Genetic Analysis of a Heavy Rainstorm on June 29,2006 in Henan Province

Based on conventional radiosonde data, surface encrypted observation data and so forth, the diagnostic analysis of a heavy rainstorm in the central and east of Henan Province on June 29, 2006 was carried out from the aspects of its large-scale background, environmental field and physical characteristics. The results showed that under the effect of a favorable large-scale environmental field, the rainstorm was caused by a mesoscale system. The high-east and low-west circulation pattern, the eastward movement of high-level low trough, low-level shear lines and strengthening of low-level jet streams directly resulted in the occurrence of the heavy rainstorm.

中国西部地区暴雨过程高、低空急流耦合影响机制的个例研究

高、低空急流对中国暴雨有重要影响,但是其对中国西部地区暴雨影响的深入研究缺乏,其耦合过程及机制的研究更少。本文利用常规观测、加密自动气象站降水资料以及NCEP/NCAR再分析资料,借助数值模拟,研究高、低空急流耦合效应对2018年7月8~11日中国西部一次特大暴雨过程的影响及其发生机制。结果表明:(1)此次暴雨过程是在中高纬东移冷涡低槽与副高西伸北抬的有利背景下产生的,高、低空急流耦合有利于暴雨的发展。(2)高、低空急流耦合主要通过次级环流和动量下传得以实现:高空急流加强高层辐散下沉,同时低空急流加强低层辐合上升,促使高、低空急流之间形成次级环流,其下沉支引导高层高值位涡向下层传播,形成动量下传,与中层高值位涡区相衔接,高、低空急流在中层耦合。(3)高、低空急流的耦合,加强了中层不稳定能量的聚集,促使低空急流加强发展;进而增强了辐合强度,促使上升运动加强,从而增强了降水强度。通过增减高、低空风速的敏感性试验发现,高低层风速的增减能够改变中低层最大位涡的增减,其基本对应了强降水时段,且位涡值越大降水强度越强。(4)高、低空急流强度共同对降水强度有重要影响:数值模式敏感试验表明,当同时增加高低空急流强度,降水强度将增强,而仅增加高空或低空急流,降水强度变化不大,但减弱高空或低空急流强度,降水强度均会减弱。

华南汛期持续性降水特征及其与30~90 d大气低频振荡的联系

利用全国756站逐日降水资料以及NCEP/NCAR再分析资料,研究了1961—2011年我国东部汛期持续性降水30~90 d低频变化特征及其与大气低频振荡的联系。结果表明,华南地区降水偏多型是汛期持续性降水低频变化的主导模态。对流层低层位势高度负异常和气旋型环流异常,以及高层略向北偏移的环流异常为华南汛期持续性降水低频变化提供了大尺度形势场。当西太平洋副热带高压脊线维持在22°N附近时,来自孟加拉湾和南海的水汽输送维持了华南地区汛期持续性降水活跃位相,向东北传播的副热带大气低频振荡系统对华南汛期持续性降水具有调制作用。此外,华南汛期降水低频变化还具有南北迁移的经向演变特征。

低气压下不同伞型结构复合绝缘子交流污闪性能对比

为得出高海拔、低气压污秽地区污闪性能优异的复合绝缘子技术参数,在大型多功能人工气候室内对高海拔、低气压条件下干弧距离比较接近的4组不同伞型结构的复合绝缘子(共7种)的污闪性能进行了对比研究。分析了复合绝缘子技术参数、污秽度对气压影响特征指数n及污闪梯度EL的影响。结果表明,气压特征指数n介于0.55～0.88之间,且随着污秽程度加剧而变小;在一定的结构高度下,n随着复合绝缘子伞间距与伞伸出之比S/P减小而增大,随伞裙边缘两点之间爬电距离与直接空气间隙距离之比l/d增大而增大。在低气压、污秽共同作用下,大小伞型爬距与干弧距离之比L/h为3.55的复合绝缘子在海拔≤2500m时污闪梯度EL最大,耐污性能最佳;海拔高度达4000m、大小伞型L/h为3.27时污闪梯度EL最大,耐污性能最佳,最佳L/h有随气压降低而变小的趋势。

渤海海峡至黄海北部低压顶部型海雾特征分析

选取2001年2月21-22日和2011年8月15-16日2次海雾过程进行对比分析,研究低压气旋顶部型海雾的高低空环流配置及物理量分布特征。利用地面观测实况和探空资料,结合NCEP再分析资料计算的物理量场,对低压气旋顶部型海雾的形成、持续和消散进行综合分析。分析结果显示,低压气旋顶部型海雾持续时间长,强度大。低压气旋的顶部或右前方盛行偏南风或西南风,偏南风或西南风带来的暖湿气流:(1)为海雾的形成提供了充沛的水汽条件;(2)容易在对流层低层形成逆温或等温的稳定层结;(3)在低层形成暖平流。稳定的大气层结,较好的水汽条件,配合较弱的垂直运动,有利于海雾的形成和持续。当低压气旋顶部的偏南风不断增大到一定程度(风速>10 m/s),容易破坏海雾发生区上空的稳定层结,温度平流增大,加速湿空气在水平方向和垂直方向上的输送和扩散,不利于海雾的维持。当低压气旋过境后,低压气旋后部的偏北风带来的冷空气容易形成冷平流,有利于海雾的消散。

西北地区东部两次典型大暴雨个例对比分析

利用常规高空地面资料、陕西省自动站逐时降水资料及NCEP1°×1°再分析资料,分别对2010年7月23—24日("0723")和2011年7月28—29日("0728")两次暴雨过程做了对比分析。结果表明:相对稳定的环流形势是两次大暴雨发生发展的有利背景;"0723"大暴雨发生前期低空急流就已建立,"0728"过程中伴随低空急流的形成,高空急流增强转竖,强降水发生;"0723"大暴雨期间热带低压"灿都"东侧偏南气流沿副高外围形成了一条宽而强的水汽输送通道,将南海大量的水汽和能量直接输送到陕西,"0728"大暴雨期间热带风暴"洛坦"北部的偏东南气流沿副高外围与孟加拉湾的西南气流合并后经华南、华中输送至暴雨区上空;两次过程期间陕西省均应于θ_(sc)高值区;两次过程均有干冷空气入侵、位涡扰动沿θ_(se)密集区下滑的现象。位涡随时间的变化与强降水随时间的变化几乎保持一致,化涡大值的出现预示着强降水的发生。

山东“7.18”致灾暴雨成因分析

利用实况观测资料、中尺度自动站资料和NCEP再分析资料,对2007年7月18日山东省大暴雨过程进行了诊断分析,同时还分析了暴雨致灾原因。结果表明,本次大暴雨是由高空冷涡南部的低槽、底层准东西向切变线、副热带高压西北边缘的暖湿气流以及来自东北南下冷空气共同影响所致。低层前期明显的持续升温为暴雨的产生创造了极好的热力条件,强盛的低空西南暖湿气流输送为此次暴雨提供了充足的水汽,同时山东上空低层高温高湿、能量增大,形成上干冷下暖湿的对流性不稳定层结。沿850 hPa切变线北侧东北气流迂回南下的冷空气与低空西南急流携带的暖湿空气在山东交汇,冷暖空气在对流层低层相互作用,具有明显的暖锋锋生特征,弱冷空气的低层侵入对暖湿空气具有抬升作用,促使对流发展和不稳定能量释放产生暴雨。地面存在中尺度辐合中心或辐合线的生成和发展,是这次大暴雨产生的启动机制,大暴雨的分布与地面辐合线的走向基本一致。降水历时短强度大,特殊的地势地貌是本次暴雨致灾的重要原因。

江淮梅雨异常的大气环流特征

江淮梅雨是我国夏季风雨带向北推进期中的一个重要阶段。利用江苏省气象局提供的江淮地区1954-2001年人梅日期、冉梅日期和梅雨量资料，详细讨论了江淮梅雨丰、枯梅年同期大气环流的差异。结果表明：丰梅年高层100hPa南亚高压呈纬向分布，高压强度增强。中层500hPa极涡强度增强，乌拉尔山高压脊强度增强，鄂霍茨克海阻塞高压强度增强，蒙古高压增强，东亚大槽位置较常年偏东偏南，120°E副热带高压脊线位于20°～25°N之间。低层850hPa南半球越赤道气流抵达北半球后向北偏西方向伸展，与来自阿拉伯海、盂加拉湾的西南气流和副热带高压西南侧的东南气流在南海北部汇合，在我国江淮流域形成一条准东西向的强风速辐合带，一直延伸到国际日界线附近。丰梅年低层辐合增强，高层辐散增强，高低层抽吸作用增强，垂直运动增强，对流旺盛，有利于梅雨的异常偏多；枯梅年则反之。

江淮地区两次持续性强降雪过程大气环流及低频特征

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料和地面观测资料,对比分析了2018年1月江淮地区两次持续性强降雪过程的大气环流,研究了中高、低纬度系统(阻塞高压和南支槽)在持续性强降雪过程中的协同作用,探讨了阻高指数和南支槽指数正负位相的低频波动对中长期预报的可参考性。结果表明:(1)两次强降雪过程发生时大气环流持续异常,极涡呈"偶极型",中高纬度阻塞形势明显,地面冷高压强大,有利于强冷空气南下;低纬度副高、南支槽维持,有利于暖湿气流向江淮地区输送;冷暖空气交汇,出现明显的中高、低纬度系统协同作用;(2)强降雪过程主要是由中高纬度系统尤其是阻塞高压稳定维持和低纬度的南支槽相互配合造成的,两次过程均发生在阻高偏强、南支槽偏强且位势高度峰区和谷区相叠加的时间段;(3)两次持续性强降雪过程中,极涡位置、阻高和南支槽强度以及低层水汽条件、垂直环流等方面存在一定的差异,使得两次过程的降雪范围、强度和类型具有不同特点;(4)阻高异常偏强(弱)或南支槽异常偏强(弱)有(不)利于持续性降雪过程发生;持续性强降雪发生时阻高和南支槽的差值指数(UI-STI)具有明显异常偏高的特征,对强降雪过程预报具有一定的指示意义;(5)阻高和南支槽指数具有显著的10~30天低频变化特征,其正负位相的低频波动可提前两周以上,为强降雪过程预报提供参考。

欧亚大陆中高纬积雪消融异常对东北夏季低温的影响

利用美国冰雪资料中心提供的1979~2007年月平均积雪水当量资料、NCEP/NCAR的逐月再分析资料以及中国743站的逐日气温资料,讨论了欧亚中高纬春季融雪异常分布与中国东北夏季温度的联系及其可能的影响机理。结果表明:欧亚大陆中高纬西部春季融雪偏多、东部春季融雪偏少时,我国东北夏季易出现低温。春季东部融雪量少,导致夏季剩余积雪偏多;夏季积雪融化吸热增多,加上后期的土壤湿度增加会导致该地区夏季温度异常偏低,高度场下降,500 hPa上欧亚中高纬东部的长波槽加深,槽后偏北气流加强;来自极地的冷空气容易入侵东亚中高纬地区,引起我国东北夏季低温。

2008年6月深圳异常降水大尺度环流特征及成因分析

利用NCC/CMA资料分析了2008年6月深圳降水异常事件的成因。结果表明,2007年7月—2008年2月赤道西太平洋海表温度异常偏低、2008年前冬今春青藏高原积雪面积偏大是深圳异常降水事件的前期气候背景;2008年6月东亚阻塞高压的异常强大及乌拉尔山长波槽的异常加深发展,促进了经向环流异常增强;偏强的冷空气以阶梯槽的形式频繁入侵华南,为深圳异常降水事件提供了动力条件。副高西段较常年偏南、西伸脊点偏东,强劲的季风潮为深圳地区输送了巨大的水汽和热量,冷暖空气在深圳繁交汇等,是深圳异常降水事件的主要成因。上述多种因素的异常共同导致了深圳异常降水事件的发生。

影响东亚夏季风降水异常的前期海温信号

采用NCEP/NCAR大气再分析资料、Had ISST海温数据以及中国东亚季风区的实测降水资料,探讨前期冬季海温与东亚夏季风之间的关系。研究表明,影响东亚夏季风异常的海温变化存在2个关键区,分别位于南印度洋中部和北太平洋东部,关键区的海温与东亚季风区的降水在长江中游有显著正相关,与东亚夏季风指数有显著负相关。基于此,定义了印-太海温指数。强海温指数年的南亚高压、索马里越赤道气流、西太平洋副高偏强,有利于东亚夏季风北进,中国大部降水偏多;弱海温指数年则相反。

2008年华南前汛期异常降水的大尺度环流特征及成因分析

利用NCC/CMA资料分析了2008年5月下旬至6月中旬华南降水异常事件的成因。研究表明:2007年7月至2008年2月赤道西太平洋海表温度异常偏低,以及2008年前冬今春青藏高原积雪面积偏大是华南异常降水事件的前期气候背景;2008年5月下旬至6月中旬东亚阻塞高压的异常强大及乌拉尔山长波槽的异常发展,促进了经向环流异常增强;偏强冷空气以阶梯槽的形式频繁入侵华南,为异常降水事件提供了动力条件。此外,副高较常年偏强、偏北,强劲的季风潮为华南地区输送了巨大的水汽和热量,冷暖空气在华南上空频繁交汇是深圳异常降水事件的直接成因。上述多种因素的异常并同时出现,共同导致了华南异常降水事件的发生。

北半球大气活动中心的一些统计特征

本文利用1899至1980年1月和7月北半球海平面气压资料,对冬、夏季7个主要大气活动中心的强度和位置变化作了统计分析,得到一些主要结果。

低压大电流双凸极无刷直流发电机电枢绕组股线环流的抑制方法

为了有效抑制低压大电流双凸极电机电枢绕组中的股线环流,提出电枢绕组结构优化方法。首先建立能够充分考虑绕组股线位置、线包间股线串联顺序的精细化二维有限元仿真模型,对低压大电流双凸极电机中电枢绕组股线环流产生的机理进行研究。在此基础上,提出三种优化过的电枢绕组结构,并分别建立仿真模型将它们与未优化过的结构在股线环流分布、铜损、效率等方面进行对比分析。最后,制作两台不同绕组结构的股线环流验证原理样机进行对比实验研究。仿真和实验结果表明,股线均匀穿过槽深与槽宽的电枢绕组结构具有最好的股线环流抑制效果。

“4·23”南疆翻山型强沙尘暴动力结构特征分析

利用2014年4月22日-23日高空、地面、区域自动气象站加密观测和1°×1°NCEP/NCAR再分析资料,分析4月23日南疆翻山型强沙尘暴天气的高低空环流及动力结构特征。结果表明:巴尔喀什湖低槽引导极地干冷空气爆发性南下进入南疆,造成4×10-2h Pa·km-1剧烈的气压梯度和地面冷锋,引发了大风、强沙尘暴,盆地中尺度低压辐合使尉犁加强为"黑风";300 h Pa极锋急流快速南下至南疆盆地,动量下传形成低空急流,高低空急流是此次强沙尘暴形成的动力条件;急流附近高空辐散、低层辐合及层结不稳定,有利于沙尘暴发生。本次强沙尘暴动力结构特征:干冷与干暖空气剧烈交绥,激发热力不稳定,产生热力对流;高空辐散、低层辐合与高低空急流、地面冷锋配合,加强上升运动,使地面沙尘卷入空中并输送;高低空急流抽吸加强冷暖空气垂直运动,位能向动能转化,引起了地面大风,驱动沙尘暴发生。

2017年10月大气环流和天气分析

2017年10月环流特征如下:极涡呈偶极型,中高纬地区西风带为4波型分布,西太平洋副高强度较常年偏强、位置明显偏西。全国平均降水量46.2mm,较常年同期(35.8mm)偏多29%,为1961年以来第八高;全国平均气温10.6℃,较常年同期(10.3℃)偏高0.3℃。10月我国的大范围降水过程有6次,主要冷空气过程3次,其中8—10日降水过程伴随冷空气活动,给西北地区东部、华北中南部、东北南部带来该地区该季节较罕见的大范围强降水。2017年第20号台风卡努10月中旬登陆广东雷州半岛,给华南带来大风、降水。下旬我国北方出现一次雾-霾天气过程。

浙南闽北登陆台风发生区域性暴雨增幅的环境场特征分析

采用1950—2015年在浙南闽北登陆的台风历史个例及其降水资料,将台风路径分为西行类和北上类来探讨浙江省受不同路径台风影响时,发生区域性暴雨增幅或不发生增幅的形势场和物理量场特征及台风暴雨增幅落区规律。结果表明:台风登陆西行和北上路径发生区域性暴雨增幅或不发生暴雨增幅环境场特征均有明显的差异,增幅型台风登陆前后对流层中低层建立从南海、台湾东部到浙江沿海并伸入浙江内陆的E-SE急流和水汽通道,θse平流呈东暖西冷的结构,台风中心呈高层辐散、低层辐合的结构;若有弱冷空气入侵,暴雨增幅强度更强、范围更大,暴雨增幅落区明显向浙中北部地区伸展。无暴雨增幅型台风对流层中低层从南海到台湾没有明显的偏南风急流,中低层浙江沿海的SE风急流轴及水汽通道偏北偏东,强度偏弱,没有伸入浙江内陆;浙江处于大陆暖气团的SE侧,浙江沿海无明显的暖平流;高层无辐散或弱辐散、低层弱辐合。

廊坊市重污染天气大气环流形势及配置特征分析

对2013-2015年廊坊市重污染天气发生当日08:00地面、高空环流形势实况资料进行分型统计,并对高、低空环流配置进行分析,结果表明:地面场共有8种类型,其中以高压场底部控制最多,高压场后部、变性高压场和高压场前部控制较多;轻微霾和重度霾时,地面均以高压场底部控制最多;轻度霾时以回流形势控制最多;中度霾时以高压场后部控制最多。700 hPa高空环流形势共有7种类型,以脊前西北气流控制最多,其次为平直西风环流和槽前西南气流;轻微霾和重度霾时,以脊前西北气流控制最多;轻度霾和中度霾以平直西风环流控制最多。高、低空环流配置共有9种类型,3种主要的配置形势为700 hPa高空为高压脊,地面为高压场;700 hPa高空为平直西风环流,地面为高压场;700 hPa高空为高空槽,地面为高压场。轻微霾和重度霾时均以700 hPa高空为高压脊,地面为高压场是最主要的配置类型,轻度霾和中度霾时均以700 hPa高空为平直西风环流,地面为高压场是最主要的配置类型。3~5 d持续重污染天气过程,地面以高压场底部控制最多,高空环流形势平直西风环流、高压脊、高空槽的占比分别为36.0%、35.2%和28.9%。高、低空环流配置则以700 hPa高空为高压脊,地面为高压场底部是最典型的配置类型。

2021年10月大气环流和天气分析

2021年10月北半球大气环流特征主要表现为:极涡主要呈单极型分布,位置偏离北极点靠近西伯利亚;中高纬地区环流呈5波型分布,500 hPa位势高度场在亚洲东北部至东北太平洋一带为负距平,在北美至北极地区为正距平;副热带高压呈狭长带状分布,几乎环绕北半球;西北太平洋副热带高压较近几年同期范围偏小。10月全国平均降水量为52.1 mm,较常年同期偏多45.4%,为1961年以来历史同期第四多,且分布不均匀;全国平均气温为10.7℃,较常年同期偏高0.4℃。月内有3次主要降水过程,2次中等强度冷空气过程,有4个台风和1个热带低压生成。其中,3—6日主要降水过程由东北冷涡、低空急流和低层切变线共同引起,该过程持续时间长,累计雨量大且极端性强;另外2次主要降水过程分别由2117号台风狮子山和2118号台风圆规造成,使得我国东南至华南沿海地区出现强降水。