2006年6月6—7日福建特大暴雨数值模拟和诊断分析

采用PSU/NCAR等共同研制的新一代细网格WRF(Weather Research and Forecasting)中尺度数值模式,对2006年6月6—7日福建地区出现的一次特大暴雨过程进行了数值模拟,并利用模式输出的高分辨率动力协调资料进行了初步诊断分析。结果表明,中尺度低涡是本次暴雨过程的主要影响系统之一,低涡的时空演变特征与暴雨中心的移动和雨强的变化相一致。暴雨中心的强上升运动及低层辐合、高层辐散的配置有利于中尺度对流系统的发生发展,高低空急流耦合是此次强降雨爆发的重要机制。暴雨区域850hPaθse场呈现典型的"Ω"型,高湿能条件的维持,保证了强降雨过程的能量供给,是强降雨持续的重要条件。暴雨中心位于最大垂直速度中心附近,暴雨区两侧存在垂直的次级环流,对流层中低层负湿位涡区、高层正湿位涡区的配置有利于造成较强烈的中尺度上升运动。

东亚阻塞高压对我国降水影响的诊断分析研究

利用湿位势涡度 ,讨论了 1 998年 7月东亚中高纬地区阻塞高压的不同位置影响冷暖空气的活动路径进而决定暴雨发生的位置 ,结果表明 :当阻高位于中西伯利亚地区 ,主要影响我国华北平原及华南一带的降水 ;当阻高位于鄂霍茨克海地区时 ,对我国东北西部、华北平原、四川盆地的降水有重要影响 ;当阻高中心位于小兴安岭地区 ,副高位置异常偏北 ,主要影响我国东北地区的降水 ;当阻高位于以 ( 55°N,1 35°E)为中心的区域时 ,冷空气频繁活动于长江中下游地区 ,对该地区的降水有重大影响。

西北涡暴雨的湿位涡诊断分析

利用常规的探空和地面观测资料、NCEP格点资料以及中尺度MM5模式,对2000年7月4～5日发生在华北南部的一次西北涡大暴雨过程的湿位涡场特征进行了诊断和分析.结果表明,中尺度低涡暴雨的发生发展与湿位涡的时空演变有很好的对应关系,湿位涡'正负区叠加'的配置是低涡暴雨发展的有利形势.强降雨区发生在对流层低层正压项的正值区南侧零线附近,斜压项的最大负值区对暴雨的落区和移动有指示作用.

一次青藏高原东侧大暴雨过程的诊断分析

利用常规的探空和地面观测资料以及中尺度模式所提供的高时空分辨率资料 ,对 2 0 0 2年 6月 8～ 9日发生在青藏高原东侧陕西省的一次罕见大暴雨过程的环流形势及位涡场特征进行了诊断和分析。结果表明 ,湿位涡的时空演变对中尺度气旋及暴雨的发生发展有指示意义 ,强降水发生在对流层低层较大的正负湿位涡区域交界处 ,中尺度气旋的迅速发展与对流层高层位涡扰动的下传有密切联系。

2005年淮北大暴雨成因诊断的个例分析

通过对2005年7月10日江苏淮北区域性大暴雨分析得出:高低空急流的耦合对暴雨的产生起着重要作用,湿位涡的正压项的绝对值的增大与降水的增幅成正比,斜压项随降水的增幅增大,表明在"05710"暴雨发生的过程中不仅有对流不稳定能量存在,又有倾斜涡度的发展;同时低层水汽通量辐合的增大和上升运动是这场暴雨产生的关键。

一次区域性大暴雨过程中尺度诊断分析

利用实况降水、FY-2C资料、实时探空、NECP/NCAR再分析资料对2009年8月2—5日川渝地区大暴雨过程主要环流系统、水汽输送特征,以及湿位涡和垂直螺旋度演变特征进行了诊断分析。结果表明:此次强降水环流背景是高空槽东移,耦合了"天鹅"台风动力阻塞维持在川渝地区的西南低涡,南侵的冷空气和西南急流输送的暖湿气流交汇,形成明显的气旋性辐合,导致不断有中小尺度对流系统的生成、发展,且降水过程中一直维持较好的水汽输送条件;湿位涡对本次降水落区有较好的指示意义,由于强降水湿位涡负值中心上空的大尺度下沉气流、强上升气流的倾斜程度和最大锋生强迫区的位置和强度,强降水落区(重庆西部)位于负值中心(四川盆地)暖气流一侧;垂直螺旋度发展演变与暴雨有着密切的关系,当螺旋度等值线密集(稀疏)时,强降水发生(减弱或结束),且暴雨发生时,总是伴随着高(低)空正(负)垂直螺旋度的耦合发生。

一次局地灾害性强降水过程的数值模拟分析

利用高分辨率MM5V3模式对发生在北京密云县一次引发泥石流的局地灾害性暴雨过程进行了模拟研究。结果表明,精确的初始场信息对于高质量的预报是重要的。应用湿位涡理论分析表明,系统发展的因子包括:1中β尺度涡旋附近高低层间存在较强的风垂直切变;2层结接近中性;3低层能量锋特征较明显。这些因子的共同效应导致了中β尺度涡旋的发展。

一次引发四川盆地南部暴雨的西南低涡湿旋转量分析

利用NCEP逐日资料和常规观测资料对2009年7月30～31日一次四川盆地南部强降雨过程进行诊断分析。结果发现:西南涡在700hPa上表现得比较明显,当发展极强时,甚至在500hPa也出现闭合环流;西南低涡涡区内均有降水发生,强降水中心位于涡区东北侧。低层水汽通量散度负值辐合区的分布不仅对相应时段降水落区指示较好,而且对于未来6h雨区分布也有一定参考性,可作为短临预警指标。强降雨区与强正涡度辐合上升运动区有较好的对应关系,对流层低层湿位涡的负值区对降水落区指示较好,强降水区出现在中高层正值MPV1下沿最强区,以及MPV2正负值交界区。

2012年5月22日贵州西部大暴雨成因分析

该文利用地面观测资料、NCEP再分析资料(水平分辨率2.5°×2.5°),国家卫星气象中心发布的FY-2E的TBB等资料,对2012年5月22日贵州西部大暴雨过程的天气形势、水汽通量及水汽通量散度、温度平流、涡度平流、假相当位温、中尺度云团、湿位涡等进行了分析。结果表明:强降水主要是由于南支槽前的西南暖湿气流配合北方南下的冷空气,冷暖平流和正负涡度的交汇,MCC在贵州生成并发展维持的共同影响造成的。此次暴雨过程发生在对流层中低层MPV1负值区和MPV2的正值区以及θse的高能区内。湿位涡的正压项与斜压项综合反映了暴雨区对流不稳定和斜压不稳定状况。这一判据将大气中的对流不稳定和斜压不稳定很好地联系在一起,为暴雨天气的诊断和实际预报提供了一种思路。这次过程是由MCC在贵州的生成并发展维持造成的。云团具有很强的MCC特征,降雨强度的时间分布与MCC的强度范围有很好的对应关系。

贺兰山东麓两次局地暴雨过程的湿位涡诊断分析

利用自动气象站雨量资料、MICAPS4调阅资料以及NCEP再分析资料,对比分析了2016年8月21日和2018年7月22日宁夏贺兰山东麓两次局地暴雨过程的降水特征、环流形势等,重点对两次过程的湿位涡场进行了诊断分析。结果表明:两次暴雨过程第一阶段均为暖区降水,表现出降水范围小、时间短、强度大,相对第一阶段降水,第二阶段降水范围较大、雨强较小。两次过程强降水均发生在假相当位温(θse)等值线密集区,并沿低空急流轴呈长条状分布,强降水时段与θse最大值出现时间相一致。暴雨区位于位涡(PV)负值中心区附近,暴雨发生发展过程与PV负值中心的移动和变化较为一致,PV负值中心的加强和减弱以及移动方向对局地暴雨的预报有很好的指示意义。对流层500 hPa以上湿位涡正压项(MPV1)正的大值区对应700 hPa以下负的大值区,正负中心区垂直叠加的配置有利于暴雨发生发展。垂直剖面图上600 hPa都存在湿位涡斜压项(MPV2)负极值中心,对流层中低层MPV2负极值中心的强度和维持时间以及变化对局地暴雨的预报有一定的指示作用。

应用NASA MERRA再分析资料对一次高原切变线的诊断分析

利用2016年6月29—30日地面及高空常规观测资料、CMORPH融合降水资料以及时空分辨率较高的NASA MERRA 0.625°×0.5°逐3 h再分析资料,对一次高原切变线过程进行了天气动力学诊断分析。运用广义位温、广义湿位涡和涡生参数等诊断量对切变线系统的生成及其降水分布进行分析。结果显示:广义位温等值线梯度大值区与大气水汽的聚集区相对应。切变线降水的发生、发展与广义湿位涡的分布及演变有较好的对应关系,低层大气广义湿位涡的正异常大值对降水发生有一定关联。广义湿位涡正负异常值之间的零线可较好表征高原切变线的位置。广义湿位涡中心强度对切变线生成与发展有一定指示意义。涡生参数可作为高原切变线生成和加强的一个明显前兆信号。

一次东移型西南低涡引发的强降水诊断分析

为研究由西南涡东移引发暴雨的中尺度特征,利用NCEP逐日4次1°×1°格点FNL再分析资料和中国自动气象站与CMORPH融合0.1°×0.1°格点逐时降水资料,采用非地转湿Q和湿位涡诊断方法,对2015年7月14~17日中国中部一次由西南涡引发的自西向东强降水过程进行了诊断分析。结果表明:受中高纬500 hPa低槽、低纬副高西伸北抬、沿低槽南下的冷空气以及来自孟湾暖湿空气的影响,为此次降水提供了非常有利的条件。非地转湿Q散度较好地反映了低涡降水的落区和强度变化,对未来6 h降水落区和强度的预报具有较好的指示意义;湿Q辐合区与未来6 h降水落区大致相符,且暴雨中心与辐合中心相对应,对应上空上升运动明显,对激发对流运动有重要作用。西南涡降水的发生、发展与湿位涡的时空演变呈现良好的对应关系;其中,对流层中低层MPV1上正下负叠加配置促进了不稳定能量的释放,有利于的暴雨发生和发展,而MPV1和MPV2的重叠区域有利于垂直涡度的增长,是降水落区预报的警戒区。

内蒙古一次区域性暴雨的湿位涡诊断分析

应用自动气象站观测资料及NCEP再分析资料,对2012年7月27日发生在内蒙古中西部地区一次暴雨天气过程的湿位涡场进行了诊断分析。结果表明:MPV1"正负值区垂直叠加"的配置对暴雨的发生、发展非常有利,且MPV1负值中心区对暴雨落区有一定的指示作用;MPV2的分布表明,随着大气斜压性增强,强降水总是发生在对流层低层斜压性较强的区域;低层斜压项的负值区与暴雨的落区存在着良好的对应关系。

呼和浩特市一次大暴雨天气的湿位涡诊断分析

对1998年7月12日发生在呼和浩特地区的大暴雨天气过程进行了湿位涡初步诊断分析。结果表明:湿位涡在暴雨预报中具有较好的指示性,当对流层低层MPVl<0,同时MPV2>0时,暴雨易发生。从500hPa到对流层中高层,在切变线的附近有一个大的湿位涡正值中心,各层中心的位置基本相对应,从中层到高层略向北倾,越到高层中心值越大。强降水位于低层湿位涡高值区东北侧正位涡较小的地区,并与位涡斜压部分的负值中心相对应,随着斜压负值中心强度的增强,暴雨加强。

2017年青海三次大到暴雨过程中位涡特征分析

利用常规资料、卫星及fnl再分析资料,对2017年发生在青海省三次大到暴雨天气过程进行研究。得出结论:(1)位涡中低层为负值,高层为正值,有利于低层气旋性涡度的增加,易储存和释放不稳定能量,造成强烈的上升运动,更利于暴雨发生;(2)低层中MPV1的大绝对值中心、等值线密集区与强降水对应较好,等值线密集区呈西南—东北向分布;(3)中低层中35°N的辐合中心与MPV2零线对应,呈正负分布,强降水区为负值;(4)MPV1的绝对值大中心及密集区与强降水发区的高温高湿区、强上升区、正涡度的大值中心及假相当位温梯度带相对应,降水发生前MPV2为0,强降水发生时增幅为0.2PVU;(5)冷空气越强,水汽图像中干侵入与高层的高位涡对应越好,为研究夏季弱冷空气与高空短波槽扰动在暴雨中的触发作用提供新的思路。

一次典型的大暴雨天气过程诊断分析

利用常规观测资料对2008年7月18—19日山东潍坊出现的大暴雨天气过程进行诊断分析,结果表明,由于副高和贝加尔湖阻高的强大稳定,西风槽不断引导弱冷空气向东南方向移动,与沿台风北上的暖湿气流交汇,使位于副高西侧的潍坊地区发生强降水。此次强降水过程出现在低空辐合、高空辐散的上升运动区中,辐合层比较深厚。925hPa层是一关键层,不但提供充沛的水汽,而且该层较强的水汽辐合为大暴雨的产生提供了充足的水汽供应。正涡度中心区集中的时段,与强降水最集中时段相对应。大暴雨出现在相当位温陡峭密集区内的略偏北一侧。此次强降水是在对流层低层强对流不稳定(MPV1<0)的条件下发生的。降水落区与低层正MPV2分布相一致,低层MPV2的分布对暴雨落区的预报有较好的指示意义。