地形影响下祁连山北麓不同类型降水特征对比分析

利用张掖CINRAD/CC多普勒雷达资料,结合气象观测资料及L波段探空秒数据,分析祁连山北麓不同类型强降水过程中地形的影响效应,结果表明:不同类型强降水的形成机制及物理量条件各有差异,地形对降水的影响效应也各不相同;各类型降水的大值区集中在山区或山地北坡,地形升高造成的强迫抬升效应显著;局地小地形的阻挡、辐合和抬升作用在强对流性降水过程中较为突出;大地形整体抬升形成的列车效应及局地小地形的汇集作用共同造成了短时强降水型过程;而系统性冷空气影响降水过程中,地形作用的主要表现形式是承载层气流在"口袋"状地形影响下,强回波不断生成并长时间维持;探空数据上,高层冷云降水与低层暖云降水的表征项变化各不相同。     

河西走廊中部一次强降水过程的多普勒雷达资料分析

利用张掖C INRAD/CC多普勒雷达资料,结合自动站逐时雨量、DEM和常规气象观测资料,对2005年6月30日~7月2日发生在河西走廊的一次地形强降水过程进行分析。结果表明:这次强降水是一次积层混合云降水,具有典型地形影响降水的回波特征;积状云主要由祁连山地形影响产生对流泡发展而成,降水主要集中在祁连山北坡和龙首山脉的西南侧;速度场上反映出低层冷平流、中高层暖平流的流场,致使这次降水持续发展,回波处于稳定;中低层负速度区面积增大,正速度区面积缩小,气流场为大尺度的辐合与暖平流叠加而成,为后期降水的水汽输送和加强提供了动力和热力条件;风廓线产品(VWP)上可以确定垂直风切变、冷暖平流及回波高度,进而推断降水的强度及生消;特殊的口袋状地形是造成局地强降水机理的主要原因。     

天山北坡一次暴雨天气成因初探

利用常规气象资料、探空资料、多普勒雷达资料等对2007年7月16～17日发生在天山北坡的一次大暴雨天气过程进行分析。结果表明:(1)南亚高压双体型造成高低纬度槽脊叠加引导冷空气进入新疆,天山两侧的风切变产生的气旋性辐合加上地形的影响使冷空气堆积,为降水过程提供了有利的大尺度天气背景;(2)地面正负变压区的南北波动使准静止锋移动缓慢,孟加拉湾水汽持续向北输送造成天山地区有大面积水汽辐合区,导致降水持续时间长;(3)k指数的增大、沙氏指数的减小、高低空强烈的风切变以及涡度平流的高低空配置加强了垂直上升运动的发展,使局地大气潜能和不稳定度增加,具备触发暴雨天气发生的条件;(4)冷锋云系范围较大,最大TBB≥58℃。并在移动发展过程中得到了孟加拉湾热带气旋水汽持续补充,并以天山中部为轴呈逆时针旋转,造成大范围的降水;(5)雷达资料表现为混合云降水回波特征,回波呈反气旋方式旋转,在山区一带形成辐合,高低层冷暖平流以及中低层的风切变,为降水的产生及维持提供了有利的动力条件。     

敦煌地区“6•16”暴雨的热力和动力特征

使用高空和地面定时观测资料、区域站降水资料、云图和NCEP 1°×1°再分析资料,对2011年6月15-16日敦煌暴雨的影响系统、干侵入、垂直涡度收支、视热源和视水汽汇进行了分析。结果表明：这次暴雨是中高纬度天气系统与低纬度天气系统相互作用,在敦煌附近上空形成中尺度涡旋造成的结果。在低涡生成初期,低涡南侧对流层高层有明显的干侵入发生;低涡快速发展期,干侵入达到最强;对流层中下层辐散作用项对垂直涡度正贡献最大,在对流层中层水平平流项和垂直输送项对垂直涡度正贡献起主要作用;低涡成熟期,干侵入开始减弱。对流层下层辐散作用项对垂直涡度正贡献进一步加强,对流层中层水平平流项正贡献作用减弱,垂直输送项正贡献作用增强。视热源与视水汽汇加热强度变化与低涡发生、发展的不同阶段紧密相关,视热源、视水汽汇中心与垂直上升运动中心相对应,说明大气加热与大气上升运动密切相关,水汽凝结潜热释放加速垂直上升运动,垂直输送在视热源、视水汽汇中起主要作用。     

陇中黄土高原半干旱区对流降水的边界层特征

采用2006—2011年的降水、探空和陆面资料,分析了对流降水时的边界层和陆面过程特征,发现在对流降水前3 d至后1 d的最大混合层厚度逐日变化中,在降水之前基本呈现出逐渐增厚并在降水前日达到最大,说明边界层热力对流环境很可能是对流性天气发展的重要能量基础。基于此,又重点分析了陆面通量的角色和作用,发现对流降水发生时段不同,陆面热通量也存在明显差异,傍晚对流降水的感热通量累积值是最大的,而午后对流降水的潜热通量最小;按降水量分类对比,感热通量与降水量存在较明显的正相关关系,而潜热通量则与降水量的关系复杂;当前1 d最大混合层厚度超过3 000 m或当日的感热通量累计值超过2 000 W·m~(-2)时,则在当日发生降水量超过17 mm的对流性降水的概率较大。综合分析表明,陆面热力作用对对流天气形成,尤其是对傍晚时段的对流降水具有重要作用,而局地蒸发对局地水循环的形成还不足以对对流降水产生实质性的贡献。     

石家庄市暴雨变化特征及降水极值重现期研究

利用石家庄市17个地面气象观测站建站以来至2011年的逐日降水资料,在分析了石家庄市暴雨日数时空分布特征的基础上,根据耿贝尔极值Ⅰ型分布型理论,讨论了该地区在不同重现期降水极值的分布情况。结果表明：石家庄市暴雨日数由西北和东南向内部逐渐减少,其中西北部山区暴雨发生的次数最多;近几十年来,石家庄大部分地区年暴雨日数呈减少趋势,唯有北部地区呈增加趋势;石家庄市暴雨日数具有明显的年际、年代际变化特征,自19世纪70年代以来出现两个暴雨偏多时期,分别为70年代中期至80年代初和90年代中期前后;石家庄市暴雨日数存在准6 a和准16 a左右的振荡周期。在10 a、30 a和50 a不同重现期各站年最大日降水量和年最大过程降水量相差较大,其中西北部和西南部山区较大,东部平原相对较小,各站年最大日降水量均在100 mm以上,达到大暴雨的标准。     

一次强对流暴雨天气的环境条件及中尺度对流云团分析

利用常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料及逐时FY-2E红外卫星云图、自动站和本地WRF等资料,对2010年8月10日夜间宁夏东部强对流暴雨天气过程的大尺度环流背景、影响系统、环境条件、垂直风切变及中尺度特征进行综合分析。结果表明:此次过程是在有利的大尺度环流背景和环境条件下,伴随副高北抬、低空急流发展,在高原槽、低涡切变、地面冷锋和地面辐合线的共同作用下,激发中尺度天气系统在宁夏东部产生的;随着暴雨时段临近,暴雨区上空低空急流和垂直风切变增强,湿层加厚,中低层空气趋于饱和,近地面层持续东风,低层湿层上部维持逆温层,对流不稳定能量急剧释放;强对流暴雨出现在中尺度暴雨云团发展阶段的后期和成熟阶段的早期,在地面气旋式环流右前方、地面辐合线北侧、对流云团发展的前端、冷云中心略偏后的位置上;暴雨站点上空TBB和降水位相变化有一致性,降水峰值对应TBB峰值。     

宁夏局部突发性特大暴雨中小尺度分析

2006年7月2日下午,宁夏陶乐县突遭短时特大暴雨袭击。此次暴雨降水强度大,1h和10m in降水量为宁夏44年之最。本文利用常规气象资料、宁夏本地化中尺度数值预报MM5模式产品、多普勒雷达探测资料、卫星云图,对本次突发性短时暴雨发生前后的天气环流背景、影响系统及中小尺度系统发生发展等进行分析。结果表明:这次突发性暴雨具有明显的中小尺度系统特征,主要影响系统有地面河套热倒槽,500hPa和700hPa兰州与银川的暖性低涡及地面中β尺度低涡,为暖湿不稳定能量的贮存和短时强降水的产生与维持提供了有利的动力条件。     

甘肃酒泉一次罕见大暴雨过程的天气学诊断分析

利用常规高空、地面资料、区域加密雨量站、卫星云图以及每6h一次的1°*1°NCEP再分析资料,使用天气学诊断方法,初步剖析了2012年6月5日引发酒泉大暴雨天气过程的降水特征、环流背景及影响系统、物理量特征和卫星云图。结果表明:这次大暴雨发生在非常有利的大尺度天气背景下,高、低层均为"东高西低"的流场配置,"歪脖子脊"的阻挡作用使上游低值系统在河西西部滞留时间较长,柴达木低涡移动缓慢,形成了类似于"北槽南涡"的流场形势;暴雨发生时高层辐散、低层辐合,形成了强烈的抽吸作用;对流层内出现强烈的上升运动,中低层流场的配置有利于水汽的输送和汇聚;500 hPa垂直螺旋度的分布与天气系统和强降水有很好的对应关系,强降水中心发生在对流不稳定、斜压不稳定相结合的区域和CAPE强中心的下游。此次暴雨发生期间有多个中尺度对流云团在酒泉市上空活动,表明暴雨过程中存在明显的中小尺度系统。     

陕西省一次灾害性暴雨天气过程分析

利用实况资料和NECP资料、雷达资料对陕西省2010年8月18-25日的暴雨过程进行天气形势分析以及物理量场的诊断,寻找此次暴雨特征,以期对提高今后的暴雨预报有所帮助。结果表明:该次暴雨发生在良好的大尺度环流背景下,伴随着副高先北上后南落,贝加尔湖槽区底部冷空气不断南下,冷暖空气交汇的位置逐渐由北向南移,陕西自北向南经历了一次降水过程。高、低空的有利配置及相互作用,对该次暴雨过程的产生有着很大影响。偏南低空急流和强烈的水汽辐合为暴雨的产生提供了有利的水汽条件;假相当位温高值区和水汽通量散度最大辐合中心与暴雨的落区有很好的一致性。     

西北地区东部一次大暴雨天气过程的诊断分析

使用探空、地面加密自动气象站、卫星云图、NCEP 1°×1°再分析资料,对2010年7月23日发生在西北地区东部的大暴雨过程进行了诊断分析,结果表明：低涡切变线在中、低层形成强辐合,对流层高层南亚高压东侧北风急流出口区左侧形成强辐散,高、低空系统耦合,在暴雨区上空形成强大的上升运动。在台风灿都和副热带高压作用下,副热带高压西侧偏南风低空急流源源不断向西北地区东部输送水汽。暴雨期间,整层大气可降水量与暴雨不同阶段的雨强变化一致,暴雨最强时段大气可降水量达到50 mm以上。南风风速中心向对流层中高层的加强抬升伴随暴雨增幅,降低伴随暴雨减弱。非地转湿[WTBX]Q[WTBZ]矢量散度激发的次级环流强弱能反应暴雨增幅及减弱变化,低层非地转湿[WTBX]Q[WTBZ]矢量散度辐合区与同时刻暴雨的强度及落区演变基本一致。中低层湿螺旋度负值区分布与相应时刻的强降水落区分布较一致,雨强中心与湿螺旋度负值中心配合较好,对降水强度和落区预报具有很好的指示性。     

2012年7月29日武威市大到暴雨天气过程分析

利用常规天气图、FY-2D卫星云图、单站地面资料、物理量场等资料,对2012年7月29日下午到夜间武威市的对流性强降雨天气成因进行了系统分析。结果表明：该过程是在一定的大尺度环流背景下高低层天气系统共同作用发生的,地面气象要素的剧烈变化是强降雨天气能量的释放过程;大的湿度条件和水汽在本地辐合,为大到暴雨提供了丰沛的水汽;高层辐散、低层辐合以及强烈的上升气流是大到暴雨发生的动力条件;强烈的不稳定能量和不稳定层结是对流增强、雨强增大的必要条件;对流云团的发展和加强是降雨强度较大的直接原因。     

2006年4月4～6日河西走廊沙尘暴天气的成因分析

利用实时气象资料,对2006年4月4~6日发生在河西走廊的沙尘暴天气进行分析。结果表明:中尺度地面切变线和蒙古气旋及其冷锋是河西走廊发生沙尘暴天气的地面影响系统,高空急流在沙尘暴天气的发生过程中也发挥了重要作用;沙尘暴发生区域在200 hPa高空急流出口区右侧、500 hPa正涡度中心下风方的正涡度平流中心附近。在沙尘暴发生时,沙尘暴发生区域的大气处于高能量、不稳定状态。     

新疆北部一次持续暴雪天气过程分析

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料,对2010年1月4～7日新疆北部持续暴雪过程的环流特征及物理量场进行诊断分析.结果表明:北半球中高纬阻塞高压维持时间长、切断低压稳定提供了降雪"持续性"的环流背景.切断低压不断分裂短波并西退再东移是造成降雪的影响系统;降雪区大到暴量的强降雪时段,850 hP...     

2001-2011年青藏高原东北边坡地带云水资源分析

利用青藏高原东北边坡地带(32°～37° N,99°～104° E)22个地面气象站2001年6月至2011年5月每日8次地面观测资料,以及2001-2011年NCAR/NCEP月平均再分析资料,通过统计分析和NOAA HYSPLIT_4（混合单粒子拉格朗日积分）水汽轨迹模型,主要分析了青藏高原东北部边坡地带近10 a云量、云状的发展特征及其与水汽的关系。结果表明：① 近10 a,高原东北边坡地带多年平均总云量与低云量的变化具有较好的一致性;全年云量春夏季增加尤为明显。② 全年发生雨雪天气时,卷云出现概率最高,其次为高层云,积云最低;高原东北边坡地带对流云出现概率明显比非对流云出现的概率高。③ 水汽是决定高原降水分布和对流云变化的主要依据之一,水汽主要来源于700 hPa,且水汽通量可以较好地反映低云量的多寡。      

甘肃省河东地区不同时段暴雨空间格局研究

本文利用甘肃省河东及其周边地区的200多个站点的暴雨多年最大值资料研究了10m in、60m in、6h、24h和3d 5种时段的暴雨多年最大值空间分布格局。结果表明:时段越长空间分布的水平地带性越强。3d和24h暴雨受东南季风影响,降雨量呈现从东南向西北递减的水平地带性规律;10m in暴雨受地形的影响,呈现出开口朝北"U环"形态,高值区出现在东南部的陇南山地、六盘山山地,以及甘南高原北缘、东缘;60m in和6h受地形和东南季风的共同影响,属于东南-西北渐变型与"U环"型的过渡类型。     

南疆西部沙漠边缘汛期两次罕见暴雨过程诊断分析

应用常规观测及NCEP再分析资料(水平分辨率1°×1°,间隔为6h),着重从暴雨发生的环流配置、影响系统、水汽及动热力条件入手,对2010年6月6日和2011年5月30日发生在南疆西部沙漠边缘皮山县汛期的两次历史罕见暴雨过程进行了诊断分析。结果发现:高空200hPa上中亚及中亚南部西南急流、低空700(850)hPa上南疆盆地偏东急流并存,中空500hPa上南支槽和低空700(850)hPa上喀什至和田切变线是皮山暴雨发生的环流配置和主要影响系统;暴雨过程中存在和显著增大的比湿、中低层强烈的水汽辐合以及自皮山西部、南部持续输入的水汽为其发生提供了充沛的水汽条件;垂直螺旋度较好地反映出了暴雨在时间上的变化,且中层500hPa负值、高低层上"-+"或"+-"的配置结构揭示了暴雨过程强烈上升运动的发生;湿位涡、锋生函数在对流层低层的时空变化对暴雨预报有一定的指示性,暴雨过程中对流层低层MPV1<0,MPV2>0,锋生函数有锋消向锋生过程的转变,暴雨出现在MPV2>0的分布区内、锋生最强时刻的6小时后。     

西北地区秋季干旱指数的变化特征

利用甘肃、宁夏、青海、新疆4省(区)的137个气象站30年的降水、蒸发资料,确定适合西北地区的干旱指数计算方法,分析中国西北地区秋季降水、蒸发、干旱指数的空间分布、时间演变等特征.结果表明:西北地区秋季平均自然降水从东南到西北依次减少,在甘肃西部、青海西北部、新疆南部有一条东西向的少雨带,是干旱最严重的地方.新疆南部、甘肃西部、青海西部重旱频率最高,平均2年一遇;新疆北部、甘肃南部、青海南部、中旱频率为30%左右,平均3年一遇,轻旱频率30%左右,平均3年一遇.表明西北地区的干旱有明显的地域特征,即新疆中南部、甘肃西部、青海西部为干旱区,新疆北部、甘肃中东部、青海东部和南部为半干旱区.     

陕西中北部一次大暴雨天气过程分析

应用常规气象观测资料、FNL格点资料和FY-2C气象卫星资料,对2006年8月28日发生在陕西中北部的一次区域性大暴雨天气进行了综合分析。结果表明:西太平洋副热带高压西伸北抬和贝加尔湖冷涡分裂南下冷空气交汇对峙,为大暴雨形成提供了有利的大尺度环流背景;低涡切变、低空急流和地面冷锋是暴雨产生的主要影响系统;暴雨的水汽输送通道始于南海,沿副高外围气流到达暴雨区上空,雨区上空中低层存在着强水汽通量辐合中心;中层干冷空气从北方侵入暖气团,在雨区上空形成了强对流不稳定区;涡度、散度、垂直速度等物理量的垂直分布有利于暴雨产生,散度在垂直方向上具有多层分布特征;暴雨发生在冷锋前部暖区中,共有4个中β尺度对流系统生成发展,影响了暴雨区,中β尺度系统是强降水形成的直接影响系统。