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。     

内蒙古“5.3”强沙尘暴天气成因分析

为了研究内蒙古中西部强沙尘暴发生发展机制,利用常规气象资料及NCEP1°×1°再分析资料,对2017年5月3—4日内蒙古中西部地区一次强沙尘暴天气成因进行分析。结果表明：（1）500 hPa低槽、蒙古气旋和地面冷锋是本次强沙尘暴天气过程的主要影响系统,此次强沙暴过程属于地面冷锋和蒙古气旋共同影响的类型;（2）分析高低层温压场与涡度平流发现,动力因子（涡度平流）和热力因子（温度平流）的共同作用,推动了蒙古气旋的东移发展;（3）垂直螺旋度分布特征是上负下正,表明沙尘区域上空高层为辐散区,有下沉运动,中低层为辐合区,有上升运动。     

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。     

冀东地区“9.27”雷暴大风的雷达回波特征

为提高唐山地区雷暴大风的预报和监测能力,利用常规气象资料、秦皇岛站多普勒雷达资料和每6 h 1次的NCEP FNL 1°×1°再分析资料,分析了2012年9月27日（简称“9.27”）在冀东出现的大范围雷暴大风天气过程。结果表明：近乎垂直的西来槽和上干下湿的结构是此次天气产生的环境背景,地面冷锋和干线触发了此次天气过程。低层辐合、高层辐散以及充足的水汽条件使系统进一步加强,强大的倾斜上升气流使系统得到维持。雷达回波图上可识别出明显的穹窿结构、阵风锋、前侧入流和后侧出流回波特征和大风区,垂直速度剖面存在明显的辐合区。根据雷达回波特征演变推断,这次雷暴大风主要由强回波高度的快速下降,强冷空气入侵和回波的快速移动产生。     

2013年夏季阜新地区2次暴雨物理量对比分析

利用常规气象资料、NCEP 1°×1°再分析资料对阜新地区2013年7月1日和15日2次暴雨过程的物理量场特征进行对比分析,结果表明：副热带高压边缘偏南气流提供了较好的水汽条件;近地面层强辐合高层强辐散的配置增强了大气的抽吸作用,导致暴雨区上空较强的垂直上升运动,利于降水的加强;强降水发生在最大上升速度对应的地方而不是低层上升速度区;近地面层水汽通量和垂直螺旋度的分布与阜新暴雨落区有良好的对应关系;假相当位温大值区或等值线较密集区是暴雨多发区。     

风廓线雷达资料在沈阳冰雹天气过程中的分析应用

本文利用风廓线雷达的基本产品、Micaps实况资料和区域自动站资料,对沈阳城区发生的一次冰雹天气过程进行分析,结果表明：此次冰雹是在冷涡背景下,高空存在横槽、逆温,触发的局地的强对流天气过程。降雹前高空由西北风转为偏西风,预示着横槽的到来,风廓线雷达对冷空气侵入的判别提前于常规观测资料。1000 m以下水平风的变化与降雹时间及强度有较好的对应。高空水平风速≥12 m/s的风速带在降雹前1h达到峰值。高空急流区在冰雹发生前20~25min出现急流动量下传,为冰雹的产生提供动力条件。降雹阶段探测高度明显增加,主要是由于空气湿度增大和高层存在大量冰晶粒子所致。冰雹过程中,冰晶粒子主要集中在1900 m以下。降雹前25min垂直风切变增大,并在降雹前20min达到极值,垂直风切变的变化与急流的变化相对应。垂直速度达到极值对应的并不是降雹的开始,低层信噪比＞60 dB,对应降雹开始,信噪比对于冰雹的敏感程度比垂直速度高。垂直速度大于4 m/s与降水的开始、结束时间有着很好的对应关系。     

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。     

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。     

“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。     

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。     

一次强降水过程的干侵入分析

为了研究内蒙古地区干侵入与暴雨短时强降水相关性,认识实际系统的演变和发展及其对短时强降水暴雨的发生发展的作用进行诊断分析,基于气象观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料和FY-2C2D卫星资料,通过卫星水汽图像和大气动力场相结合的方法揭示东北冷涡影响下2014年7月7日发生的内蒙古兴安盟地区降水过程中干侵入的特征及其对短时强降水发生发展的作用机制。结果表明：（1）对于这次过程而言东北冷涡是直接影响系统,明显有从对流层高层到对流层低层的干侵入,对流层高层具有低湿、高位涡的冷空气不断地向对流层的中下层侵入,促使低层出现了“上干冷,下暖湿”的垂直结构,有利于对流不稳定层结的形成,此时在地面锋面斜压性非常强,使暖湿空气抬升有利于形成短时强降水,出现强降水出现时间段均与低层不稳定最强及θ_se等值线呈上下密集分布的时刻。（2）在红外云图上表现为形成逗点云系,黑体亮温高值区与干冷区相对应,干冷区的伸入使得对流云团边缘亮温梯度增大,中心亮温值达到-53℃,短时强降水发生在对流云团东侧亮温梯度最大区域,短时强降水落区与梯度较大的区域移动方向一致。     

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。     

2010年安丘一次大暴雨过程的TBB亮温和垂直螺旋度分析

为了深入了解鲁中山区等地夏季暴雨发生机制,进一步提高预报准确率,利用FY-2E卫星TBB资料和NCEP/NCAR1°×1°的6 h再分析资料,对潍坊安丘市2010年7月18日一次大暴雨过程进行天气动力学诊断和TBB云图分析。结果表明,此次安丘大暴雨是由副热带高压、高空槽和地面气旋等系统共同影响产生;TBB低值强云团随云带沿低空急流方向移动,且与水汽及能量输送带密切关联,暴雨发生在TBB亮温低值区的北侧,不稳定能量在安丘地区上空得到释放;垂直螺旋度正值中心的变化对地面气旋中心的变化有很好的指示意义。     

天柱山2011.7.23特大雷电灾害天气动力学分析

为了提高雷电灾害天气预报能力,服务天柱山旅游业。运用安徽省天柱山气象站地面观测气象资料、合肥多普勒天气雷达回波资料和美国NCEP全球分析FNL资料,对2011年7月23日天柱山特大雷电灾害天气过程进行了详细的分析。结果表明,环流特征为测站上空受槽前西南气流及低层较强的暖平流影响,贴地层在西太平洋伸向内陆的热带低压环流内,200 hPa为副热带西风急流。1000~ 700 hPa假相当位温随高度减小近10℃,在T-lnp图上抬升凝结高度和自由对流高度接近1000 hPa高度上,平衡高度伸至200~300 hPa之间,对流有效位能为2058 J/kg,而对流抑制能量在300 hPa以上。14时低层气温和比湿增量大于中高层,表明气层稳定度减小。低层为湿层并有湿舌从东北方向伸向测站,测站位于舌尖端;中高层为干层覆盖,这种湿度垂直分布非常有利雷暴出现。雷暴在雷达回波图上具有明显特征。     

安徽汛期淮北区域性暴雨大尺度环流特征及成因分析

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—2010年安徽淮北地区5—9月25个区域性暴雨个例进行分析来研究安徽地区淮河以北区域性暴雨时空分布、大尺度环流分型及物理量场分布特征,从气候背景角度出发了解其成因分析,为预报提供有益参考。研究表明：安徽淮北区域性暴雨大尺度环流特征主要表现为两脊两槽型。暴雨区多位于高空西风急流入口区南侧和低层低涡辐合中心东南侧、闭合经向垂直环流上升支下方。冷空气分别从高低层同时入侵,高层冷空气以高值位涡柱的形式向下入侵。暴雨区多位于垂直上升速度中心和湿位涡负值中心略偏北,垂直方向上呈现湿位涡正负区叠置的形势,且低层的对流不稳定和中高层的斜压不稳定相结合,使得大气不稳定性增强是造成淮北区域性暴雨的主要原因。     

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。     

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。     

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。     

2015年秋季台风“彩虹”暴雨诊断分析

为了探讨2015年秋台风“彩虹”造成广西特大暴雨,导致晚稻严重失收的成因,本研究利用区域中尺度自动气象站资料、常规地面站雨量观测资料和NCEP逐6小时客观分析资料（分辨率1°×1°,垂直方向26层）,采用天气学诊断分析方法,对“彩虹”台风进行综合分析,结果表明：台风“彩虹”在副高引导下,沿590 dagpm线边缘向西北方向移动,并在近海加强,后期环流形势及地形条件有利台风强降水发生;第一阶段强降水基于台风本体及其不对称性结构,雨量集中在台风东侧急流辐合区内。第二阶段降水基于停编后台风残涡与高空槽、地面辐合线、季风急流和冷空气等相互作用而产生,雨量集中在东部南北向辐合区内;通过改变区域内地形高度设计的一组敏感性实验,研究了大容山和圣堂山两个暴雨中心的地形抬升作用,结果表明地形抬升作用对台风“彩虹”特大暴雨有显著的增幅作用;台风“彩虹”特大暴雨,导致东南部发生严重渍涝,是晚稻严重失收的重要原因。