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。     

南通地区强降雪和积雪深度预报研究

为了预防和减轻强降雪过程对设施农业和生产生活可能带来的不利影响,提高预报和服务水平,利用常规高空和地面资料、ECWMF 0.75°x 0.75°再分析资料,对南通地区1951年以来共19次区域性暴雪过程从影响系统、大气层积、动力和水汽条件等方面进行分析总结,并以2013年的区域性暴雪为例说明诊断分析和预报过程。结果显示：(1)南通属于北亚热带季风气候,雨或雨夹雪转暴雪过程占多数,判断降雪量要关注转为纯降雪以后的降水量,积雪深度还要注意地表温度的高低,因此必须同时考虑强冷空气南下和强盛暖湿气流北上的综合影响；(2)形成强降雪的天气系统主要包括南北两支西风槽、中低空切变、西南急流和低空冷垫,实例是典型区域性暴雪天气形势；(3)500～850 hPa高度至少有两层强盛的SW急流,强烈辐合上升主要发生在700 hPa及以上高度,为暴雪的形成提供了动力和水汽条件,850 hPa以下为冷垫,850～700 hPa存在逆温, 850 hPa气温小于等于-4 ℃、2 m气温小于等于3 ℃时降雨向降雪转变,地表温度接近零度后积雪增长明显；(4)南通地区24 h平均SLR,纯雪过程≥10,雨转雪过程＜10、东南部＜ 5,一般可通过850 hPa、2 m气温及地表温度对降水相态转换和SLR做出预判；(5)从历史强降雪中寻找天气形势相似过程,对比层结、动力和水汽条件,然后对相似过程实况进行缩放来推断降水量和积雪深度,也是一种可行的方法。     

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 hPa 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 hPa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 hPa。600 hPa 以下为水汽通量辐合层,700~850 hPa 辐合强度远大于925~1000 hPa;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 hPa 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。     

一次鲁西北强降雪天气过程诊断分析

为了揭示强降雪天气的成因,以期为此类农业灾害性天气的预报预警提供指示,应用常规观测资料、NECP再分析资料,对2015 年11 月23—24 日一次强降雪天气的天气形势、物理量条件进行分析。结果表明：西风槽、低空急流和地面冷高压是此次强降雪天气的主要影响系统,此次降雪符合回流降雪特征;水汽条件上边界层以上的暖湿空气沿着冷空气层爬升产生降雪,为此次过程的主要特点,边界层比湿南大北小是此次降雪量级聊城北部中雪南部大雪的主要原因;降雪时925 hPa 以上强上升气流、暖平流,近地面边界层内弱下沉气流、冷平流。     

重庆地区一次冬季强降温过程诊断分析

为更全面地认识重庆地区冬季强降温发生机制,利用常规地面观测资料、探空资料及数值模式资料,采用天气动力学诊断方法,对重庆地区2018年1月22—29日强降温天气过程的天气系统演变特征、动力结构特征及水汽条件进行分析。结果表明：（1）1月22—29日冷空气由东北路径侵入重庆地区,72 h内日平均温度普遍下降6℃及以上,东北部地区由于先受冷空气影响且海拔普遍偏高,较西部地区先出现大范围降温且最低温度普遍低于西部地区,出现雨雪天气;西部地区在高、低空急流及川东低涡切变线的动力作用下,配合充足的水汽条件较东部地区先出现大范围降雨,东北路冷空气回流至西部地区,并持续低温阴雨天气。（2）贝加尔湖以西的低压系统、冷中心及东北冷涡、高低空急流、中低层低涡切变线是预报重庆地区此次强降温伴随雨（雪）天气的出现时间及影响区域的重要预报着眼点。     

河南省2018年1月3—4日暴雪天气的诊断分析与数值模拟

为进一步探讨河南省暴雪天气过程的成因和机理,分析WRF模式对暴雪过程的模拟效果,提高预报准确率,笔者利用NCEP 1°×1°再分析资料和常规观测资料,对2018年1月3—4日河南省大范围的暴雪天气过程进行诊断分析,并对WRF模式模拟结果进行分析。结果表明,高空槽、低层的切变和急流、地面冷空气是这次暴雪的主要影响系统。水汽条件好,水汽通量低层辐合,高层辐散,伴有较强的上升运动,更有利于暴雪天气的发生。WRF模式模拟的降雪量范围和强度都与实况较为一致,表明模式对暴雪天气的预报有一定的参考价值。     

哈密北部春末低涡暴雪过程诊断分析

研究东疆暴雪天气的成因,提高同类灾害性天气的预报水平,为东疆暴雪天气的预报提供参考。采用区域气象自动站观测资料和NCEP/NCAR再分析资料对2016年5月20—21日哈密北部军马场的暴雪天气进行诊断分析。结果表明:暴雪是在极锋急流带明显南伸的背景下,新疆北部低涡和地面冷锋影响下形成的。550~750 h Pa之间强烈的上升运动为暴雪提供动力条件,600 h Pa以下持续的水汽通量散度为暴雪提供水汽,前期的暖平流为降水的出现提供了热力条件,而后的强冷平流使气温下降,从而导致降雪的出现。中低层锋生锋消的垂直配置与降水的持续时间有较好的对应关系。极锋急流带明显南伸对暴雪的产生提供有利的环流背景。     

2008年7月4-5日山东暴雨天气过程分析

利用常规气象资料、物理量场资料和大气监测自动站等资料,对2008年7月4-5日鲁东南、鲁西南～鲁中西部出现的暴雨、局部大暴雨的天气过程,从天气形势、影响系统、物理量场诊断分析等方面做了研究,通过分析:此次过程为典型的西风槽与副热带高压边缘西南暖湿气流交绥造成暴雨的天气形势,低空急流的建立、发展和维持,为暴雨区提供了强的水汽输送和能量积累;由于中、低层缺乏切变线等辐合系统,山东虽然水汽通道很好,但水汽辐合集中在局部地区,只造成局部的暴雨天气;各种能量指数对暴雨预报有一定的指导意义.     

2008年7月4-5日山东暴雨天气过程分析

文章利用常规气象资料、物理量场资料和大气监测自动站等资料,对2008年7月4～5日鲁东南、鲁西南～鲁中西部出现的暴雨、局部大暴雨的天气过程,从天气形势、影响系统、物理量场诊断分析等方面做了研究,通过分析：此次过程为典型的西风槽与副热带高压边缘西南暖湿气流交绥造成暴雨的天气形势,低空急流的建立、发展和维持,为暴雨区提供了强的水汽输送和能量积累;由于中、低层缺乏切变线等辐合系统,山东虽然水汽通道很好,但水汽辐合集中在局部地区,只造成局部的暴雨天气;各种能量指数对暴雨预报有一定的指导意义。     

太行山地形对山西两次锢囚锋暴雪影响的数值试验

为深刻认识太行山地形对降雪的影响,做好降雪天气预报服务,从而适应新型农业种植结构调整,减小降雪天气对农业生产的影响,利用NCEP全球再分析资料和实况探测资料,采用WRF中尺度数值模式,对2009年11月10日和2010年3月14日山西省两次锢囚锋暴雪天气进行数值试验,比较分析了太行山地形变化对降雪量级、强度、落区及空间结构特征的影响。结果表明：（1）对于影响系统偏南的暴雪天气,太行山高度适中更能使降雪接近实况,而对于偏北的暴雪天气,则是抬高地形,影响更明显。（2）锢囚锋降雪的不同阶段,太行山地形变化对低层水汽输送的影响差异较大。（3）适当降低太行山高度,使得暴雪区上空高空辐散、低空辐合的垂直结构更明显,中心强度更强,对暴雪的产生更为有利。（4）对于影响系统偏南的暴雪天气,太行山高度降低使得高层干侵入强度增强,造成触发作用加强。     

一次鲁中山区秋季连阴雨天气解析

为了提高对鲁中山区秋季连阴雨的预报服务水平,利用常规资料和NCEP/NCAR 2.5°×2.5°再分析日平均资料分析了2007年9月27日—10月7日鲁中山区秋季连阴雨期间环流形势及物理量分布特征。结果表明：连阴雨期间,大尺度环流系统相对稳定,乌拉尔山到欧洲一带高脊偏强,200 hPa东亚西风急流偏北维持,南亚高压明显东伸,副热带高压偏西、偏北,里海、巴湖一带低槽偏强;500 hPa低槽、中低层切变线是造成此次连阴雨天气的主要影响系统;200 hPa东亚西风急流南侧、南亚高压东北侧的高空辐散是连阴雨天气长时间持续的动力机制;热带气旋的频繁活动,利于副高外围暖湿气流持续北上影响鲁中山区形成连阴雨天气;较强冷空气南下、副高快速东退南撤至海上是连阴雨天气即将结束的明显标志。     

贵州省西南部一次由MCC造成的区域性暴雨分析

为了研究MCC对暴雨过程的作用,利用观测资料和再分析资料等对2008 年5 月27 日的暴雨进行分析。结果表明：对流层低层暖湿气流加强和中层干冷空气叠加加强了对流不稳定,低层暖切变使对流云团发展成MCC,冷切变使MCC减弱消亡;在MCC形成发展阶段,雨团呈西北—东南走向且稳定少动,MCC的轴向与准东西向的850 hPa 暖切变一致,面积在暖切变两侧同时扩大;在MCC减弱阶段,雨团南压并在高压带冷区中传播并减弱。强降水出现在MCC轴线TBB≤-92℃的地方而非TBB梯度密集区;当偏东风达6 m/s 时,形成了明显的地形性垂直上升运动,对位于喇叭口地形两侧的望谟、贞丰大暴雨的形成有明显的地形增幅作用。     

一次锋前暖区暴雨成因分析

利用常规气象观测、自动站、区域雨量站、卫星、雷达、再分析等资料,对2015年8月发生的一次锋前暖区暴雨进行了综合分析,结果表明：此次暴雨发生在西风槽东移和副高东退南压的环流背景下,以热力条件为主导引发的锋前暖区强对流性降水是此次暴雨产生的主要贡献者;暴雨发生在高空急流右后侧的显著辐散区,700hPa暖式切变线、850hPa冷式切变线、地面干线以及SI<-2℃相重叠的区域;850hPa切变线上的中尺度气旋性涡旋、自动站极大风速风场切变线以及中尺度涡旋是本次暴雨的直接触发系统;由于数值模式850hPa切变线位置预报的偏差,使得中低层流型配置由前倾误导为后倾结构,直接影响了模式热力条件预报的准确性,其结果是增强了西部动力条件而弱化了东部热力条件,最终导致暴雨落区预报偏差;锋前暖区暴雨预报的关键是触发不稳定能量释放的条件,对于此类暴雨应多关注边界层风场的变化,加强新型监测资料的综合分析和应用。     

2015年5月晋豫强降雹过程的诊断分析

从天气背景入手,结合多普勒雷达资料,分析2015年5月6日天气形势。结果发现：（1）此次过程主要为东北冷涡型,低层切变配合上干下湿不稳定层结,导致从西北地区来的对流云团到晋豫两省境内上空不断加强发展,最终形成飑线型风暴。（2）大气层结的不稳定性在K指数、CAPE值、SI指数、强的垂直风切变、近地面逆温层等方面均表现明显,0和-20℃层高度也有利于冰雹的产生。同时冷暖平流的垂直结构使得大气层结变得更不稳定。（3）>60 dBz强回波中心先后以“弓状回波—飑线—横倒着的“人”字型回波—飑线”的形式演变,“人”字型的顶端位置对流发展最为旺盛。（4）此次过程为飑线型的风暴群。沿着雷达方向上有非常明显的“V”型缺口和三体散射,三体散射前后持续约2 h,回波特征为低层弱回波区上空的强回波悬垂。（5）回波顶高持续在11 km以上且范围大。此次过程是多个超级单体风暴组成的风暴群,强度大、面积广、持续时间长,在历史上实属罕见。     

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。     

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。     

干旱沙漠区一次局地极端大暴雨的分析研究

为了提高干旱沙漠区极端降水天气的预报预警能力和缓解本地水资源严重短缺问题。本研究利用常规观测图、FY-2D云图、区域自动站雨量、单站气象要素和NCEP再分析资料,对2013年5月15日干旱沙漠区民勤县局地极端大暴雨的成因进行诊断分析。结果表明,此次局地大暴雨具有出现时间特殊、雨强大、酝酿时间长,且发生在降水极少的干旱沙漠区的特点。主要影响系统是500 hPa新疆低槽引导冷空气南下,中低层切变线缓慢东移,配合地面风场辐合;水汽输送通道有西南和东南两个,东南急流引导的水汽是此次过程主要的水汽来源。中低层辐合、高层辐散及整层上升运动是这次大暴雨的动力条件;K指数、CAPE指数、Si指数的大值区、θse高能舌延伸位置偏北偏东与此次大暴雨区相符;2个中尺度对流云团的合并发展是造成此次大暴雨的重要原因。     

2013年春季内蒙古中东部地区一次吹雪过程天气学特征研究

为了研究内蒙古暴风雪成因,利用常规观测资料和NCEP2.5×2.5的6h再分析资料,应用Grads绘图软件以及Micaps3.2系统,对2013年出现在内蒙古中东部的一次吹雪天气进行了分析。结果表明：高空槽东南下为本过程提供有利的大尺度环流背景,蒙古气旋和蒙古冷高压为主要影响系统。高空急流在本次过程中起了重要作用。其出口区左前方的辐散抽吸作用,加强了地面蒙古气旋,有利于降雪发生。其入口区左侧的辐合区,形成下沉运动,动量下传以后为地面大风的形成提供条件。散度场和垂直运动场均形成次级环流,其辐合上升支为降雪提供动力抬升条件,而它的下沉支将高空动量下传到地面。西南低空急流的存在,将低纬度的暖湿气流输送到内蒙古中东部,对降雪天气的形成起了重要作用。     

一次辽宁大暴雨发生发展的动力和热力机制

利用WRF模式预报,对2013年8月16日辽宁东北部地区发生的大暴雨过程,进行逐小时的中尺度分析,旨在找出此次大暴雨发生发展的动力和热力机制。结果表明：（1）该地出现如此罕见的大量级降水,是中β尺度对流系统造成的。在辽宁东北部地区形成“列车效应”,跟随中低层的引导气流,使强对流性天气系统依次通过该地,致使造成重大灾害;（2）抚顺山区地形的强迫抬升及对流层高层的正涡度平流辐散启动了大暴雨的产生;（3）中层的偏西干冷气流配合低层的西南暖湿急流辐合系统之间的相互作用形成了聚能机制。暴雨区中低空的上升运动和近地面的动力锋生,使中低层的潜在不稳定加剧。潜在不稳定的触发机制为中高层产生的上升运动。