海南岛冬季暴雨的时空分布及大尺度环流场特征分析

利用海南岛气象观测站逐日降水整编资料和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)ERA5再分析资料,分析了1991-2020年海南岛冬季暴雨的时空分布及环流特征。结果表明:海南岛冬季暴雨在月际分布(12月-次年2月)上存在较大差异性,降雨量级越大,差异越明显;在空间分布上也存在显著的地域性,东部地区发生频次最高,总体上呈现东多西少的分布特征。海南岛冬季暴雨的水汽输送主要以偏东方向为主,气流来自副高南侧的偏东气流和大陆冷高压东南侧的东北气流。海南岛冬季暴雨发生期间,相对气候平均态而言,偏东低空急流较为强劲,中南半岛南支槽形态明显,副高偏北偏西偏强,南亚高压西北向的出流偏强,且南海海域存在显著的海温正距平。

2022年广西两次低温雨雪冰冻过程分析

利用常规观测资料和美国国家环境预报中心(NCEP)、美国国家大气研究中心(NCAR)再分析资料,通过天气诊断分析方法,对2022年初广西两次低温雨雪冰冻天气过程进行分析。结果表明:(1)两次过程共同点是亚洲中高纬稳定的西高东低异常经向环流和活跃的南支波动,使冷暖气团长时间在广西交绥,造成持续低温雨雪冰冻天气;特殊温湿层结导致降水相态复杂;冬季强降水发生在弱对称不稳定层结条件下。(2)2月18—25日比1月28—2月5日过程雨雪范围广、强度强,主要由于2月18—25日过程具有更强的动力、水汽条件和冷空气势力偏强。(3)两次过程降温主要受冷平流和垂直输送的共同作用,非绝热加热项均起到增温的作用,2月18—25日过程冷空气更为深厚,垂直输送项在降温前期贡献较大,中层潜热加热作用较明显,与水汽相变有一定联系。

云南西双版纳2021年一次冬季暴雨天气浅析

利用ERA5再分析资料、高空探测和地面观测资料等对2021年2月7—9日云南西双版纳一次冬季暴雨天气进行分析。分析结果表明:(1)稳定持久位于90°E附近南支槽和脊线位于15°N附近西太平洋副热带高压(以下简称副高)、稳定维持经向型环流是有利的大尺度环流条件;(2)中低层切变线和700 hPa西南低空急流将充沛的水汽输送至西双版纳上空急剧辐合抬升是暴雨发生的主要机制;(3)逆温干暖盖储能作用使得水汽和热量积聚和500 hPa干冷空气侵入是有利的热力层结不稳定条件;(4)暴雨位于700 hPa急流核前沿辐合区内,暴雨移动路径与急流移动方向相一致;水汽强辐合区和暴雨落区有很好的对应关系。

福建省冬季暴雨过程及其环流特征

利用福建省66个气象观测站1960年12月至2008年2月的暴雨资料,分析了福建冬季暴雨的时空特征及主要影响天气系统。结果表明,冬季暴雨主要发生在闽西;福建冬季暴雨主要是南支槽东移、切变线维持和冷空气南下影响所致;冬季暴雨的产生与充沛的水汽、对流不稳定和辐合上升运动密切相关,但大气层结比汛期暴雨要稳定得多;冬季暴雨异常与500 hPa大气环流和赤道中东太平洋海温异常关系密切,它们可能主要通过大气环流的改变引起福建冬季暴雨异常。

广西冬季暴雨事件的特征及影响天气系统分析

采用广西 89个地面气象观测站 196 0年 12月～ 2 0 0 3年 11月共 4 3年的暴雨资料 ,通过经验正交函数(EOF)方法 ,分析广西冬季 (12月至次年 2月 )暴雨天气事件的时空特征及主要影响天气系统。结果表明 ,广西冬季暴雨天气事件是一种小概率事件 ;造成广西冬季暴雨天气事件的主要影响系统是南支槽东移和冷空气南下共同影响 ;冬季桂西北难以发生暴雨天气 ,暴雨主要发生地区位于桂东和桂南 ;产生冬季暴雨的物理条件与充沛的水汽、强烈的对流不稳定和辐合上升运动密切相关。

地形对海南岛冬季暴雨影响的数值试验

利用中尺度WRF模式,针对2013年12月14-15日海南岛东南沿岸(五指山山脉的迎风坡)出现的罕见暴雨过程,从地形角度出发设计了一组控制试验和两组敏感性试验,探讨地形对冬季暴雨的影响及可能机制。结果表明:WRF模式能够较合理地模拟出本次降水过程特征以及相关气象要素的变化过程。五指山脉可使对流层低层偏东风和东南风在山前加强、汇合形成辐合带并长时间维持,降水出现在辐合带上。在偏东气流影响下,地形促使其东侧出现有利于水汽抬升的"低层辐合、高层辐散"环流配置,同时阻挡了中低层暖湿气流向西输送,造成地形东侧水汽大量聚集,为暴雨发生发展提供动力条件和充足的水汽。地形均一试验进一步表明,地形高度及起伏共同作用对水平流场分布、垂直运动发展以及水汽输送等影响更为显著,对暴雨增幅作用更为明显,使得降水的分布形式更为复杂。

海南省冬季暴雨时空分布及环流异常特征

利用1951—2016年海南岛18个气象观测站逐日降水资料以及NCEP逐6 h再分析资料,统计分析海南岛冬季暴雨的时空特征,并以2008年12月27—28日和2013年12月14—15日两次冬季持续性暴雨过程为例,分析海南岛冬季暴雨的主要影响系统及其环流异常特征。结果表明:(1)近66 a来,海南岛冬季暴雨多发生在初冬(12月),且具有明显的年际及年代际变化特征,2000年以后冬季暴雨出现频繁;(2)海南岛冬季暴雨日数和雨量均自西向东逐渐递增,其中心均位于东南部的万宁地区;(3)典型冬季暴雨过程中,海南岛位于南支槽前、冷高压底后部,低层有偏东风急流维持,南支槽较常年偏强偏南,冷空气势力偏弱,加强的槽前扰动使得海南上空西南风异常增强,且出现了较强的水汽通量散度负异常(尤其是海南岛东部为负异常大值区),为海南冬季暴雨的发生提供水汽和扰动。

广西一次冬季暴雨的水汽特征分析

为分析2012年1月13—15日广西暴雨过程的水汽来源、急流的输送作用和水汽饱和程度等特征,使用天气学分析和动力诊断的方法分析NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、红外云图等资料。结果表明：孟加拉湾和南海是本次暴雨过程的2个水汽源地,500～700 h Pa中低空西南急流的建立和加强使孟加拉湾成为主要水源地,加强了暴雨区的水汽供应。而这支急流的维持依赖于200 h Pa加强的副热带锋区西风急流入口区南侧的强辐散作用。不同源地的水汽输送高度不同,水汽通量中心出现在700 h Pa。600 h Pa以下为水汽通量辐合层,700～850 h Pa辐合强度远大于925～1000 h Pa;水汽通量中心在暴雨区的上风方,水汽辐合中心在水汽通量中心沿气流去向的一侧,700～850 h Pa叠加的辐合中心处即为暴雨区,辐合高度的升高、湿层剧烈向上扩展都可作为暴雨征兆。以上分析得出了冬季暴雨过程中水汽条件的形成机制,得出预报着眼点,对提高此类暴雨预报准确率有较大作用。

广西秋冬季暴雨天气分型及基本特征

利用1980—2016年站点观测数据和NCEP再分析资料,对秋冬季广西暴雨进行天气学分型,并用合成分析方法给出了各类暴雨的天气形势特征。结果表明:广西秋冬季暴雨可分为台风类、切变类和副高边缘类3类,其中前两类暴雨发生次数最多,主要发生在9—10月。高低空系统配置显示秋冬季暴雨发生时,对流层上层都伴有较强的高空急流,而对流层中低层的影响系统不尽相同;暴雨期间,前两类暴雨副高减弱东退,第三类暴雨副高则加强西伸;3种类型暴雨在水汽、热力、动力及形成机制方面也各有异同,但与汛期暴雨相比,各类暴雨的主要影响系统位置稍有差异,无论是水汽条件,还是动力条件,秋冬季暴雨比汛期暴雨要求都高,其中副高边缘类暴雨在不同季节差异最为明显。

秋冬季远距离台风海南岛暴雨特征及概念模型

通过对1960-2013年在越南登陆或登陆前停编后海南岛出现暴雨的秋冬季台风历史个例的分析,结果表明:秋冬季台风中有47%是南海台风,台风登陆越南或在登陆前停编时的纬度介于11.3°N-20.6°N之间,其中15.0°N-15.9°N最多(23.5%),而19.0°N-19.9°N没有满足条件的台风;秋冬季暴雨出现的主要时段为9月下旬-10月下旬,其中10月中旬暴雨日最多(23.8%);秋冬季暴雨落区集中在海南岛东部、中部和北部内陆地区,琼中县最多(12.7%),西部沿海地区明显偏少;秋冬季暴雨的主要影响系统是热带低值系统(台风或低压环流)、东路或西路冷空气;低空急流和暴雨落区密切相关,暴雨区一般位于低空急流左前侧和切变线南侧;海南岛东北部暴雨偏东风低空急流位于两广南部;东中部暴雨偏东风低空急流位于两广南部至海南岛北部;西南部暴雨东南东风低空急流位于海南岛北部,同时南海存在西南风低空急流;西北部暴雨两广南部有东北东风低空急流;全岛性暴雨两广南部至南海中部为广阔的偏东风低空急流区。

华南冬季区域性暴雨过程强度异常的成因分析

利用1961—2018年华南192个气象观测站逐日降水资料,客观定量评估华南冬季区域性暴雨过程,确定强的冬季区域性暴雨过程和冬季暴雨强年。利用NCEP/NCAR再分析资料,采用合成分析方法研究华南冬季暴雨强年的气候背景和强区域性暴雨过程的天气特征,其气候和天气共同的特点是:冬季在对流层高层,中南半岛、南海到华南的西风急流加强,中层东亚大槽减弱,西太平洋副热带高压加强,低层南支槽和偏南气流加强,水汽辐合加强。差异表现在对于日尺度的华南冬季强暴雨过程,其北半球副热带异常环流波列结构非常明显,具有类似夏季北半球对流层高层的“丝绸之路遥相关型”特点,但波列中心位置在冬季较夏季明显偏南,同时华南距平异常环流更加显著,低层偏南气流风速大,水汽的辐合非常突出。对于冬季暴雨强年,上年7~12月,赤道中东太平洋以及热带印度洋、南海的海温偏高,热带西太平洋海温偏低,有利于华南冬季暴雨的发生,超强厄尔尼诺的发生对应华南冬季暴雨偏强。所以冬季尺度的环流和前期海温反映了华南出现区域性暴雨的大气环流和海温的气候背景,而日尺度的大气环流异常更能体现其异常的天气学特征。

广东省冬季暴雨及其环流形势特征分析

利用1981—2019年冬季广东省86个人工气象观测站的降水资料、NCEP再分析资料,以及2005—2020年的MICAPS探空资料,对广东省冬季暴雨的时空分布、天气形势和探空指数特征进行了研究。结果表明:(1)广东冬季暴雨空间分布不均匀,总体上东多西少、北多南少,39年间各个站点每年平均出现冬季暴雨0.25站次;冬季暴雨过程以局地性暴雨过程为主,出现暴雨的站次数在10个以下的过程占比65.6%。(2)冬季暴雨过程在2月出现最多,12月最少,2月的暴雨对流特征较明显,1981—1990年、2011—2019年年均冬季暴雨过程2.1次,是近39年冬季暴雨出现最多的年代。(3)冬季暴雨大多出现在K指数和垂直温差ΔT适中,对流有效位能CAPE较小,SI指数和整层比湿积分IQ较大的层结条件下,以稳定性降水为主。(4)广东冬季暴雨最常见的天气形势为500hPa南支槽东移、850hPa稳定的偏南气流和冷式切变、地面有冷空气南下影响;切变冷空气型、南风冷空气型、南风变性高压脊型和南风西南低压型是最常见的4类冬季暴雨天气形势。

2013年雷州半岛一次罕见冬季暴雨过程的分析

基于常规观测资料、卫星云图、多普勒雷达以及数值预报资料,分析了2013年12月14—16日雷州半岛冬季暴雨个例的环流背景和物理量场特征。结果表明:500 h Pa南支槽和副热带高压长期存在于雷州半岛两侧,低层低涡及暖式切变线稳定,为暴雨发生提供有利的环境条件;西南暖湿气流与高空槽引导的冷空气汇集,为暴雨区输送水汽和能量,暴雨初期水汽通量>15 g·cm-1·h Pa-1·s-1;暖平流与正涡度平流共同作用,加强了暴雨的发展。

广西防城港市一次冬季连续性大到暴雨过程成因分析

利用常规气象资料和1°×1°NCEP 6小时再分析资料等,分析广西防城港市一次冬季连续性暴雨过程发生的原因。结果表明:①这次冬季强降水是在高空槽、副高边缘、西南急流、冷空气和切变线等多个系统的配合下产生的;②有利的500 hPa环流形势是造成暴雨的必要前提;③暴雨区内的水汽供应主要是边界层内的水汽通量辐合造成的;④冷空气与西南暖湿气流形成的切变辐合在边界层产生明显的锋生作用。

玉林市两次冬季暴雨过程分析

利用常规观测资料、自动站雨量资料以及6h一次的NECP FNL分析资料（水平分辨率为l°×1°）等，对2016年1月27日20时～28日20时和2013年12月13日20时-16日20时玉林市两次冬季暴雨过程进行诊断分析，结果表明：两次冬季暴雨过程均主要受南支槽东移和切变线的影响，西南气流为这两次过程提供了大量的水汽。低层辐合高层辐散促进上升运动发展，触发了大气层结的不稳定度，而K指数对暴雨的预报有一定的指示作用。

广西冬季2次农业致灾暴雨天气湿位涡分析

为了提高冬季暴雨预报准确率,及时为政府和人民提供准确的预报服务,减少农业生产的损失,笔者利用自动站雨量资料以及NECP FNL分析资料,分别对广西冬季2次农业致灾暴雨2016年1月27—28日和2013年12月13—16日进行实况分析、天气学分析和湿位涡诊断分析。结果表明:暴雨发生在MPV1正值区前侧的负值区或0值附近和MPV2负值中心南侧的低值区内。MPV1和MPV2对2类降水落区均具有一定的指示意义,但MPV1中心不能决定锋面暴雨降水落区,却对降水具有潜势预报,MPV2对强降水的发生有一定的提前预报。MPV等值线密集区,冷暖空气交汇强烈有利于水汽辐合、垂直涡度发展易产生暴雨。

2015年秋冬季湖南省一次典型暴雨天气过程特征及其成因分析

综合利用NCEP/NCAR的1°×1°全球同化数据系统分析资料、地面站点资料和多普勒雷达观测资料,对2015年11月10-13日湖南省的一次秋季强降水过程进行分析。结果表明,此次强降水过程是2015年秋季降水发生范围最广、持续时间最长的一次强降水过程,主要发生在湘南地区。乌拉尔山脊线加强,孟加拉湾低槽的东移,地面北部的高压加强,并且向西南方向扩展,使得冷空气不断补充南下到湘南地区,由于孟加拉湾的低压系统使得北部的高压不能迅速向西南移动,从而形成冷暖势力在湘南上空对峙,为暴雨的发生和维持提供了有利的环流背景;暴雨区位于低空急流轴的左前方,从孟加拉湾而来的西南暖湿气流与来自北方的冷空气在湘南交汇,形成持续稳定的辐合上升运动,为此次强降水的发生提供了水汽和动力条件,其中850 hPa的水汽是此次区域性暴雨的主要输送源;此次强降水主要还是以稳定性降水为主,与夏季典型暴雨明显的不稳定层结特征有所差异;能量锋区较强,锋前偏南风强盛,该暴雨过程表现为锋后降水,垂直螺旋度正值中心的变化对地面气旋中心的变化以及强降水的发生有较好的指示意义。

梅州市两次冬季暴雨过程分析

利用常规气象观测资料、NCEP每6h1次2.5°×2.5°全球再分析资料以及国家气候中心统计产品,分析了1988年12月30-31日(简称过程1)和2013年12月15-16日(简称过程2)梅州市2次大范围冬季暴雨过程,为冬季暴雨的预报提供参考。结果表明,两次冬季暴雨过程都是发生在孟湾偏强南支槽东移过程中,梅州地区处于高空急流右侧的强辐散区和低层强低值系统边缘的风速辐合区,暴雨落区大体上沿副高西北侧边缘分布。赤道中东太平洋海域海温距平是否正常,是否出现典型的厄尔尼诺/拉尼娜事件或者处于中性状态,对梅州地区冬季暴雨过程的发生没有直接关系。

2016年1月佛山一次冬季暴雨诊断分析

该文利用自动气象站逐小时雨量资料、常规气象观测资料,以及NCEP1°×1°的6 h再分析资料,从环流背景、影响系统、物理量特征等对2016年1月26—28日佛山市出现的罕见冬季暴雨过程进行分析,结果表明:持续的水汽输送、高空槽长时间维持、冷暖气流交汇以及副高的东退,是此次冬季暴雨的背景;这次冬季暴雨过程和超强厄尔尼诺天气背景下充足的水汽供应有关,同时低层辐合、高层辐散的强抽吸作用有利于持续降水发生;高低空配置有利于持续降水发生,但正负涡度场临界高度较低,不利于形成强对流天气;持续的高能量环境提供充足热力条件以维持降水发生。

云南红河一次冬季大暴雨天气过程分析

利用高空常规气象观测资料、NCEP/NCAR逐6 h 2.5°×2.5°再分析资料、葵花-8红外云图、自动气象站观测数据,对2019年1月7~9日孟加拉湾热带风暴“帕布”影响云南省期间造成红河州暴雨天气过程的大气环流背景、水汽条件、动力条件、大气不稳定层结等进行分析。结果表明:这是一次由孟加拉湾风暴远距离影响造成的冬季大暴雨天气事件;南支槽前的西南气流能把孟加拉湾风暴产生的云和水汽输送到云南省红河州上空;700 hPa西南低空急流为此次天气过程提供了充沛的水汽供应;高低空急流耦合为水汽的垂直输送提供了良好的动力抬升条件;地形作用和对称不稳定是造成此次冬季暴雨天气过程的触发机制。