温度。强降水雷达回波的列车效应特征对短时暴雨预报具有指示意义。

鹰潭市5月25～26日暴雨过程雷达资料分析

利用新一代天气雷达资料、T213资料、高空观测及地面观测、中尺度气象站资料,对2009年5月25～26日鹰潭市暴雨天气过程进行分析,将此次暴雨过程分为2个阶段——冷暖交汇带来的强降水阶段和低涡外围稳定降水阶段。强降水的分布具有明显的中尺度特征;地面中尺度幅合线的存在与维持加强了地面的辐合上升力量,也触发了造成此次过程中的局地强降水的中尺度系统,指出了地面辐合线与强降水区的良好对应关系。