吉林省一次罕见的大范围暴雨过程诊断分析

使用实况资料和数值预报产品对吉林省2008年8月1日的暴雨过程进行天气形势分析以及物理量场的诊断,寻找暴雨的形成机制,以期对提高今后的暴雨预报有所帮助。结果表明：该次暴雨发生在良好的大尺度环流背景下,西风槽不断东移加深,副热带高压西伸北抬,同时减弱台风北上加入到西风槽中。高、低空急流的有利配置及相互作用,对该次暴雨过程的产生有着很大影响。深厚的湿层和强烈的水汽辐合为暴雨的产生提供了有利的水汽条件;高层辐散、低层辐合的垂直配置,导致的深厚而强烈的上升运动,是强降水出现的主要动力条件。暴雨发生时,高能舌与湿舌的位置与走向一致,这样的环境场十分有利于暴雨的发生。     

湖南省深秋一次罕见持续性暴雨过程诊断分析

利用常规气象观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2014年10月27日至11月1日发生在湖南省中北部的一次罕见持续性暴雨天气过程进行了综合分析。结果表明,副高强度及其位置、孟加拉湾低槽活动情况及东高西低形势是引起此次暴雨天气过程的大尺度环流背景;高层辐散、低层辐合及强烈的上升运动为暴雨的发生提供了有力的动力抬升条件;低空西南急流的建立和维持为暴雨的产生提供了充沛的水汽条件。整个强降水过程冷空气活动较弱,暴雨主要发生在西南急流左侧的水汽辐合区。此次深秋暴雨集中发生在2个阶段,第一个阶段发生在东路冷空气影响下的大气层结稳定状态下,持续时间长;第二个阶段则是西路冷空气入侵,是在对流不稳定状态下产生的持续时间短。     

安徽一次暴雨过程的数值模拟与诊断分析

利用1°×1°的GFS分析场数据和中尺度数值模式WRF,对2014年5月31日~6月1日发生在安徽阜阳的一次暴雨天气过程进行数值模拟和诊断分析。结果表明,WRF模式能够近似地模拟此次降雨过程;高低空急流耦合是此次暴雨过程发生和维持的主要影响机制;暴雨中心上空垂直螺旋度呈现高层负、低层正的分布,这也是触发暴雨的重要机制;降水开始前,大气呈现上湿下干的湿度分布,这种大气层结很不稳定,易导致降雨的发生。     

一次切变线暴雨的综合诊断分析

对2009年5月9—10日山东切变线暴雨过程进行诊断分析,结果发现:该暴雨过程是在比较有利的天气背景条件下发生的,副热带高压强盛稳定,高空西风槽、低层切变线和地面倒槽是此次暴雨的影响系统;低空急流和地面冷锋是不稳定能量的触发机制;中尺度对流云团活动频繁,是造成暴雨的直接影响系统;暴雨落区与水汽、涡度、层结稳定度指数等环境物理量有较好的对应关系。     

鲁西南一次暴雨过程分析及数值模拟

采用美国MM5v37非静力中尺度模式对菏泽市2009年7月12～14日的暴雨天气过程进行数值模拟,利用模式输出的时空分辨率较高的资料,对此次降水的水汽条件、温度条件、不稳定条件、风场等进行分析。结果表明,中低层水汽的辐合作用是暴雨天气发生的必不可少的条件;高空强辐散、低空强辐合及对应的强上升运动是造成此次暴雨的动力学机制;低空西南气流对这次暴雨的产生和发展起着重要的作用。MM5对这次暴雨过程有较强的模拟能力,细网格输出的物理量能较好地揭示这次暴雨产生的机制。对次级环流分析的模拟表明,高低空急流的稳定维持使高低空急流产生2个独立的次级环流,在高空激流出口区、间接环流的北侧形成上升气流,有利于降水天气的发生发展。模拟出的暴雨降水中心位置基本与实况吻合。     

新疆巴州地区一次灾害性暴雨天气过程分析

2007年7月16～18日,新疆巴州地区出现了一次大范围灾害性暴雨天气过程。通过对天气过程环流形势、水汽条件、高低空急流、卫星云图及雷达回波、数值预报产品进行综合分析,探讨了巴州地区汛期大降水天气过程发生的有利天气形势、水汽来源以及云图和雷达特征,积极探索了数值预报产品与天气图配合使用的方法,为今后预报巴州大降水天气和防灾减灾提供了一些参考依据。     

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。     

一次江西特大暴雨过程的数值模拟

[目的]探讨特大暴雨的形成机制,并揭示特大暴雨的成因。[方法]采用常规报文资料作为初始场,运用改进的中尺度REM模式,对2010年6月16～20日一次江西特大暴雨过程进行了数值模拟和诊断分析,研究了改进的中尺度模式对此次暴雨过程的降水模拟能力,探讨特大暴雨的形成机制,揭示特大暴雨的成因。[结果]这次特大暴雨是一次典型的梅雨暴雨,500 hPa东亚大槽槽后、700 hPa华北低涡后冷平流与强盛稳定的副高西北侧西南气流汇合,导致梅雨锋在江南北部维持;梅雨锋的稳定和西南暖湿气流的异常强盛,使暴雨的水汽、动力、热力条件十分充足,非常有利于触发中尺度对流系统强烈发展;强盛水汽输送及辐合上升运动、中层弱冷空气活动、高层强辐散等多种因素的共同影响导致了特大暴雨发生;改进的中尺度模式对降水场模拟结果与实况基本相似,模式对暴雨的位置、强度、中心均有较好的模拟;物理量分布和局地中心对暴雨预报有明显的指示意义。[结论]该研究为提高暴雨预报能力提供参考。     

2007年7月7～9日江苏泰州地区连续暴雨过程诊断分析

应用常规气象资料和micaps资料,对2007年7月7~9日泰州地区梅雨期内连续暴雨天气进行分析。结果表明:这次连续暴雨是典型的梅雨期暴雨,高空急流、中低层切变线、地面静止锋是产生这次暴雨的重要系统。通过对对流有效位能(CAPE)的分析表明,暴雨落区基本在有效位能(CAPE)≥750 J/kg区域,对暴雨落区的预报有较好的指导意义。同时,对高低空急流、K指数、垂直速度、水汽通量、总温度场、涡度场等物理量进行了初步的诊断分析。     

一次暴雨过程的数值模拟和诊断分析

利用NCEP 1°×1°的6 h再分析格点资料和气象台站实测降水资料,采用WRF中尺度数值模式,对2008年7月23日发生在山东日照市的一次大暴雨过程进行了数值模拟和诊断分析。结果表明,此次大暴雨是在副热带高压、高空槽、西南低涡和切变线的共同作用下发生的;低层强烈的水汽输送和水汽辐合使暴雨区大气湿层迅速增厚,为暴雨的形成提供有利条件,水汽通量辐合中心与暴雨的落区有很好的对应关系;低层辐合高层辐散的配置有利于对流发展和低层水汽向高空输送;强烈垂直上升运动为暴雨发生提供了动力条件;700 hPa的垂直螺旋度与相应时次1 h降水存在很好的相关;强降水时段,暴雨区上空形成了从低层一直延伸到对流层顶层的正垂直螺旋度柱,暴雨中心的降水峰值正好出现在正螺旋度中心出现时段,垂直螺旋度中心的大小及变化一定程度上代表了降水系统的强弱和变化。     

成都市2009年“8.25”暴雨过程分析及数值模拟

利用常规观测资料及T213数值预报资料对2009年8月25日成都地区的一次区域性暴雨过程进行了分析。分析表明:这次暴雨过程发生的环流背景为副高东撤南压后,高原低值系统快速东移影响成都地区,其形成机制是副高外围的偏南气流结合河套地区南下的冷空气触发当地不稳定能量的爆发。并利用WRF模式对此次过程进行数值模拟,模拟结果分析表明,WRF模式能有效模拟暴雨的环流背景和天气形势,还可以较好地模拟出降水过程和持续时间,对降水中心的模拟基本可用。     

柴达木盆地暴雨过程的数值模拟

利用WRF模式,采用两重嵌套的设计方案模拟柴达木盆地地区的2007 ～2010年期间发生的3次重大降水过程,将柴达木盆地地区2007年6月17 ～20日、2008年7月29～30日、2010年5月30 ～31日3次降雨过程的模拟结果进行综合分析.结果表明,柴达木盆地地区各站24h降雨量的模拟值和观测值相比,东部降雨量模拟值偏多,西部降雨量模拟值接近或偏少,芒涯、冷湖、小灶火、格尔木四站24h降雨量平均分别略多0.5、1.7、0.7、1.2mm,大柴旦24h降雨量平均偏少1.2mm,诺木洪、德令哈、都兰、乌兰、天峻各站24h降雨量分别偏多3.0、2.5、2.7、3.0、3.5mm.     

WRF模式对青海东部地区暴雨过程的数值模拟

运用WRFV3.3模式通过设定模拟区域、两重嵌套网格以及针对各种物理过程选用参数化方案等,对青海东部地区2007年8月26～27日发生过的一次大暴雨天气过程进行数值模拟研究,并与实测资料进行对比分析,对WRFV3.3模式在青海地区的模拟效果进行评估。结果表明,从降水量的模拟结果来看,模式对于微物理过程和积云参数化方案敏感,对陆面过程、长波辐射、短波辐射、近地面层和边界层方案不敏感;对2007年8月26日青海东部地区暴雨过程的模拟结果进行评估,西宁、化隆、尖扎、清水河、黄南各站的12 h降水量平均误差分别为-86.5、-75.5、-71.0、-14.0、-100.5 mm;降水落区面积偏大;积分时间为0～12、12～24、24～36、36～48 h的模拟值和观测值相关系数分别为0.66、0.57、0.60、0.51,平均相关系数0.58。     

江淮地形对一次梅雨锋暴雨影响的数值模拟试验

利用WRF-V2.1模式对2007年7月8日至9日一次江淮地区暴雨过程进行数值模拟以及地形敏感性试验。研究表明,大别山地形对这次降水过程中有着重要影响,在迎风坡,地形强迫暖湿气流气旋性辐合上升,降水量增加,至山顶气流辐合上升运动减弱,反气旋性辐散增强,降水量减少;而在背风坡,下坡风和绕山气流影响大气垂直运动,引起降水量变化;同时,地形激发中尺度波动,造成降水阵性分布。     

一次梅雨锋暴雨过程中陆面影响的数值模拟研究

[目的]数值模拟一次梅雨锋暴雨过程中的陆面影响。[方法]用耦合了NOAH陆面模块的中尺度大气非静力模式GRAPES-Meso,模拟了2005年7月6～8日江淮流域一次梅雨锋暴雨过程,通过有无陆面过程的敏感性试验,研究了陆面过程对梅雨锋暴雨的影响。[结果]耦合NOAH陆面过程后,GRAPES-Meso能模拟出梅雨锋降水和大气低层西南急流的日变化特征。陆面过程对降水启动、强度和分布的模拟都有改进,其中,对降水启动模拟的改进尤为明显,较好地改善了模式的spin-up问题。不考虑陆气交换,则模式的降水启动非常慢,模拟的降水强度演变与实况差异很大,且不能模拟出降水和西南急流的日变化特征。[结论]陆面过程对此次江淮梅雨过程有重要影响。     

1次江淮大暴雨中尺度系统的数值模拟与诊断分析

利用MM5中尺度暴雨模式较成功地模拟了2007年7月7～9日发生在江淮流域的暴雨过程,结合地面加密和常规观测资料对暴雨中尺度天气系统进行了较为详细的分析。结果表明:梅雨带上强烈发展并东移的多个中β尺度对流系统是造成这次江淮暴雨最直接的影响系统;在切变线附近正涡度平流的作用下,对流层中低层降压产生变压风辐合造成上升运动,低层暖湿气流抬升促使对流不稳定能量暴发形成局地对流产生暴雨。     

2015年7月29—31日山东地区强降水过程的诊断分析与数值模拟

[目的]为深入探讨山东地区夏季强降水的原因和机理,给暴雨模拟及预报分析提供有价值的参考,[方法]利用常规观测资料和WRF模式对2015年7月29—31日山东地区一次典型强降水过程进行诊断分析和数值模拟。[结果]结果表明：(1)此次过程是由东移的西风槽和低层的切变、低涡共同作用造成的,系统的位置及移动路径与降雨区的位置及移动非常一致。(2)WRF模式能较好的模拟出此次过程的天气形势,雨带的位置和范围与实际情况基本一致。(3)分析850 hPa水汽通量和水汽通量散度垂直剖面,可见两个水汽来源,西南急流左侧有切变和低涡,强的低层辐合配合较大的水汽通量,存在强烈的水汽辐合,大量水汽持续辐合上升,为此次大暴雨提供了充足的水汽。[结论]此次过程是山东省汛期比较典型的强降水天气,高低空系统配置和不稳定条件非常有利于强对流天气的发展。WRF模式高时空分辨率的模拟结果弥补了常规观测资料和再分析资料时空分辨率方面的限制,有助于更好地分析和理解此次强降水过程。