西南低涡统计特征及对重庆暴雨的影响

通过对2012至2018年数据分析认为,西南低涡在上半年比在下半年生成数明显偏多。偏多年在孟加拉湾北部至高原南部有明显的气旋性偏转,盆地附近表现出北低南高的位势高度分布,利于西南低涡的生成。

Analysis of Heavy Precipitation Process in Eastern China from July 26 to 29, 2022

Based on the data of the National Climate Center of China and the NCEP of the United States, a heavy precipitation process in eastern China during July 26-29, 2022 was analyzed. The results show that: The precipitation process was formed under the influence of the low level southwest jet stream at the edge of the subtropical high. The eastward development of the low vortex and trough and the continuous strengthening of the upper level jet stream, combined with the influence of topographic convergence, provided extremely favorable conditions for the occurrence of the rainstorm.

2020年8月28日~29日青海东部一次大到暴雨天气过程分析

针对2020年8月28日~29日青海省东北部一次大到暴雨天气过程,利用常规观测站资料、加密自动站资料、雷达资料、模式预报资料等分析造成此次天气过程的主要成因,结果表明:(1)此次降水过程范围广、强度强,暴雨降水落区集中,降水对流性质明显;(2)高低层配置有利于产生大到暴雨天气,500 hPa短波槽、700 hPa低涡、200 hPa高空急流为降水提供了有利的水汽条件和动力条件,低层偏东南气流输送水汽,中层西南暖湿气流输送孟加拉湾水汽,西南暖湿气流与冷空气交汇于青海省东北部造成此次大到暴雨天气;(3)中小尺度地面辐合线持续东移,为降水提供了触发机制;(4)降水大值区位于山谷之中,地形辐合对降水增幅作用明显。分析结果对今后预报类似大降水天气过程具有重要的参考意义。

“13·6·30”遂宁市特大暴雨成因的初探

利用自动气象站雨量资料、常规观测资料、雷达资料以及NCEP再分析资料,对2013年6月30日至7月2日四川遂宁地区特大暴雨过程中高原低涡和西南涡的耦合作用对本次特大暴雨的影响以及低空急流演化特征和强暴雨的关系进行初步探讨。结果表明:当高原涡和西南涡发生耦合时会使得高空低涡发展加强,并激发遂宁暴雨天气的产生。急流为高空低涡的发展提供不稳定能量。超低空急流和低空急流对强降水有提前2 h的指示意义,低空急流指数增大的过程和降水量的强度成正比关系。

“12.7.22”四川暴雨的MCS特征及对短时强降雨的影响

利用FY2D卫星云图云顶亮温(TBB)资料、雷达回波产品和常规气象观测资料、地面自动站降水资料及NCEP 1°×1°逐6 h再分析资料,对2012年7月21-22日四川暴雨中的中尺度对流系统(MCS)特征及其对短时强降雨影响进行分析,结果表明:(1)这次暴雨过程在21日00-06时和21日21时至22日03时有两个明显的6 h短时强降雨阶段。第一阶段中,500 hPa高原涡与700 hPa低涡切变线、低空急流作用,引发盆地西部短时强降雨;第二阶段中,500 hPa高原涡与700 hPa西南涡作用,引发盆地南部短时强降雨。(2)短时强降雨通常由MCS中的深对流特征造成,水平尺度多为β中尺度或更小的γ中尺度系统,具有云顶亮温低、雷达反射率因子大和垂直累积液态水含量高等特点。(3)探空资料分析表明,MCS增长初期,大气不稳定能量高,存在风垂直切变,在低层冷暖平流交汇明显且温度梯度大的区域,有利于激发MCS生成,另外高低层系统作用产生的深厚正涡度对其发生发展亦具有重要作用。在演变过程中MCS具有低层正涡度、负散度,高层负涡度、正散度的垂直结构,且上升速度明显,这种结构特征可能是MCS发展维持的重要因素,亦是产生强降雨的机制之一。

造成山东不同天气的两个西南低涡异同分析

１９９６年６月２８－２９日和７月３－４日有两次相似的西南低涡东移，造成山东降水的范围和强度却悬殊极大。分析发现：西南低涡影响山东产生天气差异的根本原因在于引导气流、物理机制和热力结构的不同，尤其是引导气流的差异。西南低涡的移向基本上沿引导气流方向，而其发展决定于高空冷暖平流的强弱。给出了西南低涡造成山东暴雨的天气概念模型，对今后预报此类暴雨提供一些参考。

2008年“7.22”襄樊特大暴雨的天气学机理分析及地形的影响

利用常规观测、地面逐时降水、NCEP再分析资料和卫星雷达资料,对2008年7月22日发生在鄂西北襄樊的特大暴雨过程从对流层高层一直到地面的天气形势特征进行了较为系统的分析,结果表明,对流层高层稳定的辐散系统、近地层稳定的辐合系统以及中低层发展深厚的西南低涡、不断加强的低空急流是造成这次特大暴雨的主要影响系统。重点分析了200hPa强辐散中心形成的原因及其在降水中心上空稳定、停滞、加强的机制,认为高空急流右后侧的风速辐散区与西风槽和南亚高压反气旋环流之间的风向开口区两种辐散作用的叠加是造成强降水中心上空强辐散中心的主要原因,而高层西风槽在东移过程中突然停滞并加深,从而导致强辐散中心一度稳定、停滞则是强降水持续发展的重要机制。在近地层,由一个已经发展的对流云团外围出现的强偏北下沉冷出流沿浅薄地形河谷区侵入襄樊附近,当偏南暖湿气流不断加强北进时,一方面受到冷出流的横向阻挡,另一方面又受到大巴山地形的纵向阻挡,两种阻挡作用交汇于襄樊上空,使低层出现强辐合中心并稳定维持,在高层强辐散的共同作用下出现深厚的上升运动。地面低压倒槽和准静止锋的稳定维持以及边界层内大气斜压性的增强也有利于中尺度对流系统在该区域的维持和发展。中低层发展深厚的西南低涡和不断加强的低空急流为强降水中心输送了充足水汽,从西南低涡的东北侧不断分裂出β中尺度对流云团和强回波单体,并沿低层切变线移动到襄樊上空后叠加在高空强辐散、低层强辐合的有利动力作用下而得到进一步发展,并最终形成特大暴雨。

一次与西南低涡相联系的低空急流的数值研究

梅雨期西南低涡的东移发展与长江中下游降水的加强有密切关系 ,作者采用中尺度模式对一次西南低涡及其伴随低空急流的发展演变进行了数值模拟。模拟结果表明 :在长江中下游大巴山地区低空急流先于西南涡东移发展 ;西南低涡及低空急流的生成发展在开始阶段与中层 ( 4 0 0hPa)的弱辐散密切相关 ;南风分量在西南低空急流的演变发展过程中起着更为主动的作用 ;南风分量增大中心位于南风分量中心的前方 ,促使南风分量中心东移 ;南风分量的动量方程收支分析表明水平平流项和产生项是促使南风分量变化的主要作用项 ,水平平流项和垂直平流项大部分相互抵消 ,科里奥利项的作用不可忽视 ,而其他项的值较小 ,在个别阶段和地区行星边界层项的作用在低层也较大。

山东省春季大暴雨天气的形成机制个例分析

应用T2 13数值预报产品的分析场和 6h预报场资料对山东省春季一次暴雨天气的成因进行了分析 ,结果表明 :这次春季暴雨主要是受 85 0hPa低涡和地面气旋影响产生的 ,低涡中心和气旋中心北部的辐合上升运动触发对流不稳定能量释放 ,产生暴雨。低空西南风急流为暴雨提供了充足的水汽和不稳定能量。暴雨区低层有较大的正螺旋度和非地转 Q 矢量辐合 ,说明暴雨区有中尺度和大尺度上升运动相叠加。与夏季暴雨的不同在于副热带系统较弱而西风带系统起主导作用 ,暴雨前后冷暖空气活动剧烈。

我国褐飞虱迁入始见期的分析

常年3月下旬褐飞虱在我国的广西区西南南部、广东省西南部和云南省南部始见。随着时间的推移，始见湖北界不断向东向北呈扇形扩展；年间有—定的差异月时在110°E以西地域比以东地域北进速度要快一些。分析表明，4～6月在28°N、103°E附近的西南抵涡的形成和移动方位和始见期北界的移动关系密切。

东北冷涡过程对江淮梅雨期降水的影响机制

利用1954—2003年中国740站逐日降水资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对东北冷涡影响江淮梅雨的机制进行了研究。结果发现,东北冷涡出现以后,随着它的东移南压与西伸的副热带高压之间相互作用,使我国江淮地区南侧对流层中上层的气压梯度力加强,气压梯度力做功使得动能增大,随后动能向下输送,导致江淮以南地区的西南低空急流形成;低空急流引导的北上暖湿气流与东北冷涡引导的南下干冷空气相互作用,有利于梅雨锋的形成和维持,激发江淮地区低层对流不稳定增加,上升运动出现,从而导致江淮梅雨期降水活跃。

涡度收支与潜热释放对西南低涡形成的作用

利用中尺度WRF模式对2008年6月30日—7月1日生成于川东南地区的一个西南低涡的发生发展过程进行了数值模拟研究。模拟结果显示低涡首先出现在850 h Pa上,几个小时后700h Pa上才有低涡生成,850 h Pa低涡的形成与西南低空急流有着密切的联系。通过ω方程的诊断分析表明,涡度的水平平流项和辐散项对850 h Pa低涡的形成起主要作用,而潜热释放对850 h Pa低涡的形成作用不大;潜热加热是700 h Pa气流不断辐合从而形成低涡的主要因子。干敏感性试验研究进一步证实了潜热释放对850 h Pa低涡的影响不明显,但是会导致700 h Pa上气旋性的切变加强辐合从而形成低涡。

冷暖空气入侵对西南低涡发生发展影响研究

本文采用WRF模式模拟了2008年7月20～22日四川省一次由西南涡活动引发的大暴雨过程,并分析了对流层中层至中低层冷/暖空气入侵在西南涡发生发展过程中的作用,研究结果表明:冷/暖空气从北部入侵会改变对流层中、低层流场,当降低模式北边界温度,增强西北气流南下,致使四川省上空没有形成西南涡,取而代之为一深槽,同时雨区内上升运动减弱、低层辐合减弱,对流层中层温度增加、比湿略减小,雨区集中在深槽附近,雨区范围和强度都显著减弱且小于控制试验。增加模式北部温度引起北部东北气流向南输送,低值系统南移,增温促进了周围空气向降水中心辐合,增强了中低层大气的辐合上升运动,对流层中、中高层增温,雨带南压,雨区强度显著增强且大于控制试验。降低或增加模式西边界温度对流场、低涡强度和位置影响相对较小,降温使得低涡位置偏北、对流层风速增强与减弱区交替分布;增温使得低涡偏东、对流层中层至中低层风速减弱高层风速增强,二者对降水落区影响亦较小,对大暴雨中心强度有不同程度影响。

一次西南低涡东移引发长江中下游暴雨的诊断研究

利用常规观测资料和NECP再分析资料,对2013年6月6—7日西南低涡东移加强发展造成长江中下游大暴雨过程进行了诊断分析,重点探讨了西南低涡东移和发展维持的物理机制以及最强降水的变化特征。结果表明,沿着700 hPa高空切变线东移的西南低涡是造成此次长江中下游地区暴雨的直接影响系统,西南低涡沿着700 hPa切变线东移发展,深厚阶段正涡度柱伸展到400 hPa高度,自下而上呈近垂直结构。西南低涡附近低层辐合与高层辐散的大尺度环境条件、西南低涡与西南低空急流耦合发展动力结构、低空暖平流和高空槽前正涡度平流输送等条件是导致西南低涡东移到长江中下游后加强发展的主要因子。与西南低涡相伴随的强降雨区主要位于低涡南部3个纬距以内,该处的西南季风和副高西南侧东南气流两支水汽输送的汇合为暴雨发生提供了充沛的水汽和对流不稳定能量,而对流层中低层携带的冷空气侵入低层低涡的后部,不仅加强了低涡的斜压性,也促进了上冷下暖不稳定层结的产生和发展,为强降水的发生提供了不稳定对流触发条件。

海河流域“16·7”大暴雨洪水成因初步分析

采用气象资料对海河流域2016年7月18~20日大暴雨进行成因分析,并与历史上"63.8"及"96.8"两次大暴雨对比分析,结果表明:西南涡东移北上,与中纬度高空槽结合并加深,低空急流带来源源不断的水汽,加之地形的有利条件,造成了此次大暴雨。从历史上海河流域大暴雨成因看,主要是由西南涡东移北上及台风北上倒槽系统影响,且移动路径均沿太行山呈西南-东北走向,本次暴雨依然遵循这一规律,整体移动路径介于"63.8"与"96.8"之间。

河南一次西南涡暴雨的大气排熵指数特征分析

应用耗散结构理论,基于广义相当位温构建大气排熵指数,利用常规观测资料、地面加密自动站雨量资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料等,对2008年7月21—23日一次西南低涡东移造成的河南省大范围暴雨过程的大气排熵指数进行诊断分析,结果表明:大气排熵指数的演变与此次西南涡暴雨落区和雨强关系密切,暴雨落在负排熵指数中心偏南一侧,大雨以上降水分布在排熵指数负值中心轴线附近及其偏南侧;强降水开始前,排熵指数明显减小,强降水持续时间与排熵指数低值维持时间联系紧密;雨强不仅与排熵指数低值有关,且与低值维持时间、6h变化量也有密切关系。排熵指数低值中心位置和中心值的强弱变化与该个例中西南低涡中心位置和其强弱变化具有较好一致性。

低空急流的加强对深厚西南低涡发展及稳定维持的作用

1998年7月下旬长江中下游发生罕见的特大洪涝灾害.分析认为低空急流在7月20日10Z突然加强,在四川盆地东北侧引起低层强辐合是西南低涡得以发展的重要原因;低空急流加强引起的低层强辐合产生的潜热释放.导致中层位涡的增加,使得低涡十分深厚;低空急流在21～23日的另两次加强在西南低涡的南部引起的低层强辐合,弥补了低涡由于低层摩擦引起的旋转减弱,使低涡长期稳定维持.

黔西南一次低涡切变型暴雨的中尺度分析

利用常规观测资料、FY-2E TBB资料、自动站降水资料及1°×1°NCEP再分析资料,对发生在黔西南2014年6月9日的暴雨过程进行了分析,结果表明:本次暴雨过程主要是由低涡切变造成的,低涡切变东南移的过程中,黔西南地区低层辐合明显加强,触发了中尺度对流系统的发生发展。暴雨过程强度大,持续时间短,有典型的中尺度特征。两个大暴雨中心是由两个MCS产生的,都是沿低涡前侧的切变线移到暴雨中心上空的,降水主要出现在MCS的中部冷云区及梯度大值区。雷达回波资料显示此次过程是由多个对流单体发展、合并,形成混合性片状回波,回波在东南移的过程中逐渐减弱消散。暴雨发生前及发生时整个黔西南地区中低层有强烈的辐合上升运动,中高层为下沉运动,黔西南低层的θse为高值区且等值线密集,整层湿层深厚,动力强迫上升运动加强了低层能量和水汽的向上输送,促使中尺度对流系统的发生发展。

广西一次大范围西南涡暴雨过程多尺度特征分析

利用常规观测资料、地面自动站资料、FY2E卫星云图和雷达资料对2014年8月广西一次大范围西南涡暴雨过程大尺度环境特征、中小尺度系统特征等多尺度多角度进行分析,结果表明:西南涡和低涡切变是这次暴雨过程的直接影响系统,雨带与850hPa低涡切变活动密切相关,主要降雨区在西南涡、切变线附近和移动方向的前侧;850hPa水汽通量散度辐合中心、等值线密集区对强降水落区分布有较好的指示意义。降雨过程在一定程度上可以体现为中尺度系统的生消、移动,较强的对流回波和列车效应是造成柳江出现强降雨的重要因素。

2004年9月川渝大暴雨期间西南低涡结构及其环境场的分析

采用NCEP再分析资料、常规观测资料、卫星云图资料及地面降水资料，对2004年9月2日～8日发生在川东和重庆的大暴雨的影响系统及其环境场作了分析研究。结果表明，此次暴雨分为三个阶段，降水系统主要有两个：第一、三阶段的主要降水系统是低空切变线；第二阶段的主要降水系统是西南低涡，而西南低涡影响期内的雨量最强、范围最大。西南低涡开始时为一口中尺度系统，最后发展达α中尺度系统。其影响时间从4日00时到6日06时（国际协调时），持续了54小时。本文对此次暴雨过程所做的研究表明，川东地区的特殊地形，500hPa高空小槽以及700hPa、850hPa低层鞍型流场均是西南低涡产生和维持的重要条件；西南低涡上层为暖性结构；在暴雨过程中有20个雨团接连发生，中尺度系统是这次暴雨的直接影响系统；对水汽收支的计算表明，水汽可能来自于低纬度热带地区。本文还对西南低涡与东北低涡的异同作了比较。