2022年河南“7·25”雷暴大风天气成因分析

利用常规观测资料、区域自动站资料、雷达数据和NCEP 1°×1°逐6 h再分析资料等,对2022年7月25日河南雷暴大风的天气学成因进行了分析。结果表明:高层冷空气叠加在低层暖区之上形成的强烈位势不稳定层结及较强的垂直风切变,为强对流天气发生发展提供了有利的环境条件。700 hPa以下持续的西南气流对水汽输送和补充起到了重要作用。强对流区不稳定指数增大,对流有效位能(CAPE)、下沉对流有效位能(DCAPE)突增,且均大于河南强对流阈值,θ_(se)垂直递减率增大,为强对流提供了不稳定能量。对流层中高层有干冷空气侵入,使下沉气流蒸发加强,导致其气温急剧下降,形成地面冷池和小高压。当1 h正变压中心≥2.6 hPa,1 h变温中心下降达6℃以上,且强对流上下游的1 h变压差值≥3.2hPa时,1 h变温≤-4℃的地面冷池附近对应着国家基本气象站和气象观测站分别出现19~30 m·s^(-1)(8~11级)和25~38 m·s^(-1)(10~13级)的大风。地面中尺度辐合线促使对流云团的生成发展,云团发展强盛阶段移动加快(50~70 km·h^(-1))。雷暴大风、强降水发生在云团前沿TBB等值线梯度大值区和TBB≤210 K的冷云区。造成雷暴大风的主要雷达特征为阵风锋、飑线、弓形回波、中气旋;飑线回波尺度大(200~300 km),中心强度强(60~70 dBZ),强回波顶高(7~8 km),移速快(55~70 km·h^(-1))。飑线的形成和发展是造成河南中东部发生大范围雷暴大风的主要原因。

2012年初春华南“高架雷暴”天气过程成因分析

利用华南地区多普勒天气雷达资料、气象站监测资料以及NCEP客观分析资料,分析了2012年2月27日华南地区发生的一次罕见高架对流天气过程特点。结果表明,在低层强大冷气团控制下,地面冷锋后华南地区出现的伴有短时强降水、雷电和冰雹的强对流天气过程是一次较典型的冷区"高架雷暴",近地面大气层结较稳定,低空存在逆温,强对流天气落区与850 hPa切变线位置有较好对应。中高层的西风槽东南移和高空急流南压,配合低层850 hPa南岭山脉南侧偏南急流显著加强,为高架对流发生发展提供了有利的大气环流背景。边界层冷空气补充南下迫使低层暖湿空气抬升,中高层槽前辐散气流产生高空"抽吸"作用,配合华南上空有利的大气动力和热力不稳定条件,形成了此次罕见的高架强对流。与一般地面发展雷暴不同,此次"高架雷暴"暖湿空气是从逆温以上的850 hPa附近开始对流抬升,而不是从边界层开始。

一次孟加拉湾风暴影响下云南持续性暴雨天气诊断分析

应用MICAPS资料结合FY-2卫星云图,诊断分析了云南2004年5月18～20日的持续性暴雨天气过程,这次近50年来最强的暴雨过程主要影响天气系统是孟加拉湾风暴和700 hPa切变线及地面冷锋,冷空气侵入孟加拉湾风暴外围环流导致降水强烈发展.孟加拉湾风暴带来的充沛水汽输送和强烈的上升运动与高温高湿的不稳定大气为强降水发生发展提供了有利条件;高低空急流的建立及维持,强锋生区的持续触发作用,是本次连续性暴雨维持的重要原因.

长江中下游地区暖区暴雨特征分析

利用2007到2013年5-9月间常规和非常规资料以及6 h一次的NCEP 1°×1°再分析资料,将长江中下游地区暖区暴雨按天气形势划分为冷锋前暖区暴雨、暖切变暖区暴雨以及副热带高压边缘暖区暴雨三种类型。统计表明暖区暴雨一般发生在距离切变线（锋线）100~300 km的暖区内。主要结论包括：（1）冷锋型降水强度偏弱且分布均匀,集中在5、6月;暖切变型发生次数最多且强度大,主要发生在6、7月长江中下游地区的偏南部;副热带高压边缘型发生次数最少但强度较大,发生在7、8月。暖区暴雨的发生次数及强度在大别山、皖南山区较为集中。（2）暖区暴雨中短时强降水贡献大。（3）冷锋背景下的暖区暴雨一般产生在锋前低压槽中,暴雨落区与高低空急流耦合有紧密联系;暖切变型以低层暖切变线为主要天气背景,地面常有弱静止锋,暖区对流活动与中尺度急流结构、地形强迫等因素存在较高的相关性;副热带高压边缘暖区暴雨与局地的水汽积累和对流不稳定条件的发展有密切关系。据此建立三类暖区暴雨的概念模型。

云南一次短时强降水过程的中尺度特征及成因分析

为揭示云南短时强降水的成因,提高短时强降水的预报准确率,应用常规观测资料、卫星、多普勒雷达和闪电定位资料对2013年6月9-10日发生在云南一次较大范围的短时强降水过程的中尺度特征及成因进行分析,研究表明:冷锋切变线提供动力抬升条件触发不稳定能量释放,诱发短时强降水;高空槽后冷平流的补充南下激发云南金沙江河谷地区中尺度对流系统(MCS)不断生成并南移,使得MCS维持较长时间,为滇中及滇南短时强降水的发生提供有利条件,短时强降水出现在MCS和中尺度对流单体(MCC)云团移向的前部边缘地区;雷达回波资料显示,飑线的维持和移动造成滇南的短时强降水,短时强降水发生在飑线前部的入流槽口处,云南中部的短时强降水与逆风区的形成和维持有直接关系;负地闪频数最大值出现的时间比短时强降水的发生有30 min^3 h左右的提前量,负地闪频数的跃增对短时强降水的预测预警有较好的指示作用。

北京地区一次飑线的组织化过程及热动力结构特征

2015年8月7日华北西北部的一次断线状对流系统向东南方向移动,并与平原地区多单体雷暴合并、组织,最终形成强飑线,造成北京地区出现较大范围的风雹和局地短时强降水天气。基于多源资料的研究结果表明:(1)飑线形成有三个阶段:上游线状对流发展移动、平原多个单体雷暴的新生和合并、线状对流并入本地多单体后组织成飑线。第二阶段中,城区北部边缘地面热力分布不均,配合局地风场辐合,触发了雷暴。雷暴冷池范围不断扩大,温度梯度区向南扩展,造成新生对流向南传播。(2)飑线的组织化过程,呈现出两支强入流为典型特征的动力结构:一支位于雷暴冷池后侧中层(4500~5000 m),另一支位于低层飑线前侧,由强辐合区垂直于飑线指向云内。这两支强入流分别构成飑线前侧和后侧两个独立的顺时针垂直环流圈。后侧入流和前侧入流在同时加强,造成飑线前侧垂直环流不断加强,与之对应的环境垂直风切变也同步增强。这一动力过程形成了有利于飑线组织化的中尺度垂直切变环境,垂直风切变增大的本质实际上是飑线发展反馈的结果,同时也是驱动飑线快速向前移动和发展的重要因素。当后侧中层入流消失,前侧垂直环流也随之逐渐减弱,预示着飑线从成熟开始减弱消亡。(3)从热力结构看,下山的线状对流冷池与平原地区多单体雷暴的冷池合并,形成了扰动温度低于-8℃、厚度加深到1.5 km的强冷池,其前沿的β中尺度锋面附近的辐合上升运动加强,进一步促进了飑线在平原地区发展加强,并出现阵风锋。

山西一次连续降雪过程成因分析

利用NCEP／NCAR逐日6h分析资料和常规观测资料，分析了2011年2月25日一28日山西连续降雪天气过程（以下简称2．25降雪）。①2．25降雪过程经历了三个阶段：2月25日为回流降雪阶段，26日一27日为倒槽冷锋与回流降雪共同影响降雪阶段，28日为低空切变线影响降雪阶段。②2．25降雪过程涵盖了华北地区大到暴雪的三个类型：回流类降雪、倒槽冷锋类降雪、低空切变线类降雪。③通过温湿场分析得出，对于低空切变线类降雪，对流层中层的湿核对降雪的开始有一定的指示意义。降雪未开始之前对流层中层有湿核，随着时间的推移，湿核向低层扩展，整个对流层中低层变为高湿区，降雪开始。当对流层中层变为干区，并向低层扩展，降雪过程结束。对于回流类降雪，低层回流对回流降雪起到冷垫的作用。④通过涡度场分析得出，对流层低层的负绝对涡度中心对其东侧的降水有指示意义，如果其东侧对流层低层配合有正涡度核，降雪强度较大，维持时间较长。⑤地面层出现的负绝对涡度中心说明近地面层有小高压系统的存在，这是因为低层回流冷垫作用形成的孤立小高压体。⑥28日降雪维持机制是条件性对称不稳定。

一次区域性暴雪天气过程的诊断分析

利用Micaps常规天气资料和NCEP 1°×1°6 h再分析资料,采用天气学诊断方法,对2006年2月27日十堰市出现的一次区域性暴雪天气过程的环流特征和物理量场特征进行了分析。结果表明,此次区域性暴雪天气过程是在比较有利的天气背景条件下发生的,高空东移小槽、中低层切变线和地面冷锋是其主要的影响系统;中低层较强的暖湿气流(暖平流)沿低层冷空气垫爬升是产生强降雪的动力条件;强烈的水汽辐合为暴雪的产生提供了充足的水汽,暴雪区位于近似西南—东北向水汽通量轴线的左侧。

罕见的一次暴雨形势场回顾

应用常规气象观测资料、天气图、气象卫星、雷达资料等,对2008年7月30—31日发生在内蒙古鄂尔多斯市北部的一次区域性暴雨天气进行综合分析,结果表明:西太平洋副热带高压西伸北挺和西来槽东移,为暴雨形成提供了有利的大尺度环流背景,高空急流、切变线、地面冷锋是暴雨产生的主要影响系统,偏南气流的建立为暴雨提供了源源不断的水汽条件。

2016年吉林省“7·26”暴雨天气综合分析

利用NCEP1°×1°再分析资料、FY-2G卫星云图、多普勒C波段天气雷达以及吉林省区域自动站和加密自动站资料,运用统计分析和天气动力学诊断方法,综合分析2016年7月25—26日吉林省暴雨天气过程,此次暴雨和大暴雨落区位于吉林省四平东部、辽源、吉林和通化北部,此次暴雨过程出现东北冷涡天气背景下,25日14—22时的短时强降水由东北冷涡前部局地对流活动的加强触发中尺度对流系统(MCS)生成。500hPa为两脊一槽形势,受西太平洋副热带高压阻挡,东北冷涡较为稳定,吉林省位于东北冷涡前沿的西南气流中,850hPa西太平洋副热带高压西侧的西南急流直达吉林省中南部,在其北端产生西南—东南向暖锋式切变,并与地面黄河气旋暖锋区相对应。在地面中尺度辐合线、地形抬升触发下,造成中尺度对流,形成短时强降水。通过FY-2G卫星相当黑体温度(TBB)产品分析,发现吉林省上空TBB低于-52℃时,就会产生短时强降水,而TBB高于-48℃则MCS趋于消失;此次强降水的新一代C波段天气雷达回波具有较明显的强回波低质心结构特征,降水效率较高,持续时间短,但达到短时强降水标准。卫星TBB产品和雷达监测可为以后吉林省东北冷涡暴雨定时、定点暴雨预警提供依据。

一次飑线天气的非常规气象资料特征分析

利用常规及非常规气象资料,对2004年6月7日河北省衡水市的一次飑线进行了分析,发现低涡切变线、地面冷锋是这次强对流天气的影响系统。从红外卫星云图特征看,这次飑线过程属于在较弱的风垂直切变环境下生成的断续线型,多个对流单体构成云线。从雷达回波特征上看其发生发展过程属于后续线型,形成比较典型的弓形回波和逆风区。对比红外卫星云图、闪电定位资料以及雷达回波发现,三种非常规气象资料在系统影响时间、强度变化,移动方向方面具有很好的对应性。

合肥机场一次低空风切变机理分析

应用地面、探空、机场自动观测、NCEP再分析资料、多普勒雷达等资料,重点分析了多普勒雷达数据产品,探讨了机场低空风切变形成原因。结果表明:(1)机场低空风切变的主要原因是γ中尺度对流单体底部的紊乱气流造成,此对流单体由北阵风锋与地面中尺度辐合线交汇诱发生成,多个γ中尺度对流单体迅速消亡后产生的下沉气流加强了地面中尺度辐合线,阵风锋和辐合线引起机场低空风切变的产生;(2)风切变过程发生前,皖北地区为不稳定大气层结,925hPa的风场辐合为强对流天气提供触发机制,流经黄海的偏东气流为低层带来充足水汽,皖北强对流风暴的发展和消亡是北阵风锋发生的根本原因;(3)风暴后侧中层干冷空气的侵入阻碍了风暴前沿上升的暖湿气流,促进了风暴内部冷空气的下沉和垂直动量交换,增强了近地层出流强度,两次强反射率因子核高度的迅速下降是北阵风锋发生的直接原因。

青岛地区暖区暴雨特征研究分析

利用2011—2018年常规和非常规气象观测资料,统计分析青岛地区38个暖区暴雨日的基本特征。结果表明:(1)青岛地区暖区暴雨按发生的天气形势主要可分为暖切变型、冷锋型、副高边缘I型及产生连续性暴雨的副高边缘II型。(2)暖区暴雨主要发生在7—9月,其中7、8月发生次数较高。暴雨落区和青岛的地形关系密切,在南北山区形成两条暖区暴雨高发生带。(3)暖区暴雨的强对流特征明显,短时强降水的贡献随总雨量的增加而加大,且降水时段集中,主要降水产生在6 h以内。(4)冷锋型和暖切变型的天气形势均为北部西风槽配合偏南的副热带高压,低层有明显的西南暖湿气流输送水汽,其中冷锋型有明显冷空气南下在华北南部形成东北西南向冷锋,而暖切变型的中支槽前在渤海西部有低涡生成,前部暖切位于半岛北部地区。两类副高边缘型均为西低东高形势,青岛处于副高西侧,且副高边缘II型的副高位置更为偏北,东移的西风槽更加深厚,与副高形成东西对峙,易出现连续性暴雨。(5)各型暖区暴雨基本发生在低层高能舌的顶端及由于风速切变和地形抬升造成的水汽辐合区域。

南京“2003.2.10”寒潮降温降雨(雪)天气过程初步分析

对2003年2月10日至11日发生在南京的一次寒潮降温降雨(雪)的主要影响系统,如阻塞高压、高空槽、横槽、中低层暖式切变线、地面冷锋以及地面暖低压倒槽等进行了描述和分析,并对某些物理量进行了分析。分析得出:这次寒潮降温降雨(雪)天气是在高空500hPa乌拉尔山阻塞高压崩溃、巴尔喀什湖至准噶尔盆地的横槽转竖,冷空气从西北路径东移南下,中低层冷槽与暖式切变线接合以及地面冷锋切入暖低压倒槽等天气系统的作用下发生的,并归纳出此类天气预报的指示系统,对于做好寒潮天气预报具有指导作用。

宁波机场一次强雷暴天气过程诊断分析

本文利用常规观测资料和NCEP/FNL再分析资料对2017年8月25日宁波机场的一次强雷暴天气过程进行诊断分析,结果表明:(1)中低层切变线和地面冷锋是影响此次雷暴的主要天气系统。(2)低空的辐合配合高空辐散为雷暴发生提供有利的动力条件。(3)大气层结的不稳定及低层不稳定能量输送为雷暴发生提供有利热力条件。(4)水汽分布具有下湿上干的垂直结构,水汽和上升运动区配合进一步加强不稳定能量的积聚。

宝鸡一次强降水天气中尺度特征及模式预报分析

利用常规气象观测资料、宝鸡多普勒雷达及多家数值预报产品,从提高预报预警能力和气象服务水平出发,对2021年6月15—16日发生在宝鸡地区的一次强降水天气过程进行诊断分析。结果表明:(1)该次强降水过程主要由于500 hPa短波槽东移,引起700 hPa、850 hPa切变线南北移动,导致偏南风和偏东风将暖湿空气向宝鸡地区输送而形成;(2)地面冷锋是此次降水的主要影响系统;(3)多普勒雷达对降水有一定的指示意义,回波强度很好地表征了降水强度;(4)EC模式相较于GRAPES和NCEP模式的预报效果更好;(5)此次降水的准确预报,引起了市领导的高度重视,并采取了有力的措施,保证了气象服务取得很好的效果。

锡林郭勒盟一次大到暴雨天气过程诊断分析

利用常规观测资料和各种物理量场,对2010年5月4日内蒙古锡林郭勒盟(以下简称锡盟)出现的最大范围的大到暴雨天气过程的环流特征及物理量进行分析。结果表明:强烈的上升运动和水汽条件,为大到暴雨天气的产生提供了良好动力和水汽条件;高空冷槽、低层稳定切变、低空急流是此次过程的主要影响系统,高层辐散,低层辐合的配置产生了大范围上升运动,西南涡的维持为锡盟地区建立了充沛的水汽通道,动力抬升、充沛的水汽和长时间维持的低涡是这次降水的主要条件。

2016年6月23—24日周口暴雨过程分析

利用自动气象站资料、Micaps常规资料和T639资料等气象资料,通过天气学和天气动力诊断分析方法,对2016年6月23-24日周口暴雨过程进行了综合分析。结果表明:高空槽配合低涡切变线和低空急流是这次暴雨形成的主要环流背景;同时地面冷锋的作用,加上有利的动力条件支撑此次降水过程;充足的水汽有利于暴雨的发生。