渤海西岸一次极端大风的特征和成因分析

利用NCEP-FNL资料、FY-4卫星红外云图资料、雷达资料和自动站资料,对2021年4月15日渤海西岸由大尺度冷空气和中尺度对流系统共同作用形成的极端大风进行特征和成因分析。结果表明:①FY-4卫星红外云图云顶亮温表现出指状特征,雷达反射率因子表现为两个弱回波带在渤海西岸合并加强为一条带状回波,随着系统东移由带状回波演变为弓状回波。②上冷下暖的不稳定层结为锋面触发对流提供有利环境条件,在径向速度图上出现较大范围速度模糊和中层径向辐合。③此次大风过程具有雷暴大风和冷空气大风混合的大风特征,大风成因是由大尺度冷空气产生的动量下传、大尺度变压风、梯度风以及中尺度雷暴冷池出流共同导致的。

一次强飑线过程极端大风的中尺度分析

利用常规气象观测资料、区域自动气象站加密观测资料和GFS 0.25°×0.25°逐6 h的分析场数据以及多普勒雷达、风廓线等资料,通过背景形势场分析、物理量诊断分析和中尺度分析,对2018年3月4日发生在华东地区的强飑线天气过程进行了诊断分析。结果表明,这次过程具有发生时间(季节)早、移速快、范围广、致灾强等特点,是一次比较少见的早春(冬末)十分强烈的飑线天气过程,是在高空急流辐散区、低空西南急流轴前端、低涡南侧的暖区中发展起来的。飑线过程的地面要素变化十分剧烈,地面有强冷池,与飑线前暖空气之间构成了强的水平温度梯度,致使飑线强度更强;飑线经过时气压涌升所形成的雷暴高压、强气压梯度以及飑线的快速移动均有利于地面极端大风的出现。飑线发展过程中观测到弓形回波、超级单体等强天气系统。中高层动量下传和光滑湖面、喇叭口、狭管效应等特殊地形对于大风的增强效应比较显著,这些因素也加剧了地面极端大风的形成。

一次黄渤海海上大风过程模拟分析

2009年2月13日黄渤海海域冷锋过境,出现海上大风天气过程。为分析此次大风过程的形成机理以及物理量场的分布特征,利用WRF数值模式对此次大风过程进行数值模拟。研究发现,WRF数值模式对这次冷锋型天气过程的高、中、低空天气系统的演变和强度模拟效果较好,成功揭示了黄渤海沿海地区大气环流形势及控制天气系统演变的主要特征:此次大风过程主要是冷锋过境引起的大风降温过程,冷空气开始入侵,地面气压梯度力增强,风速开始增大,同时明显反映出冷暖气团的斜压性,锋面的斜压性增强地面风速。物理量场的模拟说明,当测站上空由上升运动转为下沉运动时,风速逐渐增大,风速的大小与下沉运动的强度呈正比。温度和相对湿度场的分布反映了锋面过境的系统演变。

冬春季动量下传引发浙江沿海灾害大风过程分析

对浙江沿海一次灾害性大风过程的成因进行分析,并通过相似个例分析,研究了此类突发大风的共性,提出了浙江冬春季动量下传引起的爆发性大风的基本天气模型。结果表明:深厚的强垂直风切变、显著的垂直速度和高低空温度平流的快速更替是造成本次大风的主要原因;另外,高低空辐合辐散场耦合配合冷空气挟卷,促进强对流云团中下沉负浮力增强,有助于强的动量下传引发突发大风。这类大风的天气模型特征为:在冬春多股冷空气活跃时,强冷中心维持,东北亚中高纬呈“一槽一脊”型,高空槽等压线密集;当高空槽槽快速转竖时,槽底可达30°N及其以南,同时配合中心风速达46 m/s以上的高空急流、强度达26 m/s以上的垂直风切变和显著的高低空温度差动平流。

江苏北部近海一次罕见大风天气过程成因分析

利用常规气象观测资料和自动站等非常规观测资料以及美国国家环境预报中心(NECP/NCAR 1°×1°)再分析资料,对2017年11月17—18日一次强冷空气引发的江苏省北部近海大风天气的影响系统及物理量场特征进行了诊断分析。结果表明,(1)高空横槽转竖使得强冷空气南下影响江苏省,造成气压梯度、变压梯度加大,气压梯度在大风形成的初期起主导作用,变压梯度有利于强风的维持。(2)大风期间高层深厚的冷平流自上而下形成一条后倾式冷平流传输通道,地面风场加强,冷平流区明显下传发展。(3)动量下传在此次过程中亦起了重要作用,大风形成初期,低层700-1000 hPa出现低空动量下传并影响地面风场;高空槽过境后,高空动量能够影响地面风场。

三峡坝区一次冬季持续性晴空大风的成因分析

2021年1月中旬,三峡坝区出现了一次严重影响近坝区通航安全的持续性晴空大风过程(以下简称“21·1”坝区晴空大风)。使用常规观测资料及中尺度观测资料等,应用天气学分析和诊断方法,分析了“21·1”坝区晴空大风时空分布特征及其成因。结果表明:此次晴空大风发生在背风坡河谷地带,大风期间存在4次风速波动,夜间风速大于白天;地面大风由边界层动量下传导致,动量来源于低层急流,下沉运动与大振幅背风波有关。边界层垂直风切变和逆温层的稳定存在使背风波持续时间增长,逆温层下较大的温度垂直递减率进一步加强了下沉运动,是晴空大风形成并持续的主要成因。

舟山群岛一次低压大风过程的诊断分析

通过对舟山群岛一次低压大风过程的天气形势及各种物理量的诊断分析认为:地面的倒槽波动,加上高空的涡度平流、低层南北两支气流相遇形成的强烈的切变是地面低压能够形成并发展的关键。中低层的温度平流、降水凝结释放潜热维持上升运动,是低压进一步发展的有利条件。高空动量下传最终形成了地面的强风。

河西走廊西部一次极端大风天气过程3次风速波动的动力条件分析

利用自动气象站、高空探测和NCAR/NCEP再分析资料,对2017年5月13日河西走廊西部极端大风天气的影响系统、3次风速波动和动力条件等方面进行了分析。结果表明:在阻塞高压发展加强和冷涡的异常南压作用下,冷平流和动量下传是河西走廊西部持续大风形成的关键因素;第一次大风波动主要与地面变压风有关,动量下传在第二、三次大风波动中起重要作用;在高空急流入口区中心及左侧伴生的下沉运动能有效将高空动量下传到500 hPa,低层不稳定层结发展的动量交换作用和热力、动力条件下所产生的垂直运动使中低空动量下传至近地面;前倾槽所形成的涡度平流上负下正结构极有利于动量下传,垂直方向上涡度平流梯度越大、梯度大值中心越低,越容易引发河西走廊西部近地面极端大风。

一次冷空气强风的成因分析

文章分析了2004年12月底的一次冷空气强风过程,揭示了冷空气南下与东海低压的发展造成的气压梯度、高低空较强的冷平流以及中低空辐合辐散差异引起的动力强迫下沉作用所造成的动量下传是造成本次猛烈强风的主要原因。最大强风发生区域和发生时间既与低层和中层700hPa分别转为辐散和辐合中心对应,又与中低层700hPa以下正好处于下沉速度中心附近对应。

舟山群岛海域一次大风过程的诊断分析

对舟山群岛一次冷空气大风过程进行了诊断分析。结果表明:大风产生在典型的贝湖脊型横槽形势下,高空横槽的转竖使得冷空气从低层到高层开始向南爆发。冷空气南下与东海低压强烈发展造成的强气压梯度以及中低层冷平流的作用是造成强风的重要原因。高低层散度场的耦合以及高空锋区过境时产生的动力下沉运动造成强烈的动量下传,进一步加大了地面风速。

一次春季冷锋过境引起的大风天气分析

利用常规探测资料、地面加密观测资料及NCEP再分析资料,对2009年4月15日新乡罕见大风天气的天气形势及物理量场特征进行了诊断分析。结果表明:西伯利亚强冷空气南下与华北低压发展共同造成的强气压梯度、高低空强的冷平流是造成此次强风的主要原因;地面冷锋前的上升运动与高空急流入口区次级环流上升气流的叠加,为深对流发展提供了深厚的垂直环流发展条件;高空西风急流配合适合的垂直环流,产生动量下传,是超出一般强度的冷空气大风产生的原因;ECMWF和T639数值预报产品均成功地预报出了此次强风过程。

2019年4月9日四川东北部一次飑线大风的成因分析

利用常规观测资料、多普勒天气雷达资料、自动站观测资料等多种资料,对2019年4月9日发生在四川东北部的一次飑线大风天气进行了分析。结果表明:此次飑线大风天气过程为低层暖平流强迫类型,低层西南急流和暖脊使得不稳定能量快速增长,配合冷槽东移影响,加强了层结的不稳定性,在地面辐合线的作用下,最终触发了本次飑线天气过程。飑线后部存在的中尺度雷暴高压和超强冷池,造成了强冷池密度流,有利于产生大风;后向入流和低层显著干区加强了降水粒子的蒸发、冷却,形成了强烈的下沉气流;高空动量下传,对地面大风有增幅作用;在前向传播作用下飑线移动迅速,有利于大风的产生。

2020年春季华东地区一次大范围大风天气过程分析

为揭示2020年4月12日华东地区大范围的大风天气过程成因,利用常规气象观测资料、多普勒雷达观测资料和美国国家环境预报中心(NCEP/NCAR 1°×1°)再分析资料,对此次大风天气的影响系统和物理量场特征进行诊断分析。结果显示:此次大风是混合型大风,最大阵风40.8 m/s(13级),雷暴大风和动量下传大风叠加是主要原因,地面气压梯度和变压梯度也起到一定作用;冷涡后部冷空气不断补充南下、中高层干冷空气的侵入,加强了对流发生区域的大气层结不稳定;高空冷平流和低层暖平流环境下,锋面和边界层辐合线是雷暴大风天气的触发机制;此次过程中水汽条件一般,以雷暴大风天气为主,降水较弱。本研究可为今后类似影响系统下春季大风天气预报预警提供借鉴。

2011年一次蒙古气旋黑风暴过程综合分析

利用高空及地面常规观测资料、T639的物理量初始场和12h以内的预报资料、锡林浩特市沙尘暴监测站的沙尘暴器测PM10、NEP、VIS资料,对2011年5月11日发生在锡林郭勒盟北部的黑风暴过程进行综合分析。结果表明:(1)700hPa以下形成的伸展高度较高的混合层和超绝热层,为黑风暴的发生提供了非常有利的条件;(2)高空急流下落至700hPa左右与700hPa以下的混合层很好衔接为此次沙尘暴过程动量下传提供必要条件;(3)高空急流与地面气旋的配置为气旋的加强、特强沙尘暴维持较长时间提供有利的条件;(4)地面气象要素与沙尘暴器测微气象要素的变化很好地反映了沙尘暴发生期间的特征;(5)地面气象要素、器测微气象要素、多个物理量场的变化很好地反映了强沙尘暴的特性。