一次陕北暴雨过程的数值模拟与诊断研究

应用WRF中尺度模式对陕西省榆林市2006年9月20日21:00~21日11:00的一次暴雨过程进行数值模拟,通过降水实况和环流形势的对比,可以认为模拟的结果较好地复制了这次陕北大暴雨过程;应用模式输出的基本物理量分析了垂直速度和相对湿度,并计算分析了干位涡、湿位涡正压、斜压项以及扰动位涡,揭示了这次暴雨产生的机理。结果表明,湿度场和垂直上升运动的相互耦合是此次暴雨发生发展和维持的动力机制;在暴雨发展的峰值时,干位涡的大值中心对应着暴雨的大值中心,干位涡对暴雨的预报有很好的指示意义;MPV1高值与对流稳定的冷空气相联系,较小的MPV1正值或负值区域与对流不稳定或对流稳定度低的暖湿空气相联系;中低层正值位涡扰动的存在是暴雨发生发展的重要条件。     

上饶市2010年12月15～16日一次暴雪天气过程分析

利用常规观测资料、欧洲数值预报和T639数值预报对2010年12月15～16日上饶市出现的区域性暴雪过程进行分析。通过对湿位涡的分析发现,暴雪落区与MPV2负值中心有很好的对应关系。     

河南省一次大范围暴雪过程诊断分析

应用NECP1°×1°再分析资料和常规观测资料,对2009年11月10～12日河南省出现的大范围暴雪天气过程进行了诊断分析。结果表明：高空横槽断裂使东西两段先后转竖,引导冷空气南下与低空切变线的配合是形成此次暴雪的主要原因;偏南急流为暴雪提供了充沛的水汽和能量,是暴雪产生的必要条件;湿位涡的负大值区的分布对暴雪落区有很好的指示意义;强烈的上升运动的出现及加强与暴雪的发生和发展有较好的对应,是出现暴雪的动力条件;在广泛的15～25dBz的回波区内一波又一波地不断出现30dBz以上的对流单体,导致了此次暴雪过程的产生;回波伸展到很高的仰角之上,强回波中心位于中上层。     

呼伦贝尔市2014一次暴雪天气成因分析

利用常规气象资料、卫星云图和地面自动站降水资料,对我市2014年10月31日08时至11月1日08时的大-暴雪天气的成因分析,结果表明:(1)从高低空的配置来看,高空急流建立的过程中,也就是冷槽东移南下的过程中产生暴雪天气,且暴雨产生在比湿大值区、相对湿度大值区、涡度大值区、散度负值中心和850h Pa风场切变与假相当位温高能舌基本重叠的位置。(2)高低空急流的耦合只本次降水过程的触发机制。(3)大-暴雪产生在地面倒槽曲率最大处或地面系统梯度大的位置。     

一次区域性暴雪分析

为提高暴雪预报质量,对2015年2月16-17日发生在辽宁东部一次暴雪进行诊断分析.结果表明:500 hPa西风槽、850 hPa江淮气旋是暴雪的直接影响系统,由于高空槽后冷空气与江淮气旋带来暖湿空气交汇;低空激流为暴雪提供大量水汽输送和不稳定能量输送,同时也是暴雪发生触发机制;涡度发展增强有利于低涡发展,长时间强烈上升运动,为暴雪提供了抬升条件;暴雪发生在正涡度区,与700 hpa上升速度有较好对应关系;暴雪发生时中低层空气处于饱和或接近饱和状态,湿层较厚.     

2010年吉林省3次暴雪天气对比分析和落区探讨

利用NCEP再分析资料结合Micaps资料,对吉林省2010年冬末春初的3次区域性暴雪天气过程的形成机理及落区进行了对比分析。结果表明：3次暴雪过程均发生在有利的大尺度环流背景下,过程1为冷锋型暴雪;过程2为倒槽北上型暴雪;过程3为回流型暴雪。暴雪在吉林省的落区与系统来向、地形作用、水汽与动力大值中心重合区域、湿舌以及θse高能舌等都具有一定关系。     

孟加拉湾风暴影响下玉树地区一次大暴雪天气过程分析

利用常规高空、地面、卫星云图及物理量场资料,对于孟加拉湾风暴影响形成的2008年10月26—28日玉树地区的大范围大到暴雪天气过程进行分析。结果表明:500 h Pa高空图上中高纬地区呈两槽一脊型,低纬地区孟加拉湾风暴发展旺盛并不断北上高原,玉树地区受巴尔喀什湖槽底西北气流与南支槽前西南气流形成的高原切变线影响;高低空散度、涡度场配置为低空辐合、高空辐散,有利于降水天气过程的出现;造成此次强降雪天气的水汽来源于孟加拉湾地区;假相当位温的大值区对应暴雪区,对于暴雪天气的预报有一定的指示作用。     

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。     

潍坊地区2013年1月一次局地暴雪天气成因分析

利用常规地面、高空观测资料,地面自动站加密观测资料和NCEP/NCAR 1°×1°的6 h再分析资料,对2013年1月20-21日山东潍坊局地暴雪过程进行动力学、热力学诊断和中尺度分析。结果表明院此次潍坊暴雪是由西风槽、低涡切变线及地面倒槽等共同影响产生的;低空西南和东南两支急流为暴雨区提供了充足水汽;强上升运动区与强降水落区非常吻合。强降雪正位于高能舌后部的兹se密集带上,兹se的大值区与暴雪落区比较一致。强降雪发生在700 h Pa急流轴前方,850 h Pa暖切变北侧、经向切变东侧的东南风气流及地面的东北风一侧的叠置区域。地面辐合线对应着强降雪中心,强降水发生在地面东北风一侧,西北风区域降水弱。因此分析地面自动站风场,对于暴雪预报中确定降水落区、起止时间等具有很好的指示意义。     

一次鲁西北农业致灾暴雨过程的湿位涡及不稳定性诊断分析

利用绝热、无摩擦大气湿位涡守恒理论和常规的地面观测资料、NCEP再分析资料,对山东省西北部2012年7月30日～8月1日的农业致灾暴雨过程的湿位涡特征及不稳定能量进行了诊断和分析。结果表明:这是一次副高边缘低涡切变类暴雨天气过程,500 hPa副热带高压和地面倒槽的稳定为该次暴雨提供了必要的环境条件;湿位涡"正负区叠加"的配置形势有利于低涡暴雨的发展,暴雨区位于850 hPa MPV1和MPV2的正负值过渡的零值区附近;在降水发生之前有较强的对流不稳定能量存在,降水开始由冷空气入侵所致对流不稳定能量触发,后期由于对流不稳定能量的释放而使得大气层结接近对流中性;在降雨区中低层对流不稳定减弱以后,900 hPa以上有对称不稳定能量增强,倾斜对流得以发展,这是造成暴雨增幅的主要原因之一。     

一次暴雨的湿位涡及条件性对称不稳定分析

[目的]分析广西一次前汛期暴雨的湿位涡及条件性对称不稳定。[方法]利用常规观测资料、自动站降水资料和NCEP 1°×1°逐6 h再分析资料,对广西一次前汛期暴雨过程进行了湿位涡（MPV）及条件性对称不稳定（CSI）分析,探讨当地暴雨发生前后MPV各分量的特征及CSI对暴雨的作用。[结果]925 hPa MPV1正值区（MPV2负值区）东南侧等值线密集带、剖面图倾斜MPV1正值柱（MPV2负值柱）下方以及θe等值线密集带下方与强降雨落区有较好对应关系;在系统发展旺盛后,MPV1、MPV2梯度和强度的增强预示着暴雨增幅。强降雨暴发初期,850～650 hPa对流不稳定与CSI共存,对流不稳定和垂直运动起主要作用;在强降雨中后期,高空弱冷空气的进一步往南入侵,触发不稳定能量释放,迫使原来倾斜的θe密集带变得陡峭,有利于倾斜涡度发展,大气逐渐转为对流中性状态,CSI和斜升运动起主要作用,从而使暴雨得以持续。[结论]该研究为MPV和CSI理论应用到当地日常业务提供理论依据。     

南来气旋产生暴雪的物理机制分析

[目的]研究南来气旋产生暴雪的物理机制。[方法]利用常规气象观测资料、卫星资料以及MM5模式输出资料,对2007年3月4～6日黑龙江省东部地区暴雪天气进行分析,探讨南来气旋产生暴雪的物理机制。[结果]江淮气旋北上产生暴雪,在中高纬必须有较好的冷空气与之配合,同时南来的气旋为暴雪产生提供很好的高温条件和丰富的水汽条件;暴雪的产生,必须有高低空气流密切配合,产生较强的辐合上升运动;垂直运动使大气中的能量得以转换,此次暴雪的产生高空存在较为强烈的垂直上升运动,暴雪落区位于大值区北侧。TBB云顶温度强度随时间的变化对于预报强降雪的开始时间有较好的指示作用;水汽通量散度的辐合中心、925hPa层温度露点差≤4℃区域与暴雪落区及降雪强中心有很好的对应关系,为预报暴雪的落区及强中心提供很好的参考指标。在湿位涡守恒的制约下,由于θe面的倾斜,大气水平风垂直或湿斜压性的增加能够导致垂直涡度的显著发展,θe面倾斜越大,气旋性涡度越强,越容易造成强降水天气。当高空干冷空气侵入并沿θe脊面下滑时,引发不稳定能量的释放,为暴雪产生提供所需能量,干侵入过程也是强降雪产生的过程,暴雪落区产生在θe陡峭密集区内。[结论]该研究为暴雨天气的预测预报提供理论依据。     

山西省北部一次局部暴雪天气过程分析

利用常规的地面和高空气象观测资料,对2018年3月16—18日出现在山西省北部的1次局部暴雪天气过程进行了分析。结果表明:这次暴雪发生在500hPa高空槽、低涡切变线、700hPa低空西南急流和地面倒槽共同作用的天气系统下; 700hPa西南急流为此次暴雪天气输送了充足的水汽,并带来了必要的动力条件;地面气压场上日本高压后部的偏东干冷空气在山西形成了冷垫,有利于暖而湿的偏南气流沿冷垫爬升,大范围的增强了上升运动;通过分析发现,正涡度区和正涡度平流中心相配合对强降雪的落区有一定的指示作用。     

江淮流域暴雪天气形成的条件探讨

对2002年1月17日和2006年2月5日江淮流域2次暴雪过程的重要影响系统、物理量场和不稳定能量进行较详细的分析,讨论了冬季江淮地区暴雪形成的原因和动力机制。结果表明,形成暴雪灾害的环境场具有一定的共性和差异,充足的水汽供应、较好的风场辐合和700 hPa以下温度的要求是产生暴雪的先决条件,而中高层的不稳定能量是降雪的触发机制,尤其是湿位涡中的正压项和斜压项产生的不稳定能量对暴雪的预报具有一定的指示意义。     

2016年7月19—20日临汾市持续强降雨天气过程分析

利用常规观测资料、自动站资料、NCEP再分析资料,对2016年7月19—20日临汾市持续强降雨天气过程进行分析。结果表明,此次降水天气过程中高纬呈两槽一脊环流形势,是高空槽和副热带高压共同作用的结果,加上西南涡和高低空急流配合,推动了强降雨天气的发生。受外围西南暖湿气流影响,临汾市境内水汽充足,位于水汽辐合大值区内,恰好是低涡活动区域;临汾市北部分布有垂直速度大值区,强降雨天气主要集中在临汾北部,有大值中心,同地面中低压系统有很好对应。     

广西冬季2次农业致灾暴雨天气湿位涡分析

为了提高冬季暴雨预报准确率,及时为政府和人民提供准确的预报服务,减少农业生产的损失,利用自动站雨量资料以及NECP FNL分析资料分别对广西冬季两次农业致灾暴雨2016年1月27—28日和2013年12月13—16日进行实况分析、天气学分析和湿位涡诊断分析。结果表明：暴雨发生在MPV1正值区前侧的负值区或0值附近和MPV2负值中心南侧的低值区内。MPV1和MPV2对两类降水落区均具有一定的指示意义,但MPV1中心不能决定锋面暴雨降水落区却对降水具有潜势预报,MPV2对强降水的发生有一定的提前预报。MPV等值线密集区,冷暖空气交汇强烈有利于水汽辐合、垂直涡度发展易产生暴雨。     

2009年12月21～24日阿勒泰寒潮暴雪天气过程分析

利用常规高空、地面实况图和数值预报产品T639资料,对阿勒泰地区2009年12月22-24日出现的一次入冬以来第1场寒潮暴雪天气过程综合分析.结果表明,黑海脊与欧洲北部脊合并加强并东移,乌拉尔山高压脊建立;新地岛附近极涡南掉,横槽逐渐转竖,锋区南压;转竖的横槽与威海东移的低槽合并加强,建立贝加尔湖大槽;贝加尔湖大槽东移,引导强冷空气南下影响,造成北疆地区的强寒潮天气.     

2017年6月3—6日陕西省区域性暴雨诊断分析

应用气象观测资料、FY-2D气象卫星资料、雷达资料,对2017年6月3—6日发生在陕西省区域性暴雨天气过程进行诊断分析,结果表明,西风槽东移加强,槽前西南暖湿气流和低槽携带的冷空气交汇,为暴雨形成提供了有利条件;低层低涡、切变线、低空急流是暴雨产生的主要影响系统;卫星云图显示低槽云系中有中小尺度系统,密实云体对应降水大值区,雷达反射率因子强回波区与液态含水量大值区与大降水对应一致,稳定性降水过程雷达反射率因子与液态含水量起伏不大,降水量级偏大主要和降水云系持续时间长有很大关系。降水持续和变化与云系发展、鼎盛、消散联系紧密。     

2009年辽宁省一次暴雪天气过程分析

利用NCEP逐日4次再分析资料和常规观测资料,对2009年2月12～13日发生在辽宁的雨转暴雪过程的成因进行了探讨,着重讨论和分析了强雨雪发生所需具备的低空急流条件、温度条件以及水汽与动力的耦合机制。结果表明,低空急流为该次过程提供了充足的水汽供应;低空辐合和高空辐散导致强烈的上升运动,为暴雪的产生提供了动力条件;底层冷空气的楔入是快速雨转雪的主要原因;强降水落区与湿位涡有很好的对应关系。     

一次低涡影响武汉短历时暴雨过程诊断分析

选取1998年7月20 ～ 22日武汉短历时暴雨个例进行天气和诊断分析,揭示出四川盆地低涡分裂出小低涡沿暖切变东移至湖北长江沿线,在低涡东部生成中尺度对流云团,受低涡切变中强的上升气流影响,加之西南急流中携带的丰富水汽输入,导致中尺度对流云团一次次发生和发展,在武汉上空产生一次次短历时暴雨的主要成因.诊断分析还显示四川盆地至湖北东部有湿舌生成且稳定维持,武汉位于湿舌的东端;发生短历时暴雨时武汉上空比湿会突然增加;低涡消失或南压,925和500 hPa比湿显著降低;湖北东北部至安徽一带有对流有效位能高值中心,这一高值中心(中心值2 700 J/kg以上)在低层对应着暖切变东部,武汉位于对流有效位能高值中心向西南方向伸展的梯度大值区.