川南一次准正压类强对流天气的综合分析

就四川而言,相较于斜压大气中的强对流天气,准正压大气中的强对流天气出现概率低,突发性更强,监测和预报难度更大。本文基于气象站观测资料、雷达组合反射率拼图、气象卫星的TBB资料以及NCEP和ERA5再分析资料,运用天气学、卫星气象学和雷达气象学方法,对2022年8月5日四川南部地区发生的准正压类强对流天气进行了综合分析。结果表明:本次强对流天气以雷暴大风和短时强降雨为主,持续时间约2 h,其间气象要素变化剧烈;主要影响系统为高层的南亚高压、中低层的季风低压倒槽和地面热低压;高CAPE值、“上干下湿”的湿度层结、弱垂直风切变、低层辐合、高层辐散和深厚的上升运动是强对流天气出现的有利环境条件;低压倒槽前的云带在川南演变为对流云团,多中心带状雷暴群的NE段在川南演变为团状雷暴群,雷暴大风和短时强降雨与冷云中心、高TBB梯度、高反射率梯度、反射率大小及其维持时间存在较好的对应关系。

2012年早春广西高架雷暴冰雹天气过程分析

利用常规观测资料和雷达资料,对2012年早春广西高架强雷暴冰雹天气过程进行分析,得出以下结论:(1)冰雹伴随雷暴发生在地面锋后约1000 km,边界层为冷高压控制。850 hPa风速较小,700 hPa以上层有强急流,700～850 hPa有强的垂直风切变,500 hPa高空冷槽东移为对流的发生提供触发条件。(2)冰雹发生在850 hPa切变线南北两侧约200 km范围,等压面锋区强度大;高空槽前正负变温使700～500 hPa垂直方向温度差大,导致层结对流不稳定性加大。当500 hPa低槽移至强锋区上空时,锋面坡度变陡,上升运动加强,不稳定性增大,使得冰胚在对流层中层增长而形成冰雹。(3)风暴追踪信息显示风暴生成高度高,在垂直方向上倾斜增长;质心均在5～6 km,风暴生成后,随着时间的推移逐渐向低层发展,最大反射率以及液态含水量均不大,具有明显高架雷暴特征。

华北产生雷暴大风的动力热力综合指标分析及应用

应用MICAPS重要天气报告数据,筛选出2005—2010年夏季华北地区26次典型雷暴大风过程。选取K指数、对流有效位能、大气可降水量、大风指数、中低层垂直速度、垂直螺旋度、垂直能量螺旋度等7个动力或热力指标,利用NCEP 1°×1°再分析资料计算和统计了槽前型和西北气流型雷暴大风发生时的指标阈值。基于统计结果,进一步设计了指标叠套技术,将其应用于2011年6月华北地区两次不同类型雷暴大风的潜势预报中。结果表明,雷暴大风实际发生区域与指标叠套区域一致性较好,验证了该方法对华北雷暴大风预报的有效性。

不同天气形势下首都机场雷雨的发展演变规律

对2013年首都机场不同天气形势下32个雷雨日的雷达回波进行分型研究、对比分析,发现不同类型雷雨的雷达回波有不同的发生、发展和演变特征。高空槽过境雷雨、冷涡前部雷雨、锋面雷雨均有明显冷空气入侵,雷雨回波为大片强对流回波带,自西北向东南（或自西向东）过境,雷雨多持续1~2 h,有时伴有雷雨大风、冰雹等强对流天气;冷涡底部雷雨、冷涡后部雷雨为零散的片状或块状对流单体或多单体雷暴云团有组织移动,并在移动中发展合并,逐渐形成较大的线状或带状多单体雷暴群,沿高空引导气流向南或向东南移动,其中各组成单体或多单体雷暴生成、发展及衰减十分迅速,能造成一段或多段雷雨过程;副高边缘雷雨、切变线雷雨均发生在低层高温、高湿及偏南或偏东气流中,大气中储存有大量不稳定能量,微小的触发抬升条件就会激发出新的对流单体或多单体,此类雷雨回波多突发产生,生消演变频繁,一次过程可造成多段雷雨。

垂直能量螺旋度指数及其在槽前型雷暴大风预报中的应用

引入垂直能量螺旋度指数(VEH)的概念并分析其物理意义,同时采用NCEP 1°×1°再分析资料和MICAPS重要天气报文资料,将该指数应用于2009年7月4—7日华北地区一次槽前型雷暴大风过程的预报中;在此基础上,利用华北地区2008—2009年夏季4次槽前型雷暴大风个例,对该指数的普适性进行验证。结果表明,该指数反映了气块在螺旋上升过程中释放不稳定能量的能力,是诊断和预报槽前型雷暴大风的有效指数;并将该指数应用于一次华北典型槽前型雷暴大风的预报中,通过对比其它指数,证明其有效;用14时的VEH指标,预报20时前的雷暴大风天气,这种天气一般在VEH超过1.4 J.m.kg-.1s-2的3～6 h之间出现。

首都机场两次高空槽雷雨的对比分析

文章对2020年5月30日及2020年6月1日,首都机场发生的两次高空槽雷雨过程,综合天气形势诊断、临近保障和决策服务等方面,进行较全面的复盘和对比分析,总结出此类雷雨天气过程的航空气象服务保障经验。结论如下:当高空槽东侧有较强的高环流时,高空槽尺度大,槽前有深厚的暖平流和湿平流,槽前暖区中不稳定能量充足,在槽临近前可提前激发出雷雨,使雷雨跳跃性传播;高空槽后倾,高层槽滞后于低层槽,高空槽过境时间长,可出现多段雷雨,降水量较大。当高空槽垂直分布时,各层槽过境时间相近,槽区窄,过境快,槽后冷空气入侵快,雷暴较强,降水较少。

一次前倾槽下混合强对流天气关键信息分析

为加强防灾减灾能力,克服强对流过程预报失误问题,本研究综合利用多源气象观测资料,对2018.6.29浙江省中南部一次混合强对流过程进行分析。结果表明:前倾槽、地面辐合线及地形抬升,导致新生对流的发展、维持;前期不稳定能量累积明显,高Cape、θse能量大值区和925 hPa比湿都对此次强对流强度有较好的指示意义,但逆温层及干侵入导致K指数参考意义差;降雹风暴中气旋出现了9个体扫并伴有强风切变,同时VIL跃增相对降雹时刻有18 min提前量,为短临预报争取了预警时间;本次过程ρVIL表现出高敏感性,将估测冰雹直径≥5和ρVIL≥4结合会对冰雹有更好的指示意义;VIL指数结合VILmax和ρVILmax可推断出风暴性质;风暴承载层抵消作用导致此次雹云风暴移动发展受限。

2010年7月大气环流和天气分析

2010年7月大气环流主要特征是:北半球高纬度地区为单一极涡,中高纬地区呈5波型分布,巴尔喀什湖和东亚大槽强度偏强或与常年相当;西北太平洋副热带高压呈东西带状分布,与常年同期相比明显偏强。2010年7月,全国平均降水量为121.2 mm,比常年同期(115.9 mm)偏多5.3 mm。全国平均气温为22.8℃,比常年同期(21.4℃)偏高1.4℃。月内,我国主要天气气候事件有:长江中下游、四川盆地以及西北东南部、黄淮、东北等地的部分地区发生暴雨洪涝;台风康森和灿都登陆我国;吉林、江西、内蒙古等地发生风雹灾害;华南、江南、江汉、黄淮、华北、西北等地出现持续高温天气。

2014年7月14日新乡强对流过程成因分析

利用常规和区域自动站观测资料、卫星和多普勒雷达监测产品及NCEP再分析资料,对2014年7月14日新乡强对流过程进行了综合分析。结果表明:高空东移冷槽与低层暖脊叠加使新乡上空形成明显的不稳定层结,而中低层暖湿空气在午后表现出明显的北抬和向高空扩展的趋势,使大气对流不稳定度进一步加强,有利于雷暴大风和冰雹强对流天气的出现;同时,强对流天气发生前0—6 km垂直风切变达到中等偏强程度,有利于对流系统的形成和维持。地面中尺度辐合线起对流触发作用,辐合线尾部前侧的对流云团发展更强更快。云团合并导致对流云团迅猛加强,对流单体合并有利于对流回波的暴发性发展及回波顶快速抬升。过程中雷暴外流边界也是强对流的重要触发机制,太行山脉东侧的雷暴外流边界受地形抬升作用,触发大范围分散的对流单体,导致了局地短时强降水天气。风灾主要是由多单体风暴中的下击暴流和雷暴外流边界造成的,下击暴流造成的大风比由雷暴外流边界导致的大风更强。此外,强回波中心强度增强、质心高度迅速升高,回波顶高和VIL值跃增等对强对流过程中局地冰雹预报有较好的指示意义。

陇东两类夏季雷暴的活动特征及影响因素分析

利用ECMWF-ERA5再分析资料、常规观测资料分析了甘肃陇东2009—2018年夏季雷暴活动特征及环境条件。结果表明:陇东年均雷暴日数为18.8~23.6 d,夏季雷暴占68.5%~74.7%。夏季雷暴主要分为偏北气流型和低槽影响型,其中偏北气流型以分散性干雷暴为主,较大的垂直温差、高空冷平流强度和近地面高温对雷暴发生具有显著影响;低槽影响型多伴有明显降水过程,显著影响因素为较高的低空温度、湿度和较强的不稳定能量。低槽影响型和偏北气流型雷暴分别占总数的30.5%和60%,这两种类型的雷暴更容易出现在陇东北部地区。低槽影响型雷暴呈逐月增加趋势,最大值出现在8月;偏北气流型雷暴呈单峰分布,最大值出现在7月。各站雷暴日数年际变化趋势在6、7月一致性较高;月雷暴日数均有3~5 a的变化周期,其中7、8月同步性较好。雷暴日数的月、年变化与相应类型主导因素相关明显。植被覆盖、气候带以及地形差异也对雷暴空间分布产生了重要影响。

2018年3月4日中国南方强对流大风天气分析

利用常规地面、高空观测资料、FY-2G卫星云图、ERA-Interim再分析资料和南昌昌北机场逐分钟自动观测数据,对2018年3月4日发生在华南、江南地区的一次大风强对流天气过程进行了分析。结果表明:本次大风天气过程是由暖区中的西南大风天气过程和冷区中的冷空气偏北大风共同构成;暖区西南大风是雷暴高压与江南地面倒槽低压中心异常偏大的气压梯度直接造成的;江南、华南地区在4日白天出现的异常高温,使锋区温差更大,有利于加强这些地区的抬升作用;午后,江南地区逐渐达到当天最高气温,与雷暴高压冷池的温差更大,TBB低于-52℃区域面积开始有明显增加。暖区和冷区的地面辐合线,江南地区高DCAPE和CAPE值,均有利于触发强对流天气。南昌昌北机场地面自动观测数据表明,在雷暴高压来临之前,地面气压有一个陡降的过程。在雷暴高压开始影响机场时,出现了29.7 m/s的最强瞬时大风,气温也出现大幅度下降,最大降温幅度达到1.5℃/min。

2016年05月31日虹桥机场及上海终端区强降水过程分析

2016年05月31日夜间虹桥机场及上海终端区出现系统性的强降水过程,并伴有间歇性雷雨。本次天气过程强度波动性大,整体影响时间较长,对虹桥机场及上海终端区航班正常运行造成严重影响,文章对本次天气过程进行了深入分析,以期对未来类似强天气过程的预报和航班保障工作提供经验和参考。

2017年7月豫北一次雷雨大风过程成因分析

通过对2017年7月9日夜里发生在豫北地区的雷雨大风强对流过程进行综合分析可知： 高空东移冷槽和低层暖脊叠加造成较强的大气层结不稳定, 有利于雷雨大风强对流天气的出现; 同时, 强对流天气发生前, 0～6km垂直风切变达到中等偏强程度, 有利于对流系统的形成和维持; 边界层辐合线和雷暴外流边界是主要触发机制.

一次强对流过程的环流形势和中尺度特征分析

本文分析了2021年5月14日上海地区的一次强对流天气过程。结果表明:(1)此次强对流天气过程是在高空前倾槽、低空暖湿急流和地面辐合线的有利形势下产生,地面变压风加强边界层抬升;(2)对流风暴呈现出钩状回波和外流边界的经典超级单体风暴特征,以及明显的龙卷涡旋特征TVS,低层反射率因子高梯度区、低层入流缺口、低层弱回波区和有界弱回波区BWER以及回波悬垂结构对应强上升气流区,从而有强对流天气的发生发展。

宁波机场一次雷暴过程分析

本文利用宁波机场观测资料、NCEP/FNL再分析资料,对2020年5月15日宁波机场一次雷暴过程进行诊断分析。结果表明高空槽、低空西南急流和地面辐合线的抬升是造成本次雷暴过程的主要天气系统。高空槽前西南气流配合地面辐合线,为雷暴提供触发机制;低空西南急流将暖湿气流输送到浙江东部,提供了有利的温湿条件;高层辐散和底层辐合提供了较好的动力条件;大气层结不稳定,较高的位势不稳定为雷暴提供了较好的不稳定层结条件。

冷涡天气过程分析

2017年7月9日沈阳桃仙机场经历了一次冷涡降水天气过程,伴有强雷雨、冰雹等极端天气现象。利用NCEP再分析资料,从环境场特征、中尺度结构和发生、发展过程及可能的触发机制等方面,对民航业务预报中的难点——东北冷涡引发的低层短波槽型对流性暴雨的典型个例进行了分析。结果表明:上干下湿的不稳定层结配置结构,以及中低层扰动带来的涡度场的适时增强是产生强降水的必要条件。