北京2004年“7.10”突发性对流强降水的雷达回波特征分析

利用新一代天气雷达回波资料和一个雷暴单体识别、追踪和分析算法,对2004年7月10日下午造成北京局地短时强降水的雷暴特征进行了初步分析。在偏南暖湿气流中生成的对流云团,在北京上空迅速发展,逐渐形成了一个覆盖城区的β-中尺度对流超级复合体,导致了这次强降水过程。详细分析表明,强对流主要是来自城区西南和东南两个方向生成和发展起来的雷暴。在北京西南部的雷暴逐渐向东北的城近郊区移动和发展,并与新生成的雷暴合并加强,造成了石景山、门头沟和海淀部分地区的大雨。在北京东南部逐渐形成的两个小雷暴单体迅速增长并向西北方的城区移动,在到达城区时合并且迅速加强,但移速缓慢,在北京城区维持了两个多小时,造成了城区的大暴雨过程,降水量大但空间分布不均匀。雷暴顶高度和最大反射率因子的关系呈反位相变化,雷暴最大反射率因子出现的高度均位于0℃等温线之下(≥0℃)或其附近,雷暴的中心和反射率因子权重质心也基本位于0℃等温线之下,均证实了这是一个典型的液态强降水对流系统。分析还表明,20:00(北京时)左右的超强雷达回波是由大气异常传播造成的虚假超折射回波。

云南突发性特大暴雨过程成因分析

利用逐时卫星云图、雷达回波、自动雨量站等加密观测资料和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,分析了云南4次特大暴雨的成因。结果表明,这4次突发性特大暴雨过程主要是中低层低涡切变线、西南气流的辐合造成水汽、能量的聚积,低层增暖增湿,500hPa干冷空气入侵,形成强对流不稳定区;当低层水汽充足、局地大气具有潜在不稳定能量和适当的触发条件时,在500hPa槽后易产生特大暴雨天气。卫星云图显示,特大暴雨过程由对流单体合并、加强为中尺度对流云团引起的。在雷达回波发展、移动过程中,始终存在回波合并效应,前部回波移动缓慢,后部中小尺度回波活动频繁,小单体快速生成合并,使得整块回波稳定少动,在强降雨阶段存在较强的风向、风速辐合。

宁夏一次突发性暴雨中小尺度系统分析

从天气事实出发,利用常规气象资料、多普勒雷达探测资料,对2004年8月3日上午发生在宁夏中宁县、吴忠市、红寺堡开发区等地的突发暴雨天气过程进行了深入分析,对此次突发性暴雨发生前后气象要素变化、环流背景、影响系统、大气层结稳定度及中小尺度系统发生发展特征等进行了分析与探讨.结果表明,这次突发性暴雨具有明显的中小尺度系统特征,主要影响系统为河西两高之间的横切变及低涡;较为深厚的中低层辐合为暖湿不稳定能量的贮存和短时强降水的产生与维持提供了有利的动力条件.在气象预报中有效地应用反射率因子、径向速度、风廓线、垂直液态含水量等多普勒雷达产品资料,有助于揭示中小尺度天气系统结构及演变趋势.

广西全州县广坑漕山体滑坡成因分析

通过对广西全州县广坑漕滑坡现场勘查,结合气象观测资料综合分析,表明广坑漕山体滑坡的主要原因是:①地质环境受人为工程破坏,山体两侧有新旧采石场存在;②滑坡点是迎风坡地形,有利强降水发生;③滑坡前当地长时间降水少,干旱导致土质疏松,后期天气转折,出现持续降水,土壤经浸泡迅速软化;④南亚季风急流突发性增大,在桂北喇叭口地形迎风坡产生剧烈上升运动,并与高空槽过境相遇造成对流性暴雨,水压力及山体自重量同时增大,导致坡体突然失稳,引发滑坡。

中国西南山地突发性暴雨特征与机理研究的新进展

我国西南多山地且地形十分复杂,山地突发性暴雨及其诱发山洪地质灾害是我国西南山地灾害的主要类型。当前我国西南山地突发性暴雨预报水平不高、能力不足的一个重要原因就是未能有效考虑山地对暴雨及其突发性的影响,缺乏山地突发性暴雨形成与发展的理论指导。对于国家重点研发计划项目支持下开展的山地突发性暴雨特征与机理研究所取得的重要进展进行了阶段性总结,综述了我国西南特别是西南山地突发性暴雨及相关中尺度对流系统的基本特征和环境条件,山地突发性暴雨的多尺度、多层次影响系统的协同作用,地形引起的爬流和绕流对于山地突发性暴雨的不同作用,惯性重力内波与对流耦合作用触发山地突发性暴雨的一种可能机理,以及双低空急流对山地突发性暴雨的综合效应。最后对未来仍需深入开展的研究方向和切入点做了剖析和展望。

临夏地区局地突发强降水天气的综合分析

基于1990—2011年主汛期(6—8月)青藏高原东北侧临夏地区局地出现的132例25.0～140.0mm突发性强降水过程,从暖湿气流输送、热力、动力场结构、天气系统、强对流云发展形势、近地面至高空的流场特征、地形及相关物理量场分布形势等角度出发,揭示了青藏高原东北侧边坡局地突发性强降水的成因。综合强降水发生前后各时次的高空、地面资料,追综研究其影响系统、触发机制、成因等,通过对其进一步细致分析,加深对高原边坡地带突发性强降水过程触发机制的认识,寻找相关预报因子,以期提高对此类突发性强天气过程的认识,配合数值预报形势场及相关物理量场,启发新的预报着眼点。

面向效果的重大突发自然灾害信息公开质量构架研究

信息公开在重大突发自然灾害的风险防范、抢险救灾和应急管理中的作用与价值日益凸显,逐步受到政府管理者和研究者的关注。信息公开的质量直接影响其作用与价值发挥,成为研究焦点。本文以2021年郑州两次暴雨灾害信息公开质量作为研究对象,运用案例研究方法,立足于信息公开效果,探索建立由时间、信息、机构等基本维度所构成的重大突发自然灾害信息公开质量基本框架,剖析并揭示了该框架所体现的“意义”与“协同”的重大突发自然灾害信息公开质量内涵,体现和折射出重大突发自然灾害中信息公开的“公共性”本质。本文拓展了重大突发自然灾害信息公开理论的内涵,并为重大突发事件信息公开质量理论建构奠定了基础。

诱发四川冕宁“6.26”山洪灾害的突发性暴雨特征及其形成机制

基于多源观测、再分析和对流可分辨模式预报资料,运用物理量诊断、标准化异常、相似过程比较等方法,分析了2020年6月26日四川冕宁突发性暴雨过程的特征和形成机制。结果表明:(1)该过程是一次伴有多条带状γ中尺度对流系统、“列车效应”产生极端小时雨量的局地突发性暴雨过程,其对流回波质心较低,对流云团具有中尺度对流复合体云团特征;(2)冕宁北部的对流冷池出流与较强的谷地偏南气流相遇形成的辐合抬升构成了对流的触发机制;(3)川西南低空偏南气流具有阶段性增强特征并提供了持续的暖湿空气输送,其在过程初期与下山冷池的相互作用及后期与盆地西部南下冷空气的汇合,使对流反复在冕宁站西侧和南侧初生,并在下游形成“列车效应”;(4)对比历史相似过程,环境大气的对流有效位能等物理量具有更显著的异常和异常持续性;(5)川西南北部的高海拔地形对延缓冷空气进入安宁河谷和维持河谷内的不稳定层结有显著作用,并且该区域地形强迫抬升形成了河谷上游地区潜在的对流触发条件。最后给出了此次暴雨过程形成机制的概念模型。

贵州2020年汛期不同历时强降水雨量特征分析

利用贵州省2020年汛期(4月15日-9月30日)的小时降雨资料,对汛期不同时间尺度降雨的时空特征进行了分析。结果表明:2020年汛期总降雨量异常偏多,为1981年以来第一高位,较常年偏多近三成,其中9月降雨距平百分率达208.6%。全省16.7%的县总降雨量突破历史极值,3.9%、47.1%、96.5%站点的日最大降雨量分别超过200 mm、100 mm、50 mm;最大日降雨量达366.25 mm、最大小时降雨量达163.3 mm,均破贵州历史极值;2020年汛期20—08时的总降雨占每日总降雨的69.24%,小时强降雨站次占76.3%。2020年汛期6 h暴雨出现的站次最多,发生频率为6.34%;全省93.47%的站点出现了不同程度的突发性暴雨过程;区域性暴雨较常年偏多53.3%。

四川盆地东北部一次突发性暴雨事件的影响系统分析

利用ERA5再分析资料、新一代雷达拼图资料,探究了2017年5月初四川盆地东北部一次突发性暴雨事件的影响系统及动力影响因子。结果表明:此次暴雨事件的主要影响系统有中纬500 hPa东移低槽、西伸的西太平洋副热带高压、对流层中低层的西南低空急流以及低层切变线。大尺度的低空急流与中小尺度的山区低空急流的叠加使四川盆地东北部形成正涡度柱和低层强辐合柱的动力耦合,低空急流最大风速出口辐合上升区与地形的辐合抬升作用叠加形成盆地东北部强烈的垂直上升运动,成为山地暴雨突发的动力触发条件,因低空急流建立的位势不稳定层结构成暴雨的热力条件。冷空气自低层逐渐向高层侵入是暴雨第二阶段增幅的主要原因。盆地东北部地形是本次暴雨的另一个增幅因子,其对暴雨过程中垂直上升运动有加强作用,秦巴山脉迎风坡的抬升作用对暴雨第一阶段的降水量贡献较大,青藏高原东麓背风坡的辐合效应对第二阶段降水量贡献较大。此外,盆地东北部山地对东移的中尺度对流系统有阻挡作用,使其停滞并旺盛发展。

黔东南地形影响局地突发性暴雨的中尺度天气分析与数值试验

基于FY-2E TBB资料、ERA5再分析资料和WRF v3.9.1.1模式对2015年5月27日贵州省雷山县一次突发性暴雨过程进行中尺度天气学分析和数值试验。结果表明:(1)低空西南急流、切变线与地面辐合线是本次山地突发性暴雨的直接影响系统。(2)TBB低值区与突发性暴雨落区有明显的对应关系,TBB值的减小对应着降水的增强,反之对应降水的减弱。(3)ERA5再分析资料作为初始场对于突发性暴雨的模拟效果优于FNL分析资料和ERA-Interim再分析资料。(4)地形通过改变山地动力、水汽等物理量场从而影响暴雨的落区和强度。地形的抬升作用造成水汽与不稳定能量在迎风坡堆积,使层结不稳定性增强,在强烈的上升运动作用下触发对流不稳定发展。(5)雷公山地形对于降水有显著的增幅作用,山脉高度升高后,雨带扩大,雨量增加;反之雨带西移,雨量减小。

爬流和绕流对山地突发性暴雨的影响

利用ERA5再分析资料和融合降水数据,针对2018年5月21-22日发生在中国四川盆地西南部的一次山地突发性暴雨,首先对其降水强度和天气概况进行相关分析,并且通过绕流和爬流方程,将流场分解为绕流和爬流分量,重点探讨地形对于过山气流的影响及其对降水的作用。研究表明:受欧亚中高纬低槽槽后西北气流引导冷空气南下和西南低涡东移的共同影响,在四川盆地西南部山区发生了一次强降水过程。此次降水范围较广、强度大并且降水时间集中,是一次典型的山地突发性暴雨事件。由于地形的阻挡作用,使得来自东北方向的气流发生旋转,产生绕流运动,在盆地内形成局地涡旋。同时盆地和盆周山地之间的地形高度差强迫过山气流产生爬流运动,导致垂直上升运动加强。在绕流与爬流的共同作用下,为此次突发性暴雨的发生发展提供了有利的流场条件。进一步分析得出地形区域内爬流分量略大于绕流分量,即气流对于山地屏障的地形适应以爬流运动为主,绕流运动次之,地形爬流产生的垂直上升运动与雨带的分布密切相关。

重力波与对流耦合作用在一次山地突发性暴雨触发中的机理分析

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)开发的新一代ERA5再分析资料、中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐小时降水资料以及国家卫星气象中心FY-2G卫星云图资料,对2018年5月21~22日发生在四川盆地西南部的一次山地突发性暴雨过程中的重力波特征进行天气动力学分析。得到以下结果:此次山地突发性暴雨受到了波长约为150 km,周期为5 h的重力波活动的影响,是典型的β中尺度天气系统诱发的暴雨事件。此过程中的重力波主要是在地形和切变不稳定的共同作用下触发的。切变不稳定先于重力波的传播出现在下游降水区域,可表征切变不稳定的理查逊数对重力波传播方向及降水落区有很好指示作用。此次暴雨发生前,重力波中的上升支气流输送低层水汽到高空助力对流发展,而下沉支气流使得低层不稳定能量不断累积。随着东北低空急流的发展,在大气低层(700~800 hPa)东西风切变的过渡带内形成临界层,临界层不断吸收高空波动能量造成重力波能量下传,触发低层不稳定能量释放,促使对流不断加强,最终引发此次山地突发性暴雨。

突发暴雨下灌排两用渠道控制灌域排水过程模拟分析——以三江平原青龙山灌区灌排两用典型灌域为例

灌排两用渠道具有节地节水等显著优势,但安全运行调度更为复杂,尤其是突发暴雨等应急状况发生时,如何通过优化调控防范风险,提高雨洪利用率备受关注。选取灌排两用典型灌域,基于灌区用水多过程统一表征方法,构建农田-渠道水动力过程模拟模型,分析暴雨发生时不同农田田面水深和闸门调控方案下农田/渠道水深变化规律和节水量。结果表明:农田和渠道水深变化趋势与降雨过程基本一致,变化幅度受降雨强度影响明显;田面初始水深对农田和渠道排水时间影响明显,田面初始水深每增加1 cm,田块排水时间增加约8.5 h;渠首引水闸关闭时间主要对渠道排水前期运行水深影响显著;本典型区域联合优化闸门调控方案和田面初始水深,最大可使高水位持续运行时间缩短24 h,节约水量46.8 m^(3)/hm^(2)。研究结果初步表明了灌排两用灌域农田-渠道排水规律,可为突发暴雨下灌排两用渠道应急调度方案的制定提供一定参考。

2008-2017年四川省突发性山地暴雨事件的演变特征

突发性山地暴雨诱发的山洪、滑坡、泥石流等是我国西南山区重大自然灾害。本文利用2008-2017年国家站10 a的小时降水量数据,对四川省突发性山地暴雨事件开展统计特征分析。结果表明:(1)2008-2017年10 a间四川省共出现了979次突发性山地暴雨事件,平均每年约98次,大多数地区出现5次以上,突发性暴雨事件主要发生在四川盆地及其东部、南部山区、西部山区,西部山区频次远远大于东部山区,与地形影响密切相关。(2)突发性山地暴雨事件从4月开始增多,6-7月显著增长,7月之后渐渐减少;夜间多于白天,事件日变化的高频次先从四川西部山区下午16时开始,到深夜转为东部山区最高,表现出强降水有一个从西向东发展传播的过程。(3)突发性山地暴雨事件持续时间大多集中在3~12 h,平均持续时间6月、7月和9月较长,而5月和8月较短,平均持续时间东部山区明显比西部山区长。(4)突发性山地暴雨事件年平均累计雨量在80~120 mm之间,且7月最多,8月次之,5月和9月最小。2015年突发性山地暴雨事件频次最少,但年平均累计雨量最多,说明2015年突发性暴雨强度最大。

云南哀牢山东侧一次突发性暴雨过程诊断分析

利用加密自动站资料、NCEP每6 h再分析资料和FY-2C红外TBB等资料,对2012年6月15日发生在哀牢山东侧突发性暴雨进行诊断分析。结果表明:700hPa切变线移到哀牢山后受滇缅脊和地形阻挡形成与山脉同向的切变线.地面冷锋移到哀山东侧后形成静止锋,受不断南下冷空气补充.形成冷空气下沉,暖湿气流上升,出现强烈的上升运动。切变线附近辐合云带内形成的中尺度对流云团在高空西北气流引导下产生的"列车效应"导致了突发性暴雨发生。来自东海和孟加拉湾水汽在切变线附近交汇,受切变线两侧风向辐合产生强烈的水汽辐合,并在哀牢山附近形成深厚的水汽辐合层,是本次突发性暴雨天气的主要水汽特征。逐小时地面自动站海平面气压场和对流有效位能在哀牢山沿线突发性暴雨发生前有明显变化,强降水主要发生在地面中尺度暖低压附近和对流有效位能高值区,此分析对此类短时强降水预报和预警具有一定指示意义。

南疆西部一次突发极端暴雨成因分析

利用常规观测、NECP1°×1°再分析、FY2D卫星高分辨率云图及多普勒雷达产品等资料,对2015年8月31日南疆西部突发极端暴雨进行天气诊断及中尺度分析。结果表明:突发暴雨发生在蒙古至贝加尔湖的高压脊经向发展,西西伯利亚低压底部分裂短波槽影响南疆西部的环流背景下,500 h Pa以低槽后干冷的西北气流为主,翻山冷空气和低层高温高湿的环境条件有利于强对流天气的发生发展。突发暴雨与持续性暴雨的水汽输送、水汽辐合及路径均有差异,突发暴雨水汽主要来自南疆盆地前期高能高湿的环境。中低层中尺度切变及辐合是导致暴雨落区及强度不同的原因之一。"人字形"切变,θse能量锋区,中尺度气旋与暴雨中心有很好的对应关系,雷达出现的"逆风区"、VIL大值区和云图出现的干舌在短临预报预警中有一定的指示意义。

桂北山区两次突发性大暴雨触发及维持机制分析

利用常规观测资料、区域自动站资料、柳州多普勒雷达资料以及ERA5再分析资料对2020年6月24日(“6·24”过程)和7月9日(“7·9”过程)广西柳州元宝山地区先后出现的突发性局地大暴雨过程进行了分析,探讨这两次过程的触发因子。结果表明:在低层偏南暖湿气流持续输送的前提下,元宝山脉动力抬升进一步增强了山脉附近垂直上升运动;白天大量积聚的能量导致热力条件非常不稳定,地面中尺度辐合线及局地地形形成的中尺度辐合中心和大尺度环流的配合致使对流系统先在元宝山脉南侧触发起来,“列车效应”以及高效率、低质心的降雨系统使得小时雨强和累积雨量极大;两次过程与850 hPa西南气流风速脉动密切相关,高温高湿的暖湿气流在元宝山地区强烈辐合为暴雨增幅提供了有利条件,有利于强降水在柳州北部地区维持;“6·24”过程近地层有弱冷空气侵入,低层水汽饱和、中高层有干冷空气卷入;“7·9”过程近地层没有冷空气侵入,湿层深厚,整层为高温高湿的环境。

贵州西南部近5a突发性暴雨时空特征分析

利用2014-2018年5-10月贵州西南部的黔西南州、六盘水市、安顺市以及黔南州长顺县、惠水县、罗甸县共20个气象观测站小时降水资料,分析近5 a 5-10月贵州省西南部突发性暴雨的时空变化,结果表明:突发性暴雨呈逐年减少的趋势;月际变化特征为6月"爆发",7月"回落",而8月略增,9-10月呈不断减少趋势;具有白天少、夜间多的日变化特征,且突发性暴雨的高发时段主要是在午后至凌晨。从各等级小时降水骤增量的站次空间分布情况来看,突发性暴雨空间分布与地形分布具有较好的对应关系,骤增等级大时,主要出现在北盘江河谷一带,而镇宁一直是一个高发中心。从突发性暴雨站次的整个时空演变来看,5月从东南部开始,6月兴义和六枝成为南北两个高发中心,7月总体减少,中部为多发中心,8月略有增加,分布呈现出南北盘江河谷一带多发;从逐年的演变来看,"突发性"的特点在地域分布上也有体现,每一年的分布情况均不相同。

山区突发性暴雨气象防灾减灾典型案例研究

以2011年6月10日凌晨新化荣华乡泥石流为案例,通过数据分析、实地调研、焦点座谈、深度访谈、问卷调查等多种方式,深入分析山区突发性暴雨致灾原因和气象防灾减灾特征,调查气象信息员在基层防灾减灾中发挥作用的现状,并以此探究如何在应对山区夜间突发性暴雨中提高气象防灾减灾能力。结果表明:(1)提高突发性暴雨预报预警能力是应对突发性暴雨的第一道防线。(2)加强气象灾害风险评估是应对突发性暴雨并开展防灾减灾的有效依据。(3)气象信息员在基层预警信息接收与传播、组织群众避灾转移、农村气象科普宣传等方面工作效果显著,需进一步加大培训力度。