暴雨中尺度系统数值模拟与动力诊断研究

本文总结了近年来我们在暴雨中尺度系统数值模拟与动力诊断研究领域的主要成果。从广义位涡理论、梅雨锋及变形锋生、暴雨中尺度系统的不稳定性、有限区域风场分解技术对暴雨中尺度系统的识别、中尺度波流相互作用理论以及数值模拟研究等方面进行了分类概括。对暴雨中尺度系统数值模拟与动力诊断的研究回顾表明,雷达资料同化进入模式有效地改进了对中尺度系统发生、发展的模拟结果;一些新的物理量,如非均匀饱和位涡、对流涡度矢量、变形场锋生以及有限区域风场分解方法等在暴雨中尺度系统及热带对流发展诊断分析中得到了广泛应用。同时,波流相互作用理论也被应用到了中尺度系统发展的动力分析研究中。

近年来我国暴雨中尺度动力分析研究进展

总结了近十年以来中国气象科研人员在暴雨中尺度动力分析研究领域的主要研究成果,从大尺度环流背景与中小尺度系统的相互作用、高低空急流、低涡、位涡与对流涡度矢量、螺旋度、不稳定等方面对它们进行了分类概括。对暴雨中尺度动力分析研究的回顾表明,以往常用的数值模拟、能量转换收支分析、涡度、散度、涡度收支、涡度平流、温度平流、各种不稳定指数等的诊断仍然是暴雨中尺度动力分析的主要手段,但是,近年来,除了位涡、螺旋度等动力变量在暴雨中尺度动力分析中的广泛应用以外,一些新的物理量,如非均匀饱和广义湿位涡、对流涡度矢量以及有限区域风场分解方法在暴雨中尺度动力分析中也得到了更多的应用。

青藏高原东北侧突发性暴雨特征综合分析

对1970-2007年发生在青藏高原东北侧陕西的突发性暴雨研究发现,其夜间降水特点明显,对流层中层较强的偏南气流是突发性暴雨水汽输送贡献最大者和低层辐合的主要动力来源。偏南气流北伸的位置决定突发性暴雨落区偏南或偏北,300hPa一致的纬向12～20m·s-1强风速带为突发性暴雨提供高层抽吸作用。上述两点对突发性暴雨落区有一定的预报指示意义。云图分析显示,突发性暴雨多有中尺度云团配合,上升运动最大值的高度层与突发性暴雨落区地域位置有关。

天津地区两次副高边缘特大暴雨过程的多尺度对比分析

利用常规观测资料、加密自动站资料、NCEP 1°×1°再分析资料、卫星云图资料、多普勒天气雷达资料和雷达变分同化分析系统(VDRAS)资料、风廓线资料,对2012年7月21—22日和25—26日两次特大暴雨过程(分别简称"7·21"过程和"7·25"过程)进行对比分析。结果表明:(1)"7·21"过程的主要影响系统是低槽和地面冷锋,暴雨发生前,其动力条件较好;而"7·25"过程属于槽前暖区降水,其发生前热力不稳定条件较好。(2)两次过程中,台风"韦森特"顶部的东南气流与副高边缘的偏南气流共同构成了这两次华北暴雨的水汽通道,但两支气流辐合的位置不同。(3)"7·21"过程在冷空气侵入后,槽前辐合明显,对流组织性加强,而"7·25"过程主要是由中低层南风风速辐合导致;两次过程的维持机制均与雷暴高压的出流与偏南气流辐合有关;"7·21"过程中尺度对流系统伴随着高空槽系统的东移南压,自西北向东南方向移动,而"7·25"过程中尺度对流系统则是在西南气流引导下,自西南向东北移动。

大气中对称不稳定机制的动力学分析及暴雨的分析与预报

用气块法从力学角度对对称不稳定机制及在对称不稳定条件下产生的环流进行分析 ,更全面地定义了对称不稳定及它的产生机制和中尺度环流形成的过程。对暴雨个例诊断分析表明 ,有些强降水区在降水前和降水过程中存在着对称不稳定 ,说明对称不稳定条件下形成的环流对暴雨有引发和加强作用。在以往研究的基础上 ,总结出了利用常规观测资料分析对称不稳定是否存在 ,及其能量大小的方法 ,用它来预报是否产生降水及降水的强度 ,从而提高降水预报准确率。

临夏州“8·10”区域性暴雨天气过程诊断分析

利用Micaps实时资料和数值预报及物理量产品,对临夏州2013年"8·10"区域性暴雨、冰雹天气过程进行了动力、热力学诊断分析,结果表明:此次暴雹降水过程的大气环流形势为典型的"东高西低"型,过程前期,副高西伸北抬且稳定,进退频繁,导致较强冷空气在副高外围堆积,副高东退时爆发,促使能量释放而造成的暴雨降水过程。综合分析了"8·10"暴雨天气过程,探讨了强降水天气系统的结构特征及形成的物理机制,寻求对预报有指示意义的物理量。