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。     

宣城市近10年冬季大到暴雪天气分析

运用常规天气资料、NCEP资料,对近10年宣城市冬季大到暴雪天气过程进行分析。结果表明,宣城市冬季有两类大到暴雪天气过程．Ⅰ类过程由于贝湖到巴湖之间横槽转竖,引导强冷空气南下抬升暖湿空气形成,主要影响系统有500hPa北支槽、中低层冷槽切、700hPa西南风低空急流;Ⅱ类过程由于强盛的南支锋区上,有波动东移,西南暖湿气流增强,在冷垫上辐合上升形成,主要影响系统有500hPa南支槽、700hPa西南风低空急流、850hPa低涡暖切。Ⅰ、Ⅱ类大到暴雪天气过程温度层结、水汽输送、动力条件、温度平流均有各自的特征。计算Ⅰ类、Ⅱ类大到暴雪过程湿位涡,腻Pn均大于0,均为对流稳定性降水,MPV2虽然均小于0,但有各自的变化特征,反映出Ⅰ类、Ⅱ类过程的形成机制。Ⅰ类过程是由于中低层楔状冷空气的增强,本地大气水平风垂直切变和湿斜压性增加,从而导致垂直涡度的显著性发展;Ⅱ类过程是由于暖湿空气的增强,本地大气水平风垂直切变和湿斜压性增加,从而导致垂直涡度的显著性发展。     

绍兴地区梅汛期暴雨过程分析及其对农业的影响

利用欧洲中心(ECMWF)ERA5的0.25°×0.25°逐小时再分析资料及常规观测资料对绍兴2020年6月19—21日梅汛期暴雨过程进行分析发现,本次过程受高层辐散、500 hPa南支槽、700和850 hPa切变,以及高低空急流共同作用的影响。3 d的降水中,19日的降水具有总雨量和最大小时雨强均偏大的特点,20日降水具有总雨量和最大小时雨强均偏小的特点,21日降水具有总雨量偏小,最大小时雨强偏大的特点,因此,发生了降水时间内降水强度差异与涡度场、散度场、垂直运动场及水汽输送有重要的关系,即当正涡度层较厚、辐合较强、垂直上升运动明显、水汽输送较强时雨强较强,反之雨强较弱。通过分析梅汛期暴雨过程中动力因子和水汽输送的配置,大致预测雨强的变化,以减少梅汛期暴雨天气对农业的损失。     

湖南省两次副高控制下暴雨过程诊断分析

利用湖南国家基本气象站、区域站站点资料及NCEP再分析资料,对比分析了2018年7月19日("0719")和9月4日("0904")2次在副高(副热带高压)控制下湖南省发生的强降水过程,得到4点结论,①两次过程副高均较为强盛,但位置差异较大,"0719"副高主体为偏东型,"0904"副高主体为偏西型。925 hPa切变对强降水落区具有较好的指示意义;②二者的降水落区与水汽通量辐合区较为一致,降水区中低层为对流不稳定层结,700～500 hPa为中性层结,有利于降水的发生;③通过水汽追踪方法,发现2次过程的水汽来源不同,"0719"过程水汽主要来源于西太平洋地区,"0904"过程水汽则主要来源于印度洋地区;④在物理量方面,"0719"过程水汽能量垂直分为上干冷下暖湿的不稳定层结,但过程垂直上升运动、辐合辐散、相对涡度配置较浅薄,主要集中在中低层;"0904"过程湿层深厚,此外,受冷空气影响存在明显的锋区,一方面与暖湿气流汇合产生辐合上升,另一方面抬升暖湿气流,使上升运动加强,触发不稳定能量,过程垂直上升运动区向上延伸的高度较"0719"更高,低层辐合层深厚,相对涡度上传更大,对应降水强度更大。     

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。     

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.     

2012 年春季辽宁两次暴雪过程对比分析简

应用常规天气图、探空、卫星云图等观测资料,对辽宁省2012年3月4～6日和4月2～3日2次雨雪天气的水汽、热力、动力条件进行对比分析.结果表明,2次过程冷空气南下时低层均有西南涡配合,先有暖湿气流北上,之后冷空气南下,把暖湿气流抬升,700、850hPa在38°～45°N有低涡和暖切变,暖湿气流在切变线的南侧产生辐合;有明显的锋区,大气斜压性强.不同之处表现为第1次暴雪期间,西南涡沿江淮切变线东移至山东半岛,西南涡东移北上先于蒙古低涡影响辽宁,冷空气为偏北路径;前期水汽来源于华南沿海,后期来源于日本海地区;而在第2次暴雪期间,西南涡位于四川盆地,稳定少动,蒙古低涡到达华北地区,与华北切变线合并后,东移至山东半岛,南端与西南涡南北叠加,经向度加大;水汽来源于孟加拉湾地区.当O℃层高度低于950 hPa、地面气温在0℃上下、1 000 hPa温度低于2℃、925 hPa温度低于-2℃时,是降水性质雨雪转变的关键.     

湖南省冬汛期两次暴雨天气过程对比分析

利用NCEP/NCAR分辨率1°×1°的再分析资料,从环流形势、水汽、动力以及不稳定层结4个方面,对比分析2015年11月发生在湖南省两次秋冬季暴雨天气过程。结果表明,两次暴雨过程与异常的大尺度环流背景有关。副高面积偏大强度偏强有利于水汽沿着副高西南侧汇入湖南省,极涡的强度较常年平均异常偏强,使得冷空气强度偏强,南下的强冷空气与北上的暖湿气流交汇,引发强降水天气过程。地面倒槽和中低层低涡切变是两次强降水过程的主要影响系统,过程2地面倒槽强度较强、范围较广且移动缓慢,对应中低层低涡切变强度较大,过程1地面倒槽和中低层低涡切变无论是强度、范围还是持续时间都不及过程2。700 h Pa的水汽是两次区域性暴雨的主要输送源,过程1水汽主要来源于南海,过程2来源于孟加拉湾,且水汽条件强于过程1。过程1垂直上升运动区向上延伸的高度更高,低层辐合层深厚,锋区较强,有不稳定能量积累。过程2主要以稳定性降水为主,垂直上升运动、辐合辐散配置较浅薄,主要集中在中低层。     

南方城市降雪概率分析——以绍兴市越城区2022年1—2月降雪天气为例

利用MICAPS 4等分析资料,分析了2022年1—2月发生在绍兴市的5次降雪天气过程,从环流背景、风场、探空、温度场、动力热力等方面总结增大城区降雪天气概率的有利环境特征,结果表明：（1）形势场配置上,北方存在冷高压,东亚槽后冷空气渗透南下,高空位于南支槽前,提供较好的水汽输送条件,700 hPa存在急流,850 hPa低涡切变,低层具有明显的动力强迫作用。（2）温度形势上,冷空气势力偏强,-4℃线压至浙中以南地区。（3）700～850 hPa存在较明显逆温层,零度层高度低（<200 m）,近地面温度低（2℃左右）。（4）从降雪来看,尤其是积雪情况,高海拔山区降雪概率更大,积雪也一般比城区偏大2～5 cm。     

毕节市南部暴雨天气过程物理量分析

本文利用物理量场的实况资料,对2010—2014年织金县暴雨天气的物理量进行分析,总结出一些对当地暴雨有较好指示意义的物理量的阈值。分析表明,暴雨的发生对水汽、动力和热力条件有一定程度的要求,而能较好地表征这些条件的物理量是:汽条件-比湿、水汽通量散度;动力条件-700hPa垂直速度、散度、涡度;热力条件-假相当位温、总温度;不稳定能量条件-K指数、Ky指数。对于各区域而言,区域性暴雨对于水汽和动力条件的要求更高,北部型暴雨对热力条件和不稳定能量要求较高。     

1312号热带气旋“潭美”的路径分析

本文根据福建省各气象台站提供气象要素资料,通过对1312号台风"潭美"台风的高空背景场及云图的分析,揭示影响台风移动路径的物理因子及对福建省造成的影响。得到以下主要结论:1)在此次台风的过程中,17日-19日,副高对台风的引导作用很小,从20日开始,在副高的引导作用下,台风往西北方向移,由于副高的南部边缘大概稳定在北纬30°附近,台风越往北,偏北的分量越小,趋于偏西方向移动;2)台风风场结构中的不对称强风区的转移,会造成台风移动合力方向的改变,从而导致台风移动方向的改变;3)700hPa正涡度中心、假相当位温、垂直风切变对此次台风"潭美"的移动有一定的影响。700hPa正涡度中心对台风的移动有吸引和牵制作用。台风移动的时候有往假相当位温高值区移动的趋势,"潭美"有往垂直风切变小值区移动的趋势;4)台湾地形摩擦加压和稳定副高造成的不稳定结构使台风产生一个向南移动的增量,促使台风在21日20时绕过台湾岛之后向南偏。     

2020年6月中下旬绍兴市一次暴雨天气过程诊断分析

利用自动气象站资料及NCEP再分析资料等相关气象资料对2020年6月中下旬绍兴市一次暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明：此次绍兴市暴雨天气的主要影响系统包括500 hPa高空槽、700 hPa、850 hPa切变及高低空急流;水汽条件主要源于黄海及南海;从动力条件来看,此次暴雨天气过程呈现中高层辐散、中低层正涡度辐合的动力结构,并且整个对流层均分布着垂直上升运动,为此次暴雨天气的发生提供了有利的动力条件。     

2010年9月3日中卫市暴雨冰雹天气过程分析

对中卫市2010年9月3日暴雨天气过程进行了分析,结果表明,在500 hPa高空深厚冷槽东移出宁夏,并在甘肃的西部和内蒙阿拉善交界存在一横槽,当横槽东移南压转竖,移动较快,带动冷空气迅速南下时,为中卫市的对流天气及冰雹的产生提供了有利的条件;700 hPa和850 hPa处在大于5×10-5 s-1的正涡度区,500 hPa和200 hPa处在20×10-5 s-1以上正涡度区,高低层都处在明显上升区,为冰雹的产生提供有利条件。     

青海高原东北部2种不同性质强降水的雷达特征对比分析

从影响系统及雷达强度、径向速度、切变特征方面对2018年6月30日—7月1日以西宁为中心的青海高原东北部出现的对流性和稳定性2种不同性质的区域性强降水天气进行了对比分析。结果表明:对流性强降水是在副高内缘高温高湿的条件下产生,由中小尺度系统触发;云系强度较强、移动速度较快、持续时间短;强降水发生在雷达最大反射率因子(DBZM)、垂直液态水含量(VIL)与最大反射率因子高度(HT)上升至最大后下降及风暴顶高(TOP)下降至最小的时段,且最大(小)值出现时间较降水开始有较大的提前量;径向速度即风辐合较强,垂直风场上低-中层的层结不稳定,有利于对流的发展;综合切变较强。稳定性强降水是在副高撤退后低槽东移过程中产生的;云系强度较弱、移动速度非常慢、持续时间很长;强降水发生在DBZM和VIL上升至最大后持续的时段,且最大值出现时间较降水开始也有提前量,但HT与TOP的变化不明显;风场呈现明显的"牛眼"结构,垂直风场上存在深厚且较强的暖平流;综合切变较弱。强降水落区与地形有一定的关系。     

2016年7月下旬朝阳市一次暴雨天气过程成因分析

利用地面观测资料、台站观测资料、NCEP再分析资料等对2016年7月25—26日出现在朝阳市的暴雨天气过程成因进行分析。结果表明：此次暴雨天气过程在500 hPa为两槽一脊形势,朝阳市位于东北冷涡前的西南气流中,在地面暖锋区和850 hPa暖锋式切变区内是暴雨落区;来自西太平洋和南海的水汽是此次朝阳市暴雨天气的主要水汽来源,并在西南气流的帮助下输送至朝阳市境内,暴雨区上空的水汽输送和水汽辐合较强,中低层干冷空气下沉促进了暖湿气流的抬升,再加上冷暖空气交绥促进了暴雨天气的出现;低层辐合和中高层辐散运动的垂直配置,促进了垂直上升运动的发展,是暴雨天气出现的主要动力机制。高层涡度区同低层正涡度区有很好的对应关系,涡度场垂直配置为上升运动创造了有利条件;在暴雨天气出现时,朝阳市假相当位温值较大,说明降水天气出现时的不稳定能量强,为暴雨天气的出现提供了热量条件。     

台风“碧利斯”与“桑美”路径相似的成因分析

利用1°×1°的NCEP全球再分析资料和实时高空、地面加密探测等资料,综合分析了环流背景、海表面温度和850 hPa的涡度变化对"碧利斯"和"桑美"台风的路径的影响。结果表明:它们在500 hPa的引导气流相似,都是受副高南侧的偏东气流的影响;在台风发展的过程中,在它们的西北方向都有暖舌稳定存在;在台风运动过程中,在850 hPa上总有一个正的涡度中心在它们的西北方向,引导它们向西北方向运动。     

核桃树发生低温冻害天气环流形势分析

利用聚类分析方法,建立了核桃树冬季冻害的天气形势分型,通过该形势模型的建立,归纳出河北省太行山区核桃树低温冻害天气环流形势特征。结果表明,500 hPa高空环流形势有冷涡型、小槽型、横槽型、两槽一脊型及西北气流型,其中冷涡型是造成冻害发生最多的天气形势,横槽型是造成冻害发生最少的天气形势。冻害发生下的冷空气经常采用东北路径,在850和500 hPa冷空气强度分别可达-20和-40℃以下。当冷空气以偏西或西北路径侵入时,由于源地与影响区距离较远,500 hPa低涡强度往往可达508 gpm;而以东北路径侵入时,由于源地与影响区距离较近,低涡在一个相对较弱的水平就可达到低温冻害指标,低涡中心最高可在536 gpm。地面形势场上,在贝湖附近有1个冷高压系统存在,高压中心最高〉1 060.0 hPa,地面气压差也处于一个高值,一般情况下在10个纬距里气压差可达10~20 hPa。小槽型与寒潮天气分型中的小槽有类似的相同点,但小槽出现及消亡的位置与寒潮天气中的小槽型有本质的不同。     

小型农业养殖塘上大气湍流特征的观测分析

为明确小型水体上的大气湍流特征和涡度相关系统的适用性,基于2018年安徽省滁州市全椒县官渡村小型农业养殖塘的通量观测数据,分析该地的大气稳定状态、湍流方差相似性、湍流速度谱和协谱、湍流强度及湍流动能的变化特征。结果表明,该小型农业养殖塘上1 d内约21 h大气处于不稳定状态;Monin-Obukhov相似理论适用于该农业养殖塘;三维风速归一化标准差随大气稳定度的变化符合1/3次方规律,不稳定条件下的拟合效果优于稳定条件下,且以垂直方向上拟合效果最佳,温度和湿度的归一化标准差在大气不稳定时符合-1/3次方规律;三维风速的湍流谱在惯性子区中符合-2/3次方关系,垂直风速与标量的协谱在惯性子区中符合-4/3次方规律,涡度相关系统能够观测该小型农业养殖塘上的感热、潜热和CO₂通量;该小型农业养殖塘上的湍流强度随风速衰减的速度快于大型湖泊,风速大于1 m·s^-1时湍流强度趋近于常数,且水平方向上的湍流强度大于垂直方向;该小型农业养殖塘上的湍流动能在中性条件下最大（3.0 m²·s^-2）,且以风切变贡献为主;湍流动能随风速增大而增大,并呈现昼高夜低的变化特征。上述结果可为明确小型水体上的大气湍流特征及小型农业养殖塘与大气之间能量和物质的交换机制奠定一定的理论基础。     

2019年1月12日——14日雄安新区大雾过程分析

利用常规资料、自动站资料和ERA5再分析资料,分析雄安新区一次持续性大雾天气过程。结果表明：此次大雾天气过程为冬季华北平原一较为典型的高压控制下发生的辐射雾天气。在此次过程中,底层相对湿度大,温度露点差小,湿层深厚的配置构成了大雾发生和维持的有利水汽条件。地面气压场弱,地面风速基本维持在1～2 m/s之间,垂直风切变小、上升运动弱,近地面层弱散度、正涡度,上升运动弱;低层正散度、负涡度,下沉运动增强,这种动力条件十分有利于雾的维持和发生。由于低层逆温近地面的存在,空气对流较弱,大气层结稳定构成了持续性大雾天气所需的稳定性条件。     

苏皖北部龙卷风发生前天气形势特征分析

对发生在苏皖北部的10次龙卷风过程进行分析,研究该地区龙卷风发生前天气形势和各物理量特征,通过掌握其发生前的天气特征及物理量指标。结果表明,10次龙卷风过程均发生在副高边缘西南暖湿急流中,其上空、上游或右侧有一条明显且狭窄的低空急流,并有明显的风速(风向)切变存在,与槽前类雷雨大风有较大区别;与雷雨大风和冰雹比较,200 hPa青藏高压强度较强,500 hPa西部低槽偏弱,低空有明显切变或低涡系统,地面处在低压区内;整层湿度较深厚,中低层处在大范围高湿区内,500 hPa湿区较狭窄,弱冷空气从500或700 hPa偏北路径侵入,并有干舌配合,龙卷风发生在湿度梯度大值区内;温度场850 hPa在新疆地区附近、925 hPa发生地区南部各有一个高温区,地面处在南北温度梯度大值区内;龙卷风发生前大气十分不稳定。