超低空急流形成的爬、绕流对长白山地区一次突发性暴雨的影响

为了研究、揭示超低空急流与地形作用对暴雨的增幅机制,以2021年7月14日夜间发生在辽宁东部长白山地区的一次山地突发性暴雨为例,利用辽宁省地面观测降水数据和ERA5再分析数据,针对超低空急流形成的爬流及绕流对此次暴雨的影响进行研究,结果表明:(1)在东北冷涡东南部、副热带高压后部的有利环流背景下,偏南低空、超低空急流建立,为辽宁东部带来充沛的水汽和能量,降水的阶段性变化与低空急流的强度、位置、方向存在一定关系。(2)山地与平原过渡区的地形高度差强迫气流产生爬流运动,爬流所强迫的垂直运动由下至上逐渐减弱,大值区位于山地坡面上,山地区域爬流极值中心处于雨带中心位置,地形的爬流运动对降水范围及强度至关重要。(3)以东西方向为主导的绕流对暴雨区域局地涡旋的形成具有一定贡献,并且绕流对暖湿气流在降水中心起到汇聚的作用,间接为空气抬升提供增幅效果。爬流、绕流共同作用下,坡地区域次级环流上升支触发对流发展,不稳定能量释放,导致山区局地大暴雨的出现。

一次苏皖特大暴雨过程中边界层急流结构演变特征和作用分析

利用加密自动气象站、多普勒雷达和NCEP再分析资料,结合中尺度数值模式的模拟结果,详细分析了2008年8月1日苏皖地区特大暴雨过程的演变特征及形成机理。研究表明,与特大暴雨过程始终伴随的边界层急流促进了降水的发展与加强,在特大暴雨产生的动力和水汽输送条件上扮演着重要角色。边界层急流的波动与降水的发展密切相关,中层弱冷空气的入侵使边界层急流明显减弱,导致了降水区中大气对流不稳定结构与垂直风切变的增强,使对流性降水发展,在经历短暂的减弱之后,边界层急流后部南风再次增强并推动其北侧切变线的发展,在两者的共同作用下,暴雨区内局地的辐合与气旋性涡度大大增强,并强迫出一支狭窄而深厚的上升气流,促进了暴雨区及附近的中小尺度对流系统发展,使降水发展至最强。另外,与边界层急流相伴随的一支水汽通量辐合带是这次暴雨主要的水汽输送通道。

闽北森林对持续性强降雨作用的反馈与恢复对策

为了查明强降雨对闽北森林造成的灾害形式及原因,促进灾区的生态修复,笔者以受灾最严重的福建省南平市为研究区,系统分析了森林受灾的特征、背景条件和形成原因,进而提出受灾森林的恢复对策。研究表明,极端降雨条件下,森林受灾与土体失稳关联性强,表现出在强降雨区沿河谷与道路分布、坡度>25°分布、浅根性森林受灾严重的特点。花岗岩风化土、持续性强降雨、浅根性人工林及人为扰动、危害认识不足是导致森林受灾的主要原因。最后,笔者提出清理倒木及折木、种植地表蔓生植物、深根性树种更新、森林受灾危险性分区的恢复对策。

070729特大暴雨的地闪特征与降水相关分析

利用闪电定位每分钟的实测资料、加密雨量站每分钟的雨量资料,以及卫星云图资料,对2007年7月29—30日,山西南部产生的特大暴雨的地闪特征进行了综合分析。发现:地闪出现在500hPa的5840gpm与5880gpm之间、TBB≤-43℃的区域内;低空急流左侧3个经距、700hPa暖切变南侧2～3个纬距所围区域与TBB≤-63℃的区域或云团南部TBB水平梯度的大值区相叠合的区域是地闪的高频数区和密集区,该区域与暴雨落区有较好的对应关系;3个中-β尺度对流云团和1个MCC是导致特大暴雨产生的主要对流系统。分析结果表明:两个中尺度云团合并的时刻是闪电频次更高的时刻,两个中尺度云团合并的地点是闪电频次更高更密集、降水更强的区域;利用单站每分钟的地闪累积数以及与加密雨量站每分钟雨量的关系,可以识别中-γ尺度对流系统,遥测小尺度强降水,提前35～40分钟预测雨强峰值的到来;只有在有利的高低层系统配置下,局地地闪频数与雨强随时间的变化才有很好的相关性。

四川省宣汉县天台乡特大型滑坡分析

2004-09-05四川省宣汉县天台乡发生一处特大型暴雨滑坡。滑坡体积约3 000×104m3,造成严重灾害,堵河形成堰塞湖,使上游集镇被淹没。对滑坡特征、形成机理及发展趋势进行了分析,提出了防治措施。

深圳河流域“6.13”特大暴雨洪水特性分析

2008年6月1 3日,受西南季风和高空槽的共同影响,深圳市发生特大暴雨。本文针对此次特大暴雨对深圳河流域的影响,对暴雨及洪水的特性进行了分析。

河南一次特大暴雨过程的中尺度特征分析

利用郑州 71 4CD多普勒天气雷达探测资料 ,结合河南省地面逐时雨量、风场、郑州探空、省区域小图等资料 ,对 2 0 0 0年 7月 5～ 6日发生在新乡、郑州、开封、许昌等地区的特大暴雨过程进行了成因分析 。

河南一次特大暴雨过程的天气学分析

利用NCEP再分析资料,对2005年7月20-22日河南西部特大暴雨的成因进行了诊断分析。结果表明:台风低压倒槽外围的东南气流和副高西南侧的东南气流合并,形成一支较强盛的东南气流带是本次特大暴雨的水汽来源;辐合线和地形的作用是本次特大暴雨的触发机制;特大暴雨中心附近存在低空的气旋辐合、高空的反气旋辐散,且在特大暴雨发生发展时,高空的反气旋辐散作用起主导作用,是特大暴雨发展和维持的依据;在前期有东南急流存在的情况下,东风分量和南风分量明显减弱的时刻,是强降水发生的时刻。

2016年6月23日江苏阜宁EF4级龙卷天气分析

2016年6月23日,江苏省盐城市阜宁县发生了历史罕见的EF4级龙卷,导致99人死亡,846人受伤,并有大量建筑物被损毁。文章利用观测资料对产生强龙卷的天气背景和中尺度特征进行了分析,发现:阜宁龙卷发生在我国东部龙卷最高发的地区和季节,产生龙卷的天气尺度背景为典型的梅雨期暴雨环流,产生龙卷的中尺度对流系统发生在地面暖锋南侧,这里也是高低空急流耦合的区域,与高空急流相伴的动力强迫特征明显,大气热力不稳定条件为中等偏强;产生阜宁龙卷的中尺度对流系统与美国大部分强龙卷相似,为块状的离散单体对流模态,且具有经典超级单体的钩状回波和强中气旋特征,并伴有龙卷涡旋特征(tornado vortex signature,TVS);龙卷位于钩状回波顶端,主要发生在中气旋底高高度低于1 km期间。

典型台风暴雨情景下洪涝过程模拟分析

2018年台风“温比亚”和2019年台风“利奇马”对我国东部沿海地区造成了广泛影响,给地处山东东北部渤海湾的东营市带来严重的暴雨洪涝灾害,两场台风期间降雨历时分别为22 h和43 h,全市平均降水分别为250.4 mm和342.2 mm,均超过东营市百年一遇暴雨级别,连续两年刷新当地多个雨量站历史极值。针对现有洪涝监测体系仅关注重点断面或区域、无法全面系统地反映洪涝过程,且两场台风暴雨在当地均为现象级、洪涝监测系统难以全程有效监测的问题,为了深入认识和分析台风暴雨极端情景下东营当地洪涝特性,选取SWMM构建东营市暴雨洪水模型,对两场台风暴雨期间的洪涝过程进行模拟再现。结果显示:两场台风暴雨模拟结果的径流演算连续性误差分别为1.076%和0.692%,流量演算连续性误差为-0.135%和-0.004%,模拟结果较合理。结果表明:两场台风暴雨产流量分别为5.7亿m^(3)和7.6亿m^(3),重点河道断面水位涨幅在1.2~2.6 m之间,未发生溢流现象;中心城区典型易涝点分别有35处和38处产生积水,管网平均满管率为87.4%和97.5%。两场台风期间,河道水位处于安全状态,表明河道行洪调蓄能力较好;管网节点多处产生溢流积水、管道满管率较高,说明管网排水能力有限不足以应对高强度台风暴雨。为应对未来台风暴雨,应保持对河道的疏浚维护,进一步加强中心城区的防涝排涝能力。

巢湖流域2020年暴雨洪水过程及特性

2020年巢湖流域发生特大暴雨洪水,巢湖流域最大30 d雨量居历史第二位,重现期接近50 a一遇。巢湖忠庙站最高水位13.43 m,居历史第一位。流域内河道除西河缺口站、无为站仅次于1954年历史最高水位外,其余各支流水位均处有资料以来第一位,给流域防洪带来严峻挑战。在详细分析2020年巢湖流域暴雨洪水及调度过程的基础上,总结暴雨洪水特点和成因,剖析了流域防洪暴露出的突出问题,并提出相关建议及措施。分析结果表明:2020年巢湖流域洪水主要特点为范围大、水位高且高水位持续时间长,洪水场次多。巢湖流域2020年特大洪水的主要因素包括全流域范围的强降水,最强场次降水时河道底水高、调蓄有限,长江高水位顶托,内外洪水遭遇恶劣。巢湖流域防洪存在洪水排泄不畅、调蓄空间不足、区域防洪排涝能力偏低等问题。研究成果可为提高巢湖流域防洪能力和水平提供宝贵的数据和经验。

“莫兰蒂”台风暴雨的湿Q矢量和垂直螺旋度分析

利用NCEP FNL再分析资料和中国自动站与CMORPH融合降水资料对1614号台风"莫兰蒂"进行了非地转湿Q矢量和垂直螺旋度诊断分析。对比非地转湿Q矢量散度和垂直螺旋度的三维结构可见,低层正垂直螺旋度与台风移动和强度变化相对应,可作为台风演变的动力因子。而综合考虑了动力和热力作用的非地转湿Q矢量在台风暴雨预报中作用更突出,其中低层700 hPa上的非地转湿Q矢量散度辐合值大于20×10^-16/(hPa·s^3)可作为台风暴雨落区和强度预报的重要参考量,其所对应的辐合区变化与台风暴雨落区变化有较好的对应关系,此外,湿Q矢量散度的三维结构反映了台风内部存在明显的中尺度对流系统,中尺度对流云团不断生消使得台风暴雨维持。

暴雨天气下超大深基坑抢险施工技术措施

以工程实例为依托,分析了暴雨天气下超大深基坑出现的围护结构变形过大、渗水及桩间土流失等险情。结合工程特点,采取控制基坑水位、加快基坑底板浇筑和坑内外土体加固等措施后,基坑水平位移稳定,位移速率显著减小,结构渗漏明显好转,为超大深基坑在台风暴雨等异常天气下,多点险情同时爆发的处置提供了经验。

荆州市一次短时大暴雨的预报预警初探

利用实时高空、地面气象观测资料及欧洲ERA-interim再分析资料和雷达资料,对2017年6月9日早晨发生在湖北省荆州市1次局地大暴雨天气过程进行分析。结果表明,此次短时大暴雨在有利的天气环流背景下产生,500 hPa小槽东移叠加鄂北低槽带动冷平流南下,荆州市处于大尺度梅雨锋云系中。大暴雨由2个对流风暴引起,前1个对流风暴为强降水超级单体风暴。降水过程中雷达回波后部不断触发新的对流单体生成,形成后向传播,利于大暴雨的发生。大暴雨发生前低空急流发展旺盛,探空图上为上干下湿的配置,对流有效位能预报显示能量在1000 J以上,EC细网格资料的预报为预报员短临预警提供参考。高层的强辐散对强降水贡献更大,强降水时段与整层强烈上升运动时段对应较好,强降水时水汽通道存在于边界层925 hPa。雷达资料的分析显示,9日预报产品显示5:00小时降水量最大为78 mm,此时可以考虑发出预警。风暴追踪信息显示,M2超级单体于5:15左右生成,生成时最大反射率强度在50 dBZ以上,垂直液态水含量由25 kg/m^(2)跃增到40 kg/m^(2)以上,冰雹指数及强冰雹指数均出现跃增,此时正是强降水开始阶段,雷达资料综合分析考虑此时若发出短时预警,提前量相对较大,准确性较高。

2017年鹰潭市城区暴雨天气与回波特征分析

使用MICAPS常规天气、江西WebGIS雷达拼图、自动气象站等资料,采用天气学中尺度天气分析方法和雷达回波图像形态分析方法,对2017年5次鹰潭市城区暴雨过程进行分析,结果表明:鹰潭5次城区暴雨有2种降水类型:一是对流型降水,二是混合型降水。对流型强雨带呈东北~西南走向的带状;混合型雨带主要呈东~西或西南~东北走向。造成鹰潭暴雨的主要天气系统有地面倒槽、准静止锋、地面辐合线、地面气旋等;925hPa至500hPa常常伴有西南急流、低涡、切变线,其中850hPa都存在一个比湿的大值区;200hPa常处在高空急流区的右侧、分流区内。V-3θ图上露点假相当位温曲线、饱和假相当位温曲线呈现“一”字形横向平直分布和竖向准重合型,对流层水汽充沛且深厚,水汽极易饱和,降水效率高,十分利于产生暴雨、大暴雨天气。造成鹰潭城市暴雨的雷达回波特征主要是絮状回波带,回波单体强度虽然不强,但维持时间长,反复经过一地,单体回波呈现“列车效应”,最后形成暴雨或大暴雨天气。锋面回波带和锋前暖区的超级单体、强回波单体和短带回波,也会形成短时强降水而产生暴雨。在垂直剖面图上,对流性降水的强回波单体回波0dBz上沿达到12km以上,45dBz强回波顶高超过6km;回波中心强度达到55~60dBz,有时在强回波上方出现旁瓣造成的虚假回波。混合型降水回波的0dBz上沿在12km左右,但45dBz强回波顶高不超过6km,属于典型“低质心”降水形式。

吴岭水库防洪调度运用研究

基于水库防洪调度研究现状,针对吴岭水库溢洪道由无闸门控制改建为有闸门控制的变化情况,结合2007年水库遭受雨洪时的调度运用情况,研究提出符合吴岭水库特点、可操作性强的防洪调度方案,成功应对了2016年强降雨。

暴雨短时定量预报方法

通过对天气雷达实时回波资料客观分析，定义回波强度梯度，对雷达回波随距离的衰减特征作了客观化订正，使探测资料更接近于实际；计算并组建了大量的天气物理学因子，选用常规数理统计模型，建立湖州０～２小时雨量预报模型，从而定量地作出超短时暴雨预报。

局地强雹暴的雷达回波特征

利用 1 998、1 999两年来观测到的局地强雹暴的雷达回波资料 ,分析出了

施用保水剂对花岗岩红壤坡面侵蚀过程的影响

南方花岗岩普遍存在红壤颗粒粗、物理特性差、保水保肥能力弱、水土流失严重等问题。为了探讨施用保水剂对花岗岩红壤坡面防治水土流失的作用,通过模拟降雨试验和室内分析试验,研究层施(K1)、沟施(K2)、混施(K3)保水剂和不施保水剂(CT)条件下坡面的侵蚀过程。结果表明:3种保水剂施用方式下,花岗岩红壤坡面初始产流时间较对照坡面延长1.09~1.61倍。坡面入渗率、含水量分别表现为K2>K3>K1>CT和K3>K1>K2>CT;在不同处理方式下,坡面减流率表现为K3>K2>K1,减沙率表现为K2>K3>K1。与对照坡面相比,混施保水剂处理下坡面累积产流量减少59%,累积产沙量减少66%,保水剂发挥了较好的减流减沙作用;不同保水剂处理方式下,花岗岩红壤坡面累积产流量和产沙量构成幂函数模型,相关系数>0.990。研究结果为花岗岩红壤坡面土壤侵蚀防控提供理论依据和实践参考。

辉发河流域特大暴雨洪水分析

本文主要分析介绍“９５．７”暴雨洪水的成因、特性，为洪水预报及规划设计提供了雨情和水情资料。