一次鲁西北农业致灾暴雨过程的湿位涡及不稳定性诊断分析

利用绝热、无摩擦大气湿位涡守恒理论和常规的地面观测资料、NCEP再分析资料,对山东省西北部2012年7月30日～8月1日的农业致灾暴雨过程的湿位涡特征及不稳定能量进行了诊断和分析。结果表明:这是一次副高边缘低涡切变类暴雨天气过程,500 hPa副热带高压和地面倒槽的稳定为该次暴雨提供了必要的环境条件;湿位涡"正负区叠加"的配置形势有利于低涡暴雨的发展,暴雨区位于850 hPa MPV1和MPV2的正负值过渡的零值区附近;在降水发生之前有较强的对流不稳定能量存在,降水开始由冷空气入侵所致对流不稳定能量触发,后期由于对流不稳定能量的释放而使得大气层结接近对流中性;在降雨区中低层对流不稳定减弱以后,900 hPa以上有对称不稳定能量增强,倾斜对流得以发展,这是造成暴雨增幅的主要原因之一。     

一次陕北暴雨过程的数值模拟与诊断研究

应用WRF中尺度模式对陕西省榆林市2006年9月20日21:00~21日11:00的一次暴雨过程进行数值模拟,通过降水实况和环流形势的对比,可以认为模拟的结果较好地复制了这次陕北大暴雨过程;应用模式输出的基本物理量分析了垂直速度和相对湿度,并计算分析了干位涡、湿位涡正压、斜压项以及扰动位涡,揭示了这次暴雨产生的机理。结果表明,湿度场和垂直上升运动的相互耦合是此次暴雨发生发展和维持的动力机制;在暴雨发展的峰值时,干位涡的大值中心对应着暴雨的大值中心,干位涡对暴雨的预报有很好的指示意义;MPV1高值与对流稳定的冷空气相联系,较小的MPV1正值或负值区域与对流不稳定或对流稳定度低的暖湿空气相联系;中低层正值位涡扰动的存在是暴雨发生发展的重要条件。     

南来气旋产生暴雪的物理机制分析

[目的]研究南来气旋产生暴雪的物理机制。[方法]利用常规气象观测资料、卫星资料以及MM5模式输出资料,对2007年3月4～6日黑龙江省东部地区暴雪天气进行分析,探讨南来气旋产生暴雪的物理机制。[结果]江淮气旋北上产生暴雪,在中高纬必须有较好的冷空气与之配合,同时南来的气旋为暴雪产生提供很好的高温条件和丰富的水汽条件;暴雪的产生,必须有高低空气流密切配合,产生较强的辐合上升运动;垂直运动使大气中的能量得以转换,此次暴雪的产生高空存在较为强烈的垂直上升运动,暴雪落区位于大值区北侧。TBB云顶温度强度随时间的变化对于预报强降雪的开始时间有较好的指示作用;水汽通量散度的辐合中心、925hPa层温度露点差≤4℃区域与暴雪落区及降雪强中心有很好的对应关系,为预报暴雪的落区及强中心提供很好的参考指标。在湿位涡守恒的制约下,由于θe面的倾斜,大气水平风垂直或湿斜压性的增加能够导致垂直涡度的显著发展,θe面倾斜越大,气旋性涡度越强,越容易造成强降水天气。当高空干冷空气侵入并沿θe脊面下滑时,引发不稳定能量的释放,为暴雪产生提供所需能量,干侵入过程也是强降雪产生的过程,暴雪落区产生在θe陡峭密集区内。[结论]该研究为暴雨天气的预测预报提供理论依据。     

陕西南部地区一次大暴雨过程的干侵入分析

[目的]对陕西南部地区一次区域性暴雨天气进行诊断分析。[方法]利用NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、常规观测以及自动雨量站资料,对2010年7月16～18日发生在陕西南部地区的区域性暴雨的大尺度环流背景场进行了分析;并利用经向风、相对湿度以及假相当位温等物理量,探讨了干侵入的特征及其在暴雨中的作用。[结果]500 hPa中高纬度形势比较稳定,大陆高压、副热带高压稳定少动,700、850 hPa切变线或低涡是造成陕南地区产生大范围暴雨的主要影响系统。登陆台风对暴雨的作用非常明显,台风与副高相互作用,不仅使得低空急流得以形成和加强,还将水汽和能量源源不断地输送到陕南地区,为暴雨的增幅起到重要作用。此次暴雨过程中有2次明显的干侵入,主要表现为在对流层中高层的一个深厚干层,干层的存在有利于对流不稳定能量在低层的积聚,对流不稳定能量的释放可以将低层的暖湿气流向上输送至较高的层次,有利于降水的发生。θse的经向垂直剖面图分析表明,在这次暴雨过程中有锋区的存在,且这次暴雨过程中的干空气活动非常强烈。[结论]该研究为今后的预报提供有益的理论依据。     

西南低涡诱发贵州夏季暴雨预报研究

[目的]研究西南低涡诱发贵州夏季暴雨的预报。[方法]选取2.5°×2.5°NECP提供的北半球700 hPa 1971～2008年6～8月一天4个时次再分析资料,对贵州6～8月暴雨与西南低涡活动进行较为系统的研究,并给出西南低涡型贵州6～8月区域性暴雨预报思路。[结果]西南低涡是造成贵州汛期（6～8月）,尤其是6、7月份暴雨的主要影响系统之一,该类暴雨的发生与西南低涡的移动路径、冷空气活动、500 hPa环境流场、850 hPa切变线、西南急流、副高脊线的位置及水汽条件、涡度场等有密切的关系。应用实况资料,采用相似方法和物理量诊断,建立客观的预报业务系统,并对该系统进行验证表明选取高空槽、西南低涡、垂直运动条件、西南急流、水汽条件等因子来作为贵州暴雨的预报因子是合理的;西南低涡中心位于主关键区（100°～105°E、25°～35°N）和次关键区（105°～108°E、25°～35°N）时,贵州当日最容易出现区域性暴雨降水,其中又以在主关键区出现暴雨的概率较大。[结论]该研究为提高该类型暴雨预报水平和防灾、减灾提供依据。     

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,利用自动站雨量资料以及NECP FNL分析资料分别对广西冬季两次农业致灾暴雨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对两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。     

一次特大暴雨过程的环境场特征诊断分析

利用降水资料、卫星资料、NCEP再分析资料、韩国天气图资料以及探空资料,从天气形势、中尺度特征和环境场特征等方面分析了2014年8月31日发生在重庆的一次特大暴雨过程。结果表明,高、低空急流、切变线、地面冷高压共同作用导致了暴雨发生;MCS是降水的直接影响系统,MCS的发展演变对于预报暴雨的强度和落区具有良好的指示意义;探空资料计算的对流指数对对流过程的发生演变有一定的指示意义,大气在垂直方向上上冷下暖、上干下湿的配置结构有利于对流性不稳定的增强;副高外围暖湿空气是输送暖平流的主要物理机制;强降水发生于MPV1等值线零线和MPV2强负值中心南侧等值线密集区附近,对应对流不稳定和斜压不稳定的叠置区域;MPV1零线对于降水的预报有一定的指示意义,MPV2负值区与辐合区紧密联系。     

2015年6月湖南一次暴雨天气过程分析

湖南是暴雨较为频发的地区,暴雨天气过程较多,对2015年6月湖南省的一次暴雨天气过程进行分析,以明确该次暴雨天气过程的特点。此次暴雨天气过程前期降水强,后期减弱南压,主要是受高空南支槽和中低层切变影响,地面有弱冷空气侵入地面倒槽之中,冷暖空气交汇,是一次较为典型的低涡冷槽型暴雨天气过程。高空急流与中低层急流通过强烈的垂直运动互相促进,急流的加强不断输送水汽,在湖南地区建立了持续的水汽通道,暴雨区域假相当位温等值线密集,有利于形成明显的深厚湿对流环境场,促进暴雨的形成和持续发展;在600～1000 hPa,假相当位温都随高度升高而减小,表明该地上空为对流不稳定区域,K指数及不稳定能量都较大,低层辐合抬升,触发不稳定能量释放,形成多个连续的对流云团不断东移,有利于暴雨的维持和发展,从而造成了该次大范围的暴雨天气过程。     

一次典型暖区暴雨的中尺度系统分析

[目的]研究2009年6月8～9日南沙区一次典型暖区暴雨的中尺度系统。[方法]利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料、FY-2C卫星红外亮温（TBB）、风廓线仪资料等,对2009年6月8～9日南沙区一次典型暖区暴雨的环流形势、物理量场、中尺度对流系统的活动进行分析,探讨此次暴雨的成因。[结果]此次暴雨过程具有明显的对流性质,降水强度大、分布不均、时效性短,大部分降水集中出现在5h内,且此次暖区暴雨过程与中尺度对流系统的活动直接相关,是由中β尺度对流系统（Mβcss）直接影响造成的。对流层高层辐散场起到了良好的抽吸作用,配合中低层500与850 hPa一致的西南与偏南流场在珠江三角洲附近辐合,为南沙区的暴雨提供了不稳定条件和湿度条件;对流层散度、涡度及垂直速度场的有利配合以及较充足的水汽输送为南沙区暴雨的发生提供了动力及水汽保证;〈-3.0m/s的垂直速度反映了降水的开始,且垂直速度越小降水强度越强。[结论]该研究为今后此类暴雨预报工作提供一些参考。     

北海夏季一次强对流天气过程分析

[目的]分析北海夏季一次强对流天气过程。[方法]利用Micaps常规资料和北海单站站点资料、雷达资料,对2010年8月北海市的一次强对流天气过程分析。[结果]850和700 hPa在越南北部和北部湾沿海的气旋性低压环流有利孟湾西南气流的输送,为强降雨提供充足的水汽条件;弱冷空气和东南暖湿气流相互作用是此次强降雨过程的主要原因;强降雨的落区与水汽的辐合有关,东南—西北向的水汽通量散度场的维持有利桂南地区强降雨的的持续;在强降雨之前,北海站高低层正负涡度均突然加强,对对流的产生十分有利;此次强降雨过程垂直速度随高度的变化从开始就由正值转为负值,这个转折对强对流天气的产生有预示预警的作用。[结论]该研究为夏季广西沿海强对流天气预报提供理论依据。     

0906台风“莫拉菲”影响期间广西暴雨落区的分析

[目的]分析0906台风"莫拉菲"影响期间广西的暴雨落区。[方法]针对0906台风"莫拉菲"登陆后在广西南部和中部出现强降水落区,分别分析了500 hPa环流、物理量场、卫星云图和地形作用等因素。[结果]500 hPa副高造成了"莫拉菲"环流非对称性,对广西的强降水落区起到关键作用。物理量场分析指出,"莫拉菲"登陆后,水汽辐合中心在广西东南部,为此次广西南部和中部的强降水提供了充足的水汽条件;广西南部和中部中低层出现长时间的最大正涡度中心,对应200、700 hPa分别出现最大散度、辐合中心,高层辐散、低层辐合为该区域强降水创造了条件。从卫星云图看,此次强降水落区是与"莫拉菲"呈现出的非对称性结构分不开的。此外,地形抬升作用有利于大降水的发生。[结论]该研究为今后此类强降水的防灾减灾提供了参考。     

桂北一次强降水过程的诊断分析

[目的]分析2010年5月27-28日桂北一次强降水过程。[方法]利用2.5°×2.5°的NCEP再分析资料,对2010年5月27-28日广西桂北一次锋面暴雨过程的水汽通量、假相当位温、非地转湿Q矢量等物理量进行诊断分析,重点探讨非地转湿Q矢量在广西前汛期锋面暴雨落区中的预报应用。[结果]孟加拉湾水汽向广西输送,并在桂北产生强的辐合上升运动,为桂北强降水的发生提供了有利的水汽输送条件。850 hPa假相当位温锋区（密集区）南压至广西北部,桂北处在假相当位温锋区中,低层高湿的不稳定能量与中层向下渗透的冷空气导致中低层位势不稳定建立,从而为此次强降水过程提供了一定的热力条件;广西北部低层850 hPa处在等Qx＊值线梯度最大区域和较强的Q矢量散度负值区重叠的区域,为未来桂北的暴雨过程提供了有利的动力条件。[结论]该研究为暴雨预报提供参考依据。     

2017年昆明一次大暴雨过程的中尺度分析

利用常规观测资料与卫星、雷达等非常规观测资料,综合分析了2017年7月20日昆明主城区大暴雨过程的天气成因及中尺度对流系统特征.结果表明,500 hPa两高辐合区是此次暴雨过程的天气尺度影响系统;高能高湿的对流不稳定层结、适宜的垂直风切变是强对流天气形成的有利条件;在Q矢量散度辐合区内β中尺度对流系统(MCS)发生发展,短时强降水主要出现在MCS移动方前沿对流活跃的TBB等值线密集区,雨强变化与TBB等值线梯度变化密切相关;多普勒雷达显示,逆风区是强对流暴雨产生的直接影响系统,回波强度在35~45 dBz,最强达49 dBz,回波顶高超过10 km的区域对应着强烈雷暴,逆风区与短时强降水、雷暴天气有很好的对应关系.     

中卫“7.28”区域性暴雨成因分析

[目的]分析中卫市"7.28"区域性暴雨的成因。[方法]利用NCEP/NCAR再分析资料、Micaps常规资料,对2011年7月28日中卫市区域性暴雨天气成因进行分析。[结果]在"东高西低"环流形势下,200 hPa西风急流、500 hPa冷槽、700 hPa低涡和切变线的建立,以及850 hPa冷暖空气的快速交替和副热带高压的稳定北上,导致了此次暴雨天气的发生。暴雨落区位于高空急流的右侧,低空急流左侧,700 hPa切变线南侧。各物理量场的分析表明,暴雨区上空水汽条件、垂直运动、能量、涡度、散度及风场分布均有利于暴雨的产生。暴雨发生时,雷达回波主要表现为混合云降水回波,回波强度30～45 dBz,回波顶高7～8 km。[结论]该研究为以后中卫市的暴雨预报提供了一些经验及理论指导。     

广西冬季一次罕见大范围连续性暴雨过程成因分析

[目的]研究2010年广西冬季一次罕见的大范围连续性暴雨过程的成因。[方法]利用常规观测资料、卫星云图和NCEP 1°×1°逐6 h的再分析资料,从暴雨的形成条件入手,对2010年1月广西一次罕见的大范围连续性暴雨过程的环境场进行诊断分析,探讨其形成的规律和成因。[结果]这次广西冬季持续性暴雨出现在副高异常偏强且稳定的背景下,由副高西北侧边缘云系的长久维持造成,低层罕见东南急流的辐合是导致这场罕见暴雨的根本原因;副高是影响这次冬季暴雨分布的主导系统,500 hPa湿度大值区与与暴雨区域对应很好;暴雨区低层辐合、高层辐散,低层的辐合对暴雨落区起决定作用。暴雨发生在700 hPaMPV1〉0、MPV2〈0的有利配置下,且MPV1与MPV2量级相当。[结论]该研究为今后做好此类极端天气的预报提供参考。     

一次连阴雨中暴雨的非规则信息

[目的]分析2009年9月4～10日陕西北部秋季连阴雨中局地暴雨过程中的非规则信息。[方法]利用V-3θ图、Micaps系统提供的常规观测资料、卫星云图资料以及陕西省100个县区站和自动气象站资料,针对2009年9月4～10日陕西北部秋季连阴雨中的暴雨过程,采用结构分析法,对局地暴雨天气中出现的非规则信息进行分析。[结果]暴雨发生前到降雨减弱的整个过程中暴雨区的大气结构呈现明显的演化过程,降水前大气出现典型的突发对流天气的大气结构信息,200 hPa出现明显的超低温结构,垂直风场上为整层一致的顺滚流,同时低层水汽充沛,低层有不稳定能量,提前12 h出现了对流性强降水的结构特征,随着降水减弱,不稳定能量得到释放,超低温消失,强降水时段结束。[结论]该研究为此类天气过程的预报提供一些思路。     

“96.8”邯郸特大暴雨过程分析

[目的]分析"96.8"邯郸洪涝灾害的特大暴雨过程。[方法]利用1996年8月上旬的实况资料、卫星云图资料和NCEP再分析资料,对造成邯郸"96.8"洪涝灾害的特大暴雨过程进行了分析,了解此次洪涝灾害发生的原因。[结果]先后发展北上的2个中尺度对流云团造成了邯郸"96.8"特大暴雨;台风倒槽是引发的邯郸洪涝灾害的主要天气系统;低空急流在北上过程中,受副热带高压的阻挡,使水汽和能量在邯郸积聚,为特大暴雨的形成提供了物质基础;中纬短波槽的发展东移以及低层回流弱冷空气的不断入侵,是触发中尺度对流云团生成、发展,进而导致暴雨持续的直接原因;暴雨区上空湿层深厚,湿区的经向分布比纬向更宽广,暴雨区的水汽源地为南海和孟加拉湾。整个暴雨时段,暴雨区低层辐合、高层辐散,低层是正涡度、高层为负涡度,且降水强度随辐合、辐散的增减变化;暴雨区为强烈上升运动区,随上升运动强中心的加强向上抬升、强降水也增强,暴雨中心位于最大垂直速度中心附近,强降水随垂直上升运动的增强而增强、减弱而减弱。[结论]该研究为防灾减灾、决策服务提供科学依据。