甘肃河东夏季区域性短时强降水环流形势分类特征

甘肃河东地区短时强降水易致灾,预报预警难度大。利用2010-2021年夏季加密观测站逐小时降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,筛选出甘肃河东50次区域性短时强降水天气过程,基于这些天气过程的500 hPa位势高度距平场,使用K均值客观聚类分析和主观天气学检验相结合的方法进行天气尺度环流形势分类,并通过合成分析和中尺度对流天气环境场条件分析方法构建不同类型的天气尺度系统配置概念模型。结果表明:(1)甘肃河东区域性短时强降水的天气尺度环流形势可分为高原槽东移型、副高边缘西南气流型、两高切变型和西北气流型四类。(2)副高边缘西南气流型引发的区域性短时强降水次数最多,两高切变型和高原槽东移型发生频率相当,西北气流型发生次数最少。(3)四种类型的环流形势在天气系统配置、抬升条件、水汽条件和不稳定条件等方面存在显著差异。高原槽东移型、副高边缘西南气流型、两高切变型三种类型发生时西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)所处的位置逐渐向西向北推进,水汽条件和不稳定条件逐渐趋好,当高空槽引导冷空气东移南下,斜压锋生形成大范围短时强降水。高原槽东移型抬升条件最好,短时强降水落区偏南;两高切变型冷空气偏北且主要由对流层低层侵入,短时强降水落区偏北;副高边缘西南气流型冷暖气团交汇最剧烈,斜压锋生最强,短时强降水范围及强度也更大。西北气流型的动力条件和水汽条件是四类中最差的,但强烈的中高层干冷平流叠加低层暖湿气流或温度暖脊形成了四类中最好的不稳定条件,短时强降水落区较分散。

江西局地短时强降水的天气学分型研究

利用1998—2019年4—9月常规高空地面观测和江西省93个国家气象观测站1 h雨量资料,对筛选出的江西204次局地短时强降水过程,研究其天气学类型、各类型的探空平均和物理量特征,并建立了短时强降水概念模型。结果表明:江西局地短时强降水可分为槽前型、槽后型、热带系统型、副高边缘型和副高控制型五种类型。其中槽前型最多,占总数的48%,常发生在高空槽前、中低层切变线附近,地面冷锋、静止锋或低压倒槽中。热带系统型发生次多,占总数的19.1%,又可分为热带气旋类和东风波类,热带系统的结构、移动路径等对短时强降水落区影响大。副高边缘型分为副高西、南、北边缘型,短时强降水常发生在副高588 dagpm线边缘、低层切变线、辐合线附近。副高控制型占总数的5.5%,强降水发生在副高控制江西全省,500 hPa江南北部或东部有中心温度低于-4℃的冷槽影响的背景下,强降水多产生于地面地形辐合线上、高温区内或山脉迎风坡。槽后型最少,占总数4.4%,发生在槽后西北气流下、低空急流出口区及辐合区及地面辐合线上。

淮河下游暴雨和非暴雨天气特征分析

选用2003年6月21日到7月11日梅汛期12次暴雨和9次非暴雨过程,对其天气形势、物理量进行了合成平均对比分析;结合副热带高压脊线和地面锋面的位置,利用T213的20:00格点资料,计算和绘制了暴雨日和非暴雨日的合成平均物理量场,分析两类天气的热力和动力条件特征,揭示了它们之间的差异,并在此基础上建立了暴雨短期预报的概念模式。

三峡区间面雨量预报方法及其试验效果

介绍了用于制作三峡区间面雨量预报的各种预报方法 ,分析了天气学方法、数值预报方法及以数值预报产品为基础的人工神经网络方法在 1 999年汛期的试验效果 ,结果表明 :人工神经网络方法及 MAPS数值预报方法预报效果较好。并提出了对几种面雨量预报方法的改进措施。

重庆“9·4”特大暴雨天气过程数值模拟分析

本文利用MM5中尺度数值预报模式对2004年9月4日发生在重庆的特大暴雨天气过程进行了模拟。模拟结果表明,模拟降水的落区和量级效果较好,通过对造成此次暴雨天气的中尺度天气系统西南涡的分析,模拟结果是西南涡的强度和中心与实况分析都是一致的。结合高低层的物理量场分析形成暴雨发生条件和落区分布的物理概念模型,水汽的输送和辐合从低层到高层是沿着西南气流的方向向东倾斜,落区的分布与中高层500 hPa^300 hPa的风场辐合相关性非常好,降水强度与垂直速度的强度和上升高度有关。

山区流域强降雨情况产流模式研究——以涪江平通河流域为例

山区流域极端强降雨导致的山洪灾害频发,造成生命损失和经济活动的巨大破坏。科学的认识这类极端天气下灾害的发生、发展过程,对实现灾害监测和风险管理十分重要。山洪过程的模拟是认识这一灾害的重要科学手段,而模型计算精度是山洪模拟的关键。将超渗、蓄满产流模型与运动波地貌瞬时单位线水文模型(简称KW–GIUH模型)进行融合,优选出适合山区流域强降雨情况下的产流模式,从而提高山洪过程的模拟精度。以典型山区流域涪江一级支流平通河为研究对象,选取了两场次历史强降雨过程进行模拟。研究结果表明:无论超渗或蓄满产流模型与KW–GIUH模型进行融合后,其模拟精度比KW–GIUH模型所模拟的径流过程更接近实际情况;而先超渗后蓄满的混合产流模式较单一的超渗或蓄满产流模式模拟效果更优。适合山区流域强降雨情况下的产流模式为先超渗后蓄满的混合产流模式,其中产流模式的转变出现在第一次连续降雨基本结束之时,即在第一次洪峰之前基本以超渗产流为主,随后的产流方式以蓄满产流为主。

东亚中高纬环流对黑龙江省春播期降水异常的影响

探讨了东亚中高纬环流对黑龙江省春播期降水异常的影响。结果表明:在500h Pa平均高度场和距平场上,西低东高、北高南低以及西负东正、北正南负等特征有利于出现较大降水,纬向环流或西高东低以及南正北负或西正东负等特征有利于干旱少雨。在850h Pa风距平场上,中国东北和华北为气旋环流,俄罗斯远东和鄂霍次克海为反气旋环流,黑龙江省多偏东风距平,这些特征有利于出现较大降水;与此相反的特征有利于干旱少雨。

济南市区短时强降水特征分析与天气分型

利用2007—2015年济南市区及历城区自动气象观测站的逐小时降水量资料,以及常规高空、地面观测资料,统计了198次短时强降水过程的范围和强度特征,年际、月际变化特征,按照短时强降水发生时的天气形势和影响系统,分为切变线型、低槽冷锋型、西风槽型、冷涡型、台风外围型及无系统型6类,并分析了不同类型和不同范围短时强降水的关键环境参量。研究表明:短时强降水的强度与范围有较好的相关性,7月中旬—8月中旬出现强降水的次数最多;切变线型短时强降水发生范围与强度分布最广,7、8月的低槽冷锋型过程极易造成大范围高强度降水;地面露点(Td)、850 h Pa假相当位温(θse)、对流有效位能(CAPE)以及暖云层厚度能较好地区分不同范围的短时强降水过程。在天气分型的基础上,结合不同降水范围和不同降水类型环境参量箱线图与阈值表,可为济南市区短时强降水的预报提供有价值的参考。

福建省前汛期大暴雨短期客观预报方法研究

本文分析了福建省前汛期大暴雨过程的气候特征和环流背景，总结出福建前汛期大暴雨的影响系统主要有切变线、台风和热带云团三类，并分别建立其大暴雨概念模型。同时还对北京T106产品中诸多物理量场与历史个例进行相关分析，得出福建省前汛期大暴雨的热、动力条件。在此基础上，应用天气系统‘自动识别技术，建立天气分型和物理量诊断分析相结合的福建省前汛期大暴雨客观预报方法。经历史资料回代和试运行表明，该方法预报效果良好。

密云水库流域性暴雨的短期预报方法研究

为了探索密云水库流域性暴雨的预报,着眼于影响暴雨的天气系统,从数值预报的解释应用入手,试验制作了密云水库流域性暴雨预报方法。通过整理1970—1993年24年间水库流域内20个水文站雨量资料,分析45个暴雨天气样本与历史天气形势和数值预报产品的关系,筛选出预报指标和预报因子,使用数值预报产品的解释应用方法,根据天气环流形势的分型,分别组建了6、7、8月每个月份的未来24小时暴雨天气预报方程。预报检验表明该预报方法是可信的,同时也表明客观划分环流型、筛选预报因子、恰当确定暴雨标准等是预报方法的关键。

2011—2018年安徽暖季短时强降水及其环流背景统计特征

采用2011—2018年5—8月逐10 min的地面稠密降水资料,统计分析了安徽省小时强降水(hourly heavy rainfall,HHR)事件在入梅前期、梅雨期、出梅后期的时空分布特征。结果表明,安徽省大别山至皖南山区西南部一带是HHR事件的易发区域,安徽省西南、东北地区HHR事件对暖季总降水贡献高达30%~40%。入梅前期,安徽省HHR事件日的发生频次低,雨强较弱;梅雨期持续时间长、累计雨量大;出梅后期雨强较大,持续时间短。按第99百分位阈值,60%以上极端持续时间(≥360 min)和极端累计雨量(≥138.0 mm)HHR事件出现在梅雨期,而60%以上极端10 min雨强(≥25.0 mm)HHR事件出现在出梅后期。梅雨期,HHR事件频次在凌晨06时和午后17时出现峰值;出梅后期,呈现明显的午后16时单峰结构。根据旋转T模式主成分客观分析法,将安徽省梅雨期HHR事件划分为低涡/切变型或锋面型(SP2型)和西北低槽型(SP1型);出梅后期则为南方低压或台风低压型(SP6型)和西北低槽型(SP1型)。其中,梅雨期SP2型HHR事件主要发生在大别山区、皖南山区及其过渡地带,是梅雨期HHR事件的主要贡献者;而SP1型HHR事件主要在大别山区、皖南山区及安徽东北部等山区较易发生。出梅后期,SP1型HHR事件呈现北多南少特点,而SP6型在大别山和皖南山区有较明显的HHR事件发生,是出梅后期HHR事件的主要贡献者。

闽中北短时暴雨概念模型

通过对福建中北部35个站1994～2001年97次暴雨过程的环流背景、影响系统等进行分析,将天气类型分为冷式切变(或槽)影响型、西南气流影响型、副高型(Ⅰ～Ⅱ型),归纳总结了各天气型的雷达回波源地、加强区域、路径、演变及降水特征,建立了天气图等常规资料与雷达回波资料相结合的闽中北短时暴雨3种概念模型。Ⅰ、Ⅱ型的降水强度总体相差不很大,有西南风急流比没有时降水强,Ⅱ型尤其明显,Ⅲ型降水强度最弱、持续时间最短。

新疆哈密一次罕见暖区暴雨的成因分析

利用区域自动站、常规观测、卫星云图TBB及FNL资料,对2018年7月31日(简称“7.31”暴雨)新疆哈密市东南部暖区暴雨天气成因进行分析,结果表明:1)此次暴雨过程出现在南亚高压东部型的大尺度环流背景下,暴雨区位于200 hPa强西南急流入口区右侧,500 hPa中亚低涡前部西南气流与西太副高西侧偏南气流的汇合处,850~700 hPa东南急流出口区前部辐合区,700 hPa暖式切变及地面γ尺度切变重叠区域;2)此次过程的水汽主要来自阿拉伯海、孟加拉湾及黄海,500~700 hPa水汽辐合大值区与暴雨落区关系密切;3)β中尺度对流云团和地面γ中尺度切变线在暴雨区滞留,受西北—东南向的天山山脉地形作用,使得垂直环流进一步加强。