暴雨预报的力子天气学模式和应用实例(英文)

[目的]对2010年湖南汛期13次暴雨过程进行力子天气学分析。[方法]采用力子天气学原理,通过对2010年出现在湖南的13次区域性暴雨天气过程进行合成分析。[结果]2010年湖南汛期的13次暴雨都与自组织的辐合水气流密切相关,暴雨是自组织辐合水汽流爆发后所产生的必然结果;自组织辐合水汽流的孕育区对应未来12-36小时出现暴雨的区域;自组织辐合水汽流孕育区一旦消失,则未来12-36小时不会有区域性暴雨出现;自组织辐合水汽流孕育区产生在大尺度南北力子偶的交汇域。[结论]南北力子偶是否存在可以作为汛期区域性暴雨的短期预报模式。     

2013年夏季异常高温干旱的力子天气学分析

2013年7月2日～8月16日,株洲出现了长达46 d的连续高温天气,其日平均气温、日最高气温≥35.0℃持续日数等高温特征量均破历史纪录。从物理机制和力子天气学原理分析这次异常高温天气的成因,结果表明,物理机制包括辐射增温、下沉增温、增温效率、散热功能、额外热源、累积效应等;力子天气学机制,异常高温天气直接的力子天气学原因是西太平洋反气旋环流子对目标区域长期稳定的控制,而其深层次的原因是南亚大尺度反气旋环流子和西太平洋反气旋环流子的非线性相互作用和自组织机制;南亚大尺度反气旋环流子的异动提前7 d预示高温天气即将出现,主体在西太平洋的反气旋环流子对目标区控制的消失提前2 d预示高温天气即将结束。     

一次原发性暴雨的观测研究

提出“原发性暴雨”新概念,充分利用多普勒雷达、卫星以及常规观测资料,对2006年7月16日16时14分至17时50分发生在湘潭的短时特大暴雨作了较详尽的观测分析,发现一些有意义的结果。这次特大暴雨不是热雷雨,也不是一个孤立的系统,而是在大尺度环流背景下由两个中β系统所产生。这次暴雨过程具有典型的原发性,起始时中β系统就在测站附近生成而非远道而来,而且该系统移动缓慢,对测站影响的时间长,它是这次暴雨的主要贡献者。这次原发性暴雨前兆性很不明显,不能用简单的回波外推作出准确的判断,它从无到有、一蹴而就、一气呵成、破坏力强,因此预报预警难度大,值得深入探索和研究。这次特大暴雨另一个重要特征就是卫星云图反应不敏感,甚至从云图上无法事先得到有意义的信息。其原因可能是产生原发性暴雨的中β系统只能在自组织辐合水气流中自组织地生长而成,别无它途。     

农村防雷减灾问题系统分析——以茶陵为例

农村雷电灾害是由承灾体、孕灾环境和致灾因子所组成的雷电灾害系统产生的,该系统中最活跃的要素是人,是广大农村的农民,提高农民的防雷减灾意识和知识水平是根本,而发挥政府的雷灾风险管理作用是关键。雷电预警需要更加准确和精细,加强雷电预警技术相关研究工作,加大科研经费和人力的投入。解决信息传输最后一公里问题,及时将雷电预警信息告知相关人员,让预警信息真正发挥作用。     

2010年湖南汛期13次暴雨过程的力子天气学分析

采用力子天气学方法,通过对2010年4月以来出现在湖南的13次区域性暴雨天气过程进行合成分析。结果表明,2010年湖南汛期的13次暴雨均与自组织的辐合水汽流密切相关,暴雨是自组织辐合水汽流爆发后所产生的必然结果;自组织辐合水汽流的孕育区对应未来12～36 h出现暴雨的区域,自组织辐合水汽流孕育区一旦消失,则未来12～36 h不会有区域性暴雨出现;自组织辐合水汽流孕育区产生在大尺度南北力子偶的交汇域。南北力子偶是否存在可以作为汛期区域性暴雨的短期预报模式。     

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。     

论气象类滑坡灾害的预报原理和方法

从地质-气象耦合的角度进行分析,指出气象类滑坡灾害的产生机制主要是降水、温度以及大风等气象因素引起潜在滑坡灾害系统产生不可逆的自组织过程———形成“滑坡灾害系统”。这些气象因素参与地质过程,并成为这一自组织过程中十分活跃的关键因素;地质-气象耦合的自组织过程存在两个显著不同的阶段:自组织慢过程和自组织快过程,滑坡灾害主要产生于自组织快过程中。分析表明,不同的潜在滑坡灾害系统具有不同的自组织临界态,即使对于同一具体的潜在滑坡灾害系统,其自组织临界态所对应的气象要素临界值也不是一个固定不变的值,而是一个值域。总结了滑坡灾害气象预报的原理,论证了气象因素是滑坡灾害短期预报的关键问题,建立了具有鲜明物理意义的通用预报关系和模式;以潞水矿区为例,结合历史资料分析确定通用预报关系中的临界值,得到具体的滑坡灾害气象预报方法。