广西一次强冰雹天气诊断和预警特征分析

为了提升冰雹天气的短时临近预报和预警服务水平,本研究利用常规观测资料、NCEP再分析资料以及多普勒雷达资料,对广西2013年一次强冰雹天气过程的环境条件和雷达回波结构特征进行分析。结果表明：500 hPa高原槽和南支槽、低层切变线以及地面冷锋是此次强对流天气的影响系统。高空槽前正涡度平流、0~6 km强垂直风切变、较强的大气层结不稳定度、0℃层和-20℃层高度都有利于大冰雹的产生,强对流风暴发生在水汽强辐合区中。产生大冰雹的对流风暴为典型的超级单体风暴,具有低层钩状回波、有界弱回波区、三体散射(TBSS)及持久深厚的中气旋等特征。显著的三体散射回波、60 dBz回波持续扩展到-20℃层高度以上、风暴顶强辐散这些判据可作为判别强冰雹的雷达特征指标。     

2013年山西5次典型强对流天气分析

为了更好地为农业生产预防冰雹、减少灾害损失提供有效的气象预报服务,本研究利用多种气象观测资料,对2013年5次典型强对流天气进行了综合分析。结果表明：（1）冰雹发生在高能、高湿以及较强抬升条件的有利天气背景下,大尺度强迫抬升、低层中尺度露点锋和地面辐合线是强对流天气的重要触发机制。（2）冰雹极易发生在午后SI明显减小,Ki指数、500 hPa与850 hPa温差以及CAPE明显增大,同时垂直风切变较大、0℃和-20℃层高度分别在600 hPa和400 hPa左右的情况下,湿度条件较好时会伴随短时强降水天气,强气流控制下常伴随雷暴大风。（3）冰雹常出现在对流云团成熟时、TBB等值线梯度最大值东南侧,且组合反射率因子强度＞55 dBZ的对流单体内。（4）地面温度异常变化、气压梯度较大、风向顺时针旋转及风速极值同时出现可视为强对流天气发生前的一种信号。     

冀东地区“9.27”雷暴大风的雷达回波特征

为提高唐山地区雷暴大风的预报和监测能力,利用常规气象资料、秦皇岛站多普勒雷达资料和每6 h 1次的NCEP FNL 1°×1°再分析资料,分析了2012年9月27日（简称“9.27”）在冀东出现的大范围雷暴大风天气过程。结果表明：近乎垂直的西来槽和上干下湿的结构是此次天气产生的环境背景,地面冷锋和干线触发了此次天气过程。低层辐合、高层辐散以及充足的水汽条件使系统进一步加强,强大的倾斜上升气流使系统得到维持。雷达回波图上可识别出明显的穹窿结构、阵风锋、前侧入流和后侧出流回波特征和大风区,垂直速度剖面存在明显的辐合区。根据雷达回波特征演变推断,这次雷暴大风主要由强回波高度的快速下降,强冷空气入侵和回波的快速移动产生。     

山东省11月份大范围回流暴雪特征分析

回流暴雪是山东省秋冬季重要的灾害性天气之一,为加强对这类灾害性天气的分析研究,提升预报能力和水平,笔者利用常规气象观测资料,对2000年以来山东省11月份发生的回流暴雪天气过程进行了环流形势、中尺度特征及热力、动力诊断分析。结果表明,这期间的回流暴雪均存在雨雪相态转换,925 hPa以下的温度对降水相态有明确的指示意义;此类天气的概念模型是500 hPa和700 hPa在河套地区或东部是低槽,低层850 hPa从西南伸向山东的切变线,地面为西北-东南向的高压控制,直接影响系统包括：低槽、切变线和低空急流;大气湿度层深厚,到达对流层中层或更高;探空分析所有过程均存在逆温,这也是回流降雪的重要特征;在低层水汽通量散度场有强辐合,θse的低值区一直伸到中原腹地,在大气中高层出现对流性不稳定;散度场从下向上辐合辐散交替叠置,垂直速度场表现为从低空到对流层顶均是上升运动的特征。     

关中北部冰雹天气环境参量及雷达特征预警指标

为了提高当地冰雹预报预警及防御能力，利用地面气象观测资料、探空和双偏振雷达资料，分析2011—2020年关中北部的冰雹个例，总结冰雹天气环境发生的参量预报预警指标和雷达识别特征。结果表明：关中北部冰雹集中发生在5—8月，且6月和7月为高发时段；具有明显日变化特征，主要发生时段为14:00—18:00。暖季降雹的不稳定条件预警指标为K指数≥25.0℃，850 hPa和500 hPa的温差≥25.3℃，沙氏指数≤-1.1℃；能量条件预警指标为对流有效位能≥562 J/kg；水汽条件预警指标为500 hPa温度露点差≥9.0℃；垂直风切变预警指标为0～6 km深层风垂直切变≥7.3 m/s或0～3 km低层风垂直切变≥4.3 m/s；特殊层高度预警指标为0℃层和-20℃层高度分别为3.4～4.0 km和7.2～8.1 km。双偏振雷达识别特征预警指标为回波强度超过53 dBz，回波顶高超过10 km，回波悬垂高度超过1.8 km，且出现三体散射长钉，长钉长度超过5.2 km；速度场上低层有辐合，辐合强度超过10.5 m/s；垂直液态水含量VIL最大值高于15 kg/m²...     

广西 2次雷暴大风天气过程的成因及异同分析

为了加深对华南地区雷暴大风天气形成原因的认识,为此类天气过程预报提供参考。笔者利用常规气象资料、自动站资料、多普勒雷达资料及NCEP再分析资料,分析了2014年3月30—31日广西连续2天大风天气的成因及差异。主要结论：(1)“3.30”过程发生于暖区中;“3.31”过程由地面锋面触发形成。（2）两次过程都具有强的潜在不稳定层结、风暴潜势和中低层垂直风切变,“3.31”过程强度更强。（3）层结廓线均表现为低层湿层明显,湿层之上干层清晰特征,“3.31”过程湿层较浅,比湿较大,干层较深厚。（4）对流风暴均是在地面辐合线附近生成并沿着辐合线移动发展,或者风暴移到辐合线上得到加强。“3.31”过程辐合线尺度大,移动缓慢。（5）雷达回波特征显示,“3.30”过程由局地生成发展的强单体风暴或多单体风暴造成,“3.31”过程由组织性强的飑线（弓形回波）造成,具有相似大风特征。结果显示,有组织性风暴与单体风暴在层结不稳定、中低层垂直风切变的强度及结构、地面辐合线的尺度和移动速度上有明显差异。     

浙江一次副高边缘强对流天气过程分析

为进一步探究浙江强对流天气的成因,提升气象为农服务能力,利用常规观测资料、NCEP再分析资料及多普勒天气雷达资料等分析了2017 年8 月17 日浙江发生的一次大范围大风及冰雹天气过程,结果表明：（1）此次强对流天气过程产生于弱对流条件下,高空槽东移、西南气流增强改善了动力条件、热力条件和水汽条件,加强了不稳定层结;局地热对流、低层切变和地面辐合线为触发条件。（2）雷达垂直积分含水量密度是产生冰雹的一个重要指标,浙江本地VIL/ET≥3.9 时产生冰雹概率极大。（3）雷暴回波质心快速下降标志着大风天气的产生。雷暴后侧较干入流急流利于系统的发展加强,形成飑线。雷暴单体减弱后的大片层状降水回波长时间维持是强降水的主要成因。（4）大风天气爆发主要有2 个阶段,一是由飑线东移造成,二是飑线减弱后的单体风暴入海增强造成。飑线内部的弱中气旋是造成杭州湾沿岸大风的主要成因之一。飑线减弱后入海增强可能为海陆热力性质差异导致。     

2015年5月山西中南部一次飑线天气过程分析

为了研究飑线带来的强对流天气发生发展的特点,为日后此类天气的预报工作提取可利用的预报指标,利用稠密气象观测资料,对山西中南部一次飑线造成的雷雨大风和冰雹天气过程进行了分析。结果发现：这次飑线过程发生在高空冷涡与地面倒槽相配合的不稳定大气环境下。飑线的发生、发展与地面中尺度辐合线密切相关,强对流天气区有地面中尺度辐合线配合,并表现出了气压陡增、温度骤降、风速变大的飑线天气特征,垂直结构表现为高层冷平流叠加在低层暖平流之上,垂直风切变很大,湿度层结下湿上干,低层湿空气很薄,中高层干燥,这种层结特征决定了这次飑线过程以雷雨大风和冰雹天气为主。在雷达拼图上也表现出了明显的飑线弓形回波特征。     

广西汛期2次暖区暴雨成因的对比分析

为了加深对华南暖区暴雨的认识,提高此类暴雨的预报准确率,利用常规气象观测资料、广西中尺度站逐时雨量资料及NCEP1°×1°格点再分析资料,对广西2015 年5 月14—15 日（简称“5.14”）和6 月13—14 日（简称“6.13”）2 次暖区暴雨天气过程进行对比分析。结果表明：2 次过程均发生在850 hPa 一致的偏南气流中,暴雨发生前有不稳定能量的积蓄,低层925~850 hPa 较强的垂直风切变加强了对流系统的发展,中尺度地面辐合线是不稳定能量释放的触发机制。所不同的是：“5.14”暴雨过程期间副高加强西伸,中尺度对流系统呈现出准静止的特点,对流云发展旺盛,属于积状云为主的混合降水回波;锋前?型高能舌区较为宽广,低空急流强盛且伸展高度较高,有利于大气中低层水汽的输送以及垂直运动的发展。“6.13”暴雨过程期间副高减弱东退,“列车效应”造成持续降水,对流回波伸展高度较低,属于层状云和积状云混合降水;整层高湿的环境降低了蒸发率,有助于出现范围较大的降水。     

渤海西岸一次副热带高压边缘暴雨特征分析

为探究夏季西太平洋副热带高压边缘暴雨特征,改进暴雨天气预报模型和可预报因子,提高暴雨预报准确率。利用micaps、高低空风场、T639L60 物理量资料,对2010 年8 月4—5 日发生在渤海西岸的暴雨天气过程的环流形势、高低空急流、垂直速度、相对湿度特征进行分析。结果表明：副热带高压、西风槽和中低层切变线以及地面气旋是造成此次暴雨天气过程的影响系统,高空冷空气和低空暖湿空气在渤海西岸地区交汇触发了此次天气过程;高层辐散、低层辐合为空气上升运动提供了有力的动力条件,中低层的西南风急流和近地面层持续的偏东风为降水区提供了充沛的水汽;此次暴雨出现在副高588 dagpm 等值线与584 dagpm 等值线之间中低层存在切变线的位置和200 hPa 高空急流入口处的右侧、850 hPa 低空急流的左侧所对应区域;高低空急流增强、上干下湿的对流不稳定层结发展、空气上升运动增强、高层有干冷空气侵入、低层有较强暖湿空气输送预示将出现强降水天气;高低空急流减弱消失、低层暖湿空气输送减弱消失及干冷空气侵入低层预示强降水将减弱停止。     

陕西关中持续性雾霾天气的气象条件分析

为有效降低雾霾天气造成的灾害损失,为雾霾天气预报提供可靠依据。笔者利用高空探测、自动站观测、激光雷达等资料,对2013年12月17—25日发生在陕西关中的持续性雾霾天气进行诊断分析。结果表明:此次雾霾天气具有明显的阶段性特征,前期的高低空配置有利于污染物的急剧累积,后期中高空气流较为平直,低层有弱暖平流,地面气压场较弱,有利于雾霾天气的稳定维持;持续性轻雾或霾发生时对湿层厚度要求不高,900 h Pa以下即可,相对湿度在60%~80%之间时,有利于雾霾天气持续;地面风速小,逆温层维持,污染物主要集中在近地层200 m以下,是这次严重雾霾的主要天气特征;涡度平流和总温度平流的垂直分布呈现出有利于雾霾产生和维持的动热力结构:关中地区特殊的地形作用也是雾霾天气易发的一个重要原因。     

青海省东部农业区一次防雹个例分析

利用形势场、地面图和物理量场等资料对2015年7月13日青海省门源县冰雹天气进行诊断分析,用雷达对作业前后冰雹云的特征量分析来判断人工防雹作业的效果。结果表明:此次门源县的冰雹发生在高温、高湿及强的垂直风切变的环境下;闪电最大频次出现在降雹时间段内,正好处于强回波发展旺盛的阶段,负闪明显多于正闪;炮击雹云后雷达回波顶高下降,回波强度减弱,垂直液态水含量(VIL)45 kg/m~2范围逐渐变小。     

2013年8月16日抚顺特大暴雨过程分析

利用常规观测、加密自动站气象站以及NCEP/NCAR再分析等资料,分析了2013年8月16日抚顺特大暴雨过程。结果表明,抚顺“8.16”特大暴雨过程是一次极端降水过程,具有雨量大、持续时间长、范围广的特点。降水前15天维持高温高湿,低气压特点 。地面蒙古气旋、低层切变线、500hPa西风槽和副热带高压是强降水的主要影响系统。本次降水过程的水汽由多方向气流汇合。低空急流左前方辐合和高空急流右后方辐散耦合,是强降水产生的动力条件。水汽通量散度在降水前为低层辐合,高层辐散。降水开始后辐合中心向下发展,高层辐散明显增大,低层辐合明显加强,对流发展更加旺盛。本次暴雨产生在850hPa假相当位温场高能舌区顶部,垂直分布具有上干下湿不稳定层结。高层干冷空气向低层渗透,触发低层高温高湿不稳定能量释放。地形对降水作用有：1.迎风坡对西南气流抬升作用,2.喇叭口地形汇聚作用,3.浑河河谷狭管作用,4.山地的阻滞作用,5.喇叭口地形再次辐合,五种地形作用叠加而成。     

山西中南部一次暴雪过程诊断分析

为了进一步分析山西中南部暴雪过程的形成原因,笔者利用常规和非常规气象观测与监测资料,针对2014年2月4—6日山西中南部暴雪天气过程,从高空、地面天气形势、中低层流型配置、雷达回波及物理量场的空间垂直剖面进行综合分析。结果显示：该次暴雪过程以500hPa西风槽、南支槽相继影响、地面倒槽前部东南气流的控制为背景。500hPa西风槽,700hPa西南急流与横切,850hPa东南急流为该次暴雪的中尺度有利配置。回波强度在15~30dBz,属连续均匀的稳定性降雪回波。物理量场的相对湿度在200hPa以下为大于80%的湿空气柱、对流层为一致的上升运动、高层辐散与低层辐合构成了有利于强降雪的环境条件。     

山东南部一次极强降水的结构演变特征分析

为深入了解山东南部地区夏季暴雨发生机制,进一步提高预报准确率,应用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料、FY-2E逐时云顶亮温TBB资料、地面加密自动站资料及多普勒雷达资料等,对发生在山东南部地区的一次大暴雨天气过程进行详细分析。结果表明：该过程在有利的天气形势下发生;大气对流不稳定,低层有较强暖平流,中层干冷空气与低层的暖湿空气混合,使大气对流不稳定度加大;强降水出现在上下层正涡度相叠加、低层正涡度增大的过程中;暴雨中心与云顶亮温TBB的最低值中心及强度有密切关系;大暴雨期间多普勒雷达能及时捕捉到冷空气和强回波活动情况,此次强降水过程分别对应2个强降水时段。     

湖南地区多普勒天气雷达回波与云地闪关系研究

为了找出湖南地区多普勒天气雷达回波与云地闪特征以及关系,利用湖南省2007年闪电定位系统和长沙多普勒天气雷达探测资料,对湖南省周边地区闪电特征及其与雷达回波关系进行统计分析。结果表明：湖南省及周边地区云地闪分布具有明显时间分布不均特征,大多发生6、7、8月,月初和月末为高峰期,日分布呈双峰值变化,主峰在16:00—17:00,次峰在20:00—21:00,17:00左右日均频数最高,对应雷电灾害最为严重。雷达回波面积及强度与云地闪频数及强度存在明显对应关系,云地闪频数越大,强度越强,则雷达回波面积越宽,强回波出现几率越大。大于50 dBz雷达强回波中心形成前15 min到30 min时间内,一般都有云地闪发生。雷达回波位置与闪电发生区域具有很好的一致性。     

春季茶树冠层温度与气象因子的关系及预测

为开展利用气象资料进行春季茶叶霜冻灾害的评估工作,研究利用2009年和2010年茶树冠层温度观测资料和气象观测资料,分析了最低气温与茶树冠层最低温度差和天气类型、微气象因子的关系,建立了不同茶树冠层最低温度拟合模型,结合加密自动气象站资料,评估了霜冻过程茶树冠层最低温度的空间分布。结果表明：天气类型是影响最低气温与不同茶树冠层最低温度差的主要气象因子,最低气温与茶树上部冠层叶片最低温度差还受风、湿度等微气象因子的影响,微气象因子对最低气温与茶树内部冠层叶片最低温度差的影响较小。天气类型、微气象因子和最低气温与不同茶树冠层最低温度差的关系是非线性关系,采用支持向量机模型可取得较好拟合效果。同一类型茶树冠层,外部冠层最低温度拟合效果优于内部冠层。利用自动气象站资料、GIS技术、最低气温与不同茶树冠层最低温度差的拟合模型,实现茶叶霜冻空间分布的监测评估。