湘北地区2014年7月12~18日暴雨天气过程技术总结

2014年7月12~18日澧水流域、沅水流域上游及湘北连续出现强降水,由于降水持续时间长,强降水时段集中,导致严重的暴雨洪涝灾害。针对这次天气过程,通过对探空资料、地面自动气象站观测资料、FNL再分析资料和FY-2E卫星资料等分析,结果表明,夏季东亚大槽的建立与维持,西南低涡东移和副热带高压外围西南暖湿气流的相互配置引发了这次强降水;TBB低值带与强降水区域有很好的对应关系;西南涡东移路径上地面潜热通量的加入促进西南涡发展,增强降水;强降水过程中湘北地区K指数维持28℃,假相当位温维持76℃,以上阈值可作为湘北强降水发生的阈值;低空螺旋度维持30×10-8h Pa/s2,高空螺旋度维持-30×10-8h Pa/s2,可作为湘北地区强降水动力条件阈值;低层大气受涡度平流和辐散影响为正值层,高层大气受平流项影响为负值层,有利于大气动力对流加强;分析视热源发现,低层暖源、高层冷源有利于热对流活动。     

一次西南低涡引发南充持续大暴雨的诊断分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料、风云卫星资料以及地面常规气象观测资料,对2015年8月16~18日发生在南充的一次区域性大暴雨进行分析,探讨强降水发生发展的机制。结果表明,此次暴雨过程主要分为2个阶段:第1阶段为低空切变线及前期不稳定能量释放引发强对流天气;第2阶段为西南低涡影响,影响时间较长。此次西南低涡生成属于高原切变类,低涡首先出现在500 h Pa切变线南侧下层的850 h Pa,后垂直发展到700 h Pa,深厚阶段正涡度柱伸展至400 h Pa,呈自下而上的近垂直结构。在西南低涡维持下的中尺度对流系统云团是这次暴雨产生的重要系统。南充低层辐合高层辐散,加之低层辐合中心与西南低涡伴随的低空急流耦合发展,有利于上升运动的发展和维持,为暴雨提供了有利的动力作用。南充受西太平洋副高西侧持续的西南低空急流带来孟加拉湾的充沛水汽,且中低层南充一直处在水汽辐合上升区域,有利于水汽的垂直输送。     

西南低涡背景下秦巴山区强降水特征

根据2001—2015年秦巴山区由西南低涡导致的强降水个例,采用统计方法、天气学方法、数值模拟等,对影响秦巴山区西南低涡过程进行统计,找出西南低涡的移动、发展与汉中强降水之间的关系,通过数值模拟对2011年8月3—5日陕南区域性暴雨过程进行了分析。结果表明,西南低涡背景下秦巴山区的强降水主要出现在6—9月,占暴雨总发生次数的17%,陕南南部是西南低涡影响频次最高的区域;数值模拟表明,暴雨是在西南低涡及低空西南急流的直接作用下发生发展,低涡和急流的维持为降水中心的低层辐合及与之伴随的上升气流的发展提供了有利条件,低层辐合、高层辐散和正涡度的作用使西南低涡有增强作用。     

2018年安徽东部连续两次回流形势下强降雪成因分析

利用常规气象观测资料、区域自动气象站资料和NCEP 1°×1°逐6 h再分析资料等对2018年1月3—4日和24—28日出现在安徽东部两次极端大暴雪过程的成因及动力、水汽热力、干侵入等结构演变特征进行诊断分析。结果表明,高空冷槽配合中低层低涡切变发展是形成暴雪的重要环流背景,700 hPa西南低空急流带是暴雪区主要水汽输送通道,异常的水汽通量大值中心与水汽通量散度中心相配合是产生极端强降雪的重要原因。从降雪机制看,1月3—4日暴雪过程属暖区冷流降雪,大气处于湿对称不稳定状态,暴雪区位于垂直方向上螺旋度正负值中心相叠置的区域中靠近下沉支的上升支气流中,且高低空急流耦合形成垂直方向上次级环流,高空槽后的强西北气流与高效率的水汽辐合输送相结合,降雪强度大;而1月24—28日属非典型性冷平流降雪,低层先有冷空气南下,干冷空气受底层抬升而直接降雪,过程相对冰面过饱和现象主要在低层,过冷水较弱,持续时间长。且两次强降雪过程中低空急流发生发展与高空急流周围正的涡度平流都有很好的对应关系,辐合强弱与降雪强度相对应。     

华北地区2次极端降水过程的对比诊断分析

利用常规观测资料、加密自动站资料、NCEP/NCAR 6 h 1°×1°北半球逐日再分析资料,对2012年7月21日和2012年7月26日发生在华北地区的2次极端降水过程进行环流形势和物理量对比诊断分析。结果表明,2次极端降水过程均由副高与冷空气相互作用造成,发生在低槽受副高阻挡、典型的"东高西低"的形势之下,台风"维森特"通过维持副高强度和低层水汽输送对极端降水产生间接作用;低层辐合、高层辐散的散度场配置,低层正涡度、高层负涡度的涡度场配置,有利于对流和极端降水的发生发展;2次极端降水都具有深厚的湿层、强烈的上升运动,以及水汽通量辐合条件,并具备不稳定条件。     

高空槽对登陆台风“麦德姆”的影响及其诊断分析

利用NCEP/NCAR再分析资料,研究在台风"麦德姆"登陆北上过程中对其产生重要影响的高空槽的位置、强度、槽上暖中心的变化,且对槽进行了涡度方程的诊断分析。结果表明,高空槽向东移动的过程中有暖中心与之配合,致使高空槽强度不断增加。散度项、平流项和地转平流项对涡度的局地变化贡献较大,主要的正贡献来源于散度项。高空槽达到最强时,"麦德姆"低压环流和高空槽结合,受高空槽前部显著辐散场的影响,台风高层辐散、中心附近上升运动明显增强,这是台风"麦德姆"登陆后期强度得以维持的重要因素。     

盛夏高原涡生成频数与初夏大气环流背景场的关系

基于ERA-interim再分析资料,通过客观识别法得到的高原低涡统计数据集,选取1986-2015年7月高原低涡生成频数的多发年与少发年,通过相关分析与合成分析等方法分析7月生成的高原低涡频数与6月的大气环流之间的关系.主要结果如下:(1) 7月高原低涡主要生成在28°-36°N纬带内, 90°E以西生成的高原涡数量占全部的74.68%;(2)高原低涡多发年,高原低层相对湿度大,尤其改则—申扎(30°-34°N, 84°-90°E)与左贡(约29°N, 97°E)地区;整层大气热源偏强, 90°E以西地区垂直方向上各层均表现为热源.高原低涡少发年, 6月32°N以南低层相对湿度小;整层大气热源弱,垂直方向上低层表现为热源,热源偏弱.(3)高原涡多发年,高原涡主要生成范围内低层被正相对涡度控制,并且相对涡度偏大;高原主体范围内基本为上升气流,低层上升速度偏大,气流低层辐合,高层辐散,强度偏强,但在高原90°E以西与90°E以东有一定差异.高原涡少发年,高原涡主要生成范围内低层被正相对涡度控制,但相对涡度偏小;高原主体范围内为上升气流,低层上升速度偏小,气流低层辐合,高层辐合,强度偏弱.     

辽宁省两次区域性暴雪过程的对比分析

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°逐6 h再分析资料,对辽宁省2009年2月12～13日和2010年3月14～15日2次区域性暴雪过程的环流特征和物理量场进行对比分析。结果表明,冬季乌拉尔山阻高的稳定维持,有利于中纬度高空槽的生成,它的东移与辽宁降雪密切相关;2次过程在50°～60°N建立的低涡以及东北西南向的大槽是产生辽宁区域性暴雪的主要影响系统。物理量场如螺旋度、涡度、温度平流和水汽通量散度等为暴雪落区和持续时间的预报有很好的指示意义。     

一次江淮气旋引发的暴雨过程分析

本文利用常规天气资料、NCEP 1°×1°再分析资料等,对2013年5月25—26日出现的西南涡发生发展为江淮气旋及引发暴雨天气过程进行了分析。结果表明,高原上南支槽的东移发展以及地面气旋发生前西南涡的产生是使得本次江淮气旋发生和发展的必要条件和触发机制,槽后冷平流与地面倒槽前部的偏南暖湿气流交汇,有利于地面气旋的发生和发展;低空辐合、高空辐散导致的上升运动加强以及正涡度的产生和维持,为江淮气旋的发生发展提供了动力条件,暴雨就发生在正涡度中心东部的等值线密集区;高低层急流配置和次级环流的维持为暴雨的持续提供了有利条件,同时强烈的减压作用又使低空急流得以发展维持;暴雨过程大气层结稳定,但由于底层冷暖平流的作用使得冷暖气团的温度梯度加大,促使冷暖锋锋生,江淮气旋发展,降水增强。     

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。     

常州市夏季强对流天气过程对比分析

2009年6月4和5日常州市的2次强对流天气过程是由同一东北冷涡后部冷空气南下造成的,但2次产生的天气实况差异较大。利用1°×1°NCEP/NCAR再分析资料、常规气象资料、自动站资料和多普勒雷达资料,对这2次天气过程的环流形势、热力和动力条件等进行了对比分析。结果表明,在同一东北冷涡天气背景下,由于中低层温湿场配置不同、中低层系统不同、能量上的差异等,导致常州市天气不同;强对流天气与θse高能区和不稳定区、K指数场的高值区、地面中尺度辐合线或中尺度气旋、强上升运动、较好的散度场配置、比湿场的大值区及风速风向的较强垂直切变有较好的对应关系。     

重庆“5·6”强对流过程诊断分析

2010年5月6日凌晨重庆发生一次强对流过程,该过程造成了雷暴、冰雹和大风等强烈天气。利用常规资料、多普勒雷达资料和1°×1°NCEP再分析资料,对这次强对流过程进行诊断分析。结果表明,850 hPa暖舌和700 hPa冷空气是此次强对流天气过程的环流背景;低能舌叠加在高能舌之上,导致对流不稳定,地面中尺度锢囚锋和975 hPa辐合线的辐合上升运动触发对流不稳定能量释放,产生强对流;低层正涡度和辐合带对应的非常好,低层辐合、上层辐散有利于强对流的产生和发展;850～200 hPa有较强垂直风切变,特别是低层和高层有较强的垂直切变,中层有微弱的切变,更有利于强对流的发展和维持;雷达回波分析发现,造成重庆大风冰雹灾害的为超级单体。     

From tides to mixing along the Hawaiian ridge

The cascade from tides to turbulence has been hypothesized to serve as a major energy pathway for ocean mixing. We investigated this cascade along the Hawaiian Ridge using observations and numerical models. A divergence of internal tidal energy flux observed at the ridge agrees with the predictions of internal tide models. Large internal tidal waves with peak-to-peak amplitudes of up to 300 meters occur on the ridge. Internal-wave energy is enhanced, and turbulent dissipation in the region near the ridge is 10 times larger than open-ocean values. Given these major elements in the tides-to-turbulence cascade, an energy budget approaches closure.     

登陆强台风“凤凰”暴雨成因分析

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°6 h再分析资料、NCEP/NCAR地表潜热通量一日4次再分析资料以及TBB资料等,对2008年第8号强台风＂凤凰＂登陆引起的暴雨进行了深入的机理分析。结果表明,充沛的水汽以及层结不稳定为暴雨的发生提供了有利的水汽和热力条件;高层有明显的辐散,低层有明显的辐合,且从低层到高层伴随着很强的垂直上升运动,为暴雨的发生提供了有利的动力条件;螺旋度的大值中心的演变基本反映了台风中心的移动方向,而强降水一般发生在正螺旋大值中心的右侧,且梯度大的一侧比梯度小的一侧降水强度更大;非地转湿Q矢量辐合中心对应未来12 h强降水的发生区,对判断台风在陆上的运动、维持也有一定的意义;地表潜热通量在此次暴雨过程的各个时段均为正值,其向上输送和强弱变化对台风强度的维持有一定的指示意义。     

辽宁一次特大暴雨过程的诊断分析

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析格点资料,对2010年7月19~21日辽宁省特大暴雨过程的环流背景、低空急流对暴雨的触发作用、稳定度和动力条件进行初步诊断分析。结果表明,200 hPa存在辐散场,500 hPa长波槽带动冷空气东移到暴雨区上空,副热带高压脊线稳定维持是辽宁出现特大暴雨的有利环流背景条件。暴雨区上空底层存在明显水汽辐合,中层存在水汽辐散,底层水汽辐合长时间维持为暴雨的连续出现提供了有利的水汽条件。冷平流的入侵,在暴雨区上空出现能量锋生,因此河套冷平流的存在是此次特大暴雨生成和触发机制之一。高空辐散流场的增强,有利于低空低压的增强和维持,加强暴雨区的对流不稳定和垂直环流。     

盛夏一次大暴雨过程成因分析

利用常规高空、地面观测资料以及FY-2E卫星云图等资料,对2017年8月19—20日发生在陕西省商南县青山镇的大暴雨天气过程进行综合分析。结果表明,东路冷空气和副高是此次暴雨的主要影响系统;副高外围的西南暖湿气流、西南涡东北侧切变后西北干冷气流和山东半岛低涡后东路回流湿冷气流这3股气流在商洛上空的交汇,为此次大暴雨过程提供了充沛的水汽和能量;暴雨区上空垂直运动发展旺盛且深厚,为大暴雨提供了抬升条件;高空急流右侧的强辐散为大暴雨上升运动和深对流形成提供了重要条件。双重辐合-辐散产生的强烈上升运动,抽吸作用明显,为深对流的发展提供了条件,也促进了大暴雨区附近小尺度系统的产生和维持。喇叭口地形触发了γ尺度对流云团的生成和发展,3个γ尺度对流系统的发展,造成2次强降水叠加形成此次大暴雨天气过程。     

株洲市2011年6月15日暴雨过程分析

从自组织辐合水汽流的成因出发,对株洲市2011年6月15日暴雨产生的过程进行精确到点的分析,发现其前期的一些具有物理意义的特征,这些特征为该地暴雨的精细化预报提供了有业务价值的思路和方法。在暴雨发生前12～36 h,对流层中下部存在南北力子偶,且株洲站附近存在准饱和区;对流层底层水汽通量散度对暴雨预报具有高度敏感性,其分界线位于850 hPa附近,850 hPa以下的水汽通量散度具有较强的暴雨可预见度,而850 hPa以上的水汽通量散度则不具备这种功能;暴雨中最强降水发生前24～6 h,位于850hPa以下的对流层底层水汽通量散度在株洲站及其上游附近存在明显增强的(-6～-20单位)水汽通量辐合中心区;如果上述水汽通量辐合中心区突然消失,则意味着最强降水即将发生,也意味着自组织辐合水汽流已经发展到成熟期,其即将向上发射。涡度、散度、垂直速度、假相当位温等要素场都有上述类似特征,但敏感度不及水汽通量散度;TBB与强降水呈负相关,且滞后约2 h,虽然TBB对这次暴雨过程不具有预报特征,但它表明了此次暴雨过程具有原发性特征,这对暴雨的本质研究有益;仰角越小的速度回波对暴雨越敏感,0.5°仰角的速度回波对暴雨还具有2 h左右的提前反映,这对暴雨短临预报具有指示意义。     

2014年6月抚顺一次暴雨过程诊断分析

利用常规观测、加密自动气象站以及NCEP/NCAR再分析资料,分析了抚顺2014年6月16—18日的暴雨过程。结果表明,此次暴雨过程是一次连续性降水过程,具有雨量大、持续时间长、范围广等特点,且降水分布比较均匀。地面倒槽、低层切变线和高空冷涡是形成暴雨的主要影响系统。此次降水无明显低空急流,850 hPa切变线为降水提供了动力条件,风速辐合为降水提供了水汽条件,同时低层具有较大的比湿和相对湿度场,水汽通量散度值表明水汽输送较好。此次暴雨抚顺地区有较大的K指数和对流有效位能（CAPE）,850 hPa有θse高值区,反映不稳定能量条件较好。