高低空急流在一次暴雨过程中的动力作用

利用常规台站降水资料和NCEP/NCAR一日四次的1°×1°再分析资料,使用天气动力学诊断方法,分析了高低空急流及其次级环流在辽宁2010年8月4至5日区域性暴雨过程中的动力作用。结果表此次暴雨过程发生在“东高西低”的大尺度环流形势下,强降水发生在584~588 dagpm 等值线之间,主要影响系统是高空槽、副热带高压外围西南气流和切变线。在暴雨过程中,高空急流的加强东移对低空急流加强和发展起着重要的作用,也是辽宁东部低空急流加强和发展的重要动力原因。辽宁东部的低空急流的北侧上升支刚好位于暴雨区上空,为暴雨过程提供了有利的动力条件。暴雨区出现在200hPa 高空急流入口区右侧、850hPa 西南低空急流左侧。高空急流入口区北侧上升,南侧下沉的次级环流圈是本次暴雨的独特特征。在高空急流强盛期间,影响暴雨区的次级环流是反环流圈,即在辽宁上升,在辽宁以南地区下沉;而在降水后期,随着高空急流减弱,快速东移,由辽宁东部低空急流北侧的上升支,与辽宁以北的西北风低空急流的南侧的下沉支形成正环流。本次过程中低空形成两支急流,且低空急流的次级环流恰好镶嵌在高空急流的次级环流中,次级环流的方向转变均是本次暴雨过程中的重要特征。     

相似环流背景下2次暴雨过程对比分析

为了提高抚顺地区暴雨短期预报能力,利用自动站观测资料、探空资料及NCEP再分析资料,对2013年7月9日和2013年8月16日抚顺地区暴雨天气过程进行对比分析。结果表明,2次过程均发生在偏西气流的纬向环流形势下,500 hPa贝加尔湖冷空气东南移是造成抚顺地区暴雨的主要影响系统。但不同点在于冷空气的输送形式,“07.9”暴雨过程是由贝加尔湖脊向东南方向移动导致,“8.16”暴雨过程主要是贝加尔湖脊前横槽南下所致。2次过程200 hPa均存在强盛的高空急流,但分流区的位置不同,“8.16”暴雨过程高空急流分流从辽宁西边界开始,从而有利于强暴雨的发生。低空急流、高空急流分流区的位置以及地面系统不同是导致2次暴雨强度差异的直接原因。     

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。     

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。     

黄山台风“海葵”强降水与鞍型位势高度场分析

为了提高台风暴雨天气预报能力,服务黄山旅游业。笔者用美国NCEP全球分析FNL资料、台风路径资料和安徽省黄山气象站地面观测气象资料,对2012年8月8—11日台风“海葵”造成黄山暴雨天气过程进行分析。结果表明：黄山迎风坡上暖湿空气被强迫抬升作用,台风位于850 hPa鞍型位势高度场中停滞少动,产生连续性大暴雨。副热带高空西风急流长时期位于测站上空,急流轴线南侧辐散流场具有抽吸低层大气的作用,而产生强烈的上升运动是大暴雨发生发展的动力机制;低空来自海洋的持续偏东气流是热量、水汽和动力输送带,补充到台风环流中是大暴雨发生和维持的重要条件;低空为假相当位温随高度减小层,存在潜在的对流性不稳定条件。     

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。     

“7.21”山西北部罕见区域暴雨的诊断分析

为了更好地认识山西省北部区域暴雨形成机制,为防灾减灾提供精细化的预报信息,利用常规地面和高空探测资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、加密自动气象站资料以及FY-2E卫星TBB资料,对2012年7月20日20时—21日20时山西北部区域暴雨过程进行诊断分析。结果表明：（1）这次暴雨发生在200 hPa高空西风急流稳定加强、500 hPa阻塞背景下,低空低涡切变线是其主要影响系统,低空西南急流偏西偏北是其重要原因之一。（2）雨区上空对流层低层大气处于强对流不稳定状态,高层强的干侵入和低层弱北风的侵入是触发不稳定能量释放的重要机制。（3）地面自动站风场信息显示主要触发系统有中尺度涡旋、辐合和切变3种类型,3种类型造成的降水强度和持续时间均不同。（4）500 hPa垂直螺旋度的变化可表征强降水系统的发展和移动,而考虑水汽因子后的水汽垂直螺旋度能更好地反映雨区上空对流层中低层的动力场结构特征,对预报强降水落区和移动有很好的指示意义。     

2010年7月31日抚顺特强暴雨成因及落区分析

为了揭示出抚顺特强暴雨产生的物理机制,利用MICAPS中的常规观测资料、沈阳多普勒雷达资料和FY-2E红外云图资料,对2010年7月31日抚顺特强暴雨的成因及落区进行分析。结果表明：2010年7月31日抚顺特强暴雨产生的主要影响天气系统是西太平洋副热带高压、冷涡和蒙古气旋,584 dagpm等高线经抚顺南落是抚顺汛期暴雨预报的重要指标;低层温度脊和中高层温度槽构成了大气的不稳定层结,天气系统辐合上升和抚顺山地的抬升作用触发了抚顺的强降雨;高空急流和低空急流出口区的位置及适当耦合是这次特强暴雨落区抚顺的重要原因;低层暖湿舌左前方和水汽通量散度最大梯度带是这次特强暴雨的落区点,散度场上低层辐合与高层辐散的垂直配置是这次特强暴雨产生的动力原因;卫星云图和多普勒雷达资料在这次特强暴雨短时预报预警中发挥了重要作用。     

2013年5月27日赣东区域性暴雨成因分析

为了提高暴雨预报准确率和预报服务水平,利用常规气象资料、NCEP 1°×1°再分析资料,对2013年5月27日赣东抚州市区域性暴雨成因从天气形势、影响系统、水汽、动力与热力不稳定等方面,运用垂直螺旋度理论进行综合分析。结果表明：（1）此次暴雨过程是一次江淮气旋东移过程中暖区短历时强对流暴雨,江淮气旋、500 hPa低槽、中低层低涡、西南风急流是暴雨主要影响系统;（2）暴雨区与垂直速度所表现的强烈上升区对应,并伴有高能高湿条件;暴雨区位于850 hPa水汽通量大值中心附近和温湿能等值线梯度密集带偏高值一侧;水汽通量散度负值中心与强降水区有较好的对应关系;（3）垂直螺旋度分析表明,这次暴雨落区位于700 hPa垂直螺旋度正大值中心附近,强降水出现与中低层的正螺旋度迅速增大,高层负螺旋度值迅速减小在时间上有一致性。分析结果对今后暴雨预报有指导意义。     

重庆西部区域性阻塞型暴雨浅析

利用1981—2010年重庆市34个气象观测站的日(20时—20时)降水量资料及空间间隔为2.5°×2.5°的NECP/NCAR逐6小时再分析资料,对重庆西部区域性阻塞型暴雨天气过程进行统计合成分析,结果表明：(1)导致渝西阻塞型暴雨的大尺度环流背景场为稳定的“两槽一脊”型环流,贝加尔湖低槽与东移的四川盆地低槽同位相叠加,副高西伸并稳定维持,位势场呈现“西低东高”的特点;(2)来自于南海地区的水汽持续输送至重庆西部地区为暴雨过程的产生和维持提供了有利的水汽条件;(3)暴雨发生前后温湿场发生了明显变化,温度场上暴雨发生前和发生时暴雨区附近有着较强的暖平流,而暴雨发生后为明显冷平流,湿度场上700hPa上10g/kg等比湿线及850hPa上15g/kg等比湿线可作为渝西阻塞型暴雨的一个预报参考指标。     

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。     

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。     

安徽淮河以南区域性暴雨大尺度环流背景分析

为了从气候平均态的角度掌握安徽淮河以南汛期区域性暴雨的大气环流背景和物理量配置的特征,为区域性暴雨预报提供有利参考,本研究利用合成分析、EOF分解、显著性差异检验、相关分析等方法,对1960—2013年安徽淮河以南地区5—9月171次区域性暴雨个例进行分析,以研究其时空分布、大尺度环流分型及物理量场分布特征。研究表明：安徽淮河以南区域性暴雨大尺度环流特征主要表现为中高纬“2脊1槽”型。暴雨主要是边界层偏南风急流、低空西南急流和高空西风急流三者垂直方向上耦合的结果,暴雨区多位于南亚高压北侧,高空西风急流南侧,低空急流左前方和边界层急流中心的左侧及850 hPa暖切南侧,且垂直方向上呈现湿位涡正负区叠置的形势,为暴雨的产生提供不稳定层结条件。     

山东地区一次台风暴雨过程诊断分析

为了进一步研究台风“梅花”影响过程中暴雨的产生机制,对台风引起的暴雨过程有更好的把握,利用常规观测资料及NCEP/NCAR 1°?1°的6 h再分析资料,对2011年8月5—8日受台风“梅花”影响,山东部分地区出现的暴雨过程进行诊断分析。结果表明,干冷空气的卷入对台风强度的减弱有重要的影响;干空气与暴雨落区有一定相关性,暴雨区发生在干空气团（相对湿度<50%）前部,600~850 hPa处于湿度≥90%的干、湿气团交界处;暴雨区发生在MPV1、MPV2正负值交界处,靠近MPV1负值区,MPV2正值区一侧,对应高空850h~925 hPa等MPV1线密集,925 hPa等MPV2线密集。