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。     

2017年辽宁省一次暴雨天气过程分析

本文利用常规观测资料、NCEP/NCAR逐日再分析资料,对2017年8月3—4日发生在辽宁地区的暴雨天气过程进行了分析。研究表明,本次过程水汽条件较好,主要受低涡前部分裂出的短波槽的影响;辽宁地区200 h Pa高空急流不明显,低空急流明显;水汽输送主要来自黄海,水汽通量输送明显,水汽条件较好,比湿较高;辽宁地区均存在水汽的辐合,均处在高能舌内,降水开始前,大气潜在不稳定,在有利的触发条件下,能量暴发,有利于暴雨的产生。     

2008年济宁市一次暴雨天气过程分析

利用常规天气图和物理量场资料,从大尺度环流背景、降水天气影响系统、物理量场等方面,分析2008年8月21日发生在山东省济宁市的一次暴雨天气过程的成因。结果表明:此次暴雨天气是在有利的天气背景下发生的,是受西风槽和低空切变线共同影响形成的。低空急流为强降水的产生提供了充分的水汽条件。暴雨落区在水汽通量散度的辐合中心的左前方。卫星云图资料上暴雨云团的移动与天气系统的移动基本一致,切变线上云团发展迅速。     

2010年5月21日长沙大暴雨成因分析及数值预报检验

分析了2010年5月21日长沙地区大暴雨天气过程的形势,应用NECP资料分析该过程中水汽条件、热力不稳定、上升运动、动力条件等,同时对EC中低层风场、T639物理量、RJ降水预报进行了检验。结果表明,西太平洋副高在华南及沿海发生震荡,高空低槽、中低层西南低涡切变、地面倒槽与气旋波等共同活动,是形成大暴雨的主要原因。中层低空西南急流活动与暴雨有很好的对应关系;暴雨发生在有利的湿度条件下,充足的水汽输送和水汽辐合保证了暴雨所需的水汽条件。由于低层冷空气的嵌入,水汽通量和水汽通量的辐合区有随时间由低层各自往高层发展的趋势;深厚的弱散合层,有利于形成大暴雨。EC各时次风场预报对急流、低涡切变预报较好,预报有强降水理由充足;T639垂直运动预报与实况吻合不好,而水汽通量与实况吻合性好;日本降水预报强度与落区有指示意义。     

沿河县近20年低涡切变型暴雨过程研究

根据2000—2019年的降水资料和MICAPS高空地面资料,选取了12次典型低涡切变型暴雨过程,分析其环流形势和物理量特征。得出结论：过程发生时副高脊线稳定在22°N～27°N之间,高层低槽东移加深、中低层明显的低涡切变、与地面中尺度辐合线的配合是造成低涡切变型暴雨过程发生的主要环流形势;沿河处于西南急流区或左侧、水汽含量大值区,有充足的水汽条件供应;低层气旋性辐合、中高层辐散所造成的抽吸作用进一步加剧了上升运动,上升气流的维持使得降水持续。这些条件对沿河县低涡切变型暴雨的预报有很好的指示作用。     

铜陵市一次典型梅雨期暴雨过程的预报分析

利用NCEP再分析资料、常规资料对2011年6月18日发生在安徽省铜陵市的一次暴雨天气过程进行分析,结果表明,此次暴雨过程是在东北冷槽与中纬度短波槽结合,冷空气扩散南下与副高西南侧输送来的暖湿气流在沿江交汇的形式下发生的;水汽通量散度对暴雨降水形成与落区分布有较好的表征作用,其他物理量场也在不同程度上对预报有很好的指示作用;实际应用中,梅雨季节,在预报暴雨时要重点关注江淮切变线,看有无低涡、高空冷槽与之配合,强降水区域往往位于低空急流的左前方,低空西南气流与东北气流的辐合区、切变线及地面辐合线附近.     

2010年7月19日单站暴雨过程分析

[目的]研究2010年7月19日单站暴雨过程。[方法]利用MICAPS常规资料和多普勒雷达回波资料,采用天气动力学诊断方法,对2010年7月19日天津大港气象站的暴雨天气过程进行系统分析。[结果]从物理量诊断分析来看,西南涡、暖切变线提供的动力作用、副热带高压边缘暖湿气流和高低空急流的水汽输送以及大气层结的对流性不稳定,是2010年7月19日暴雨过程产生的主要原因。另外,降水区处在大的水汽通量辐合区内,降水前水汽通量散度有负值中心,有明显的水汽聚集,为此次暴雨提供了较好的水汽条件。[结论]该研究为当地暴雨天气的预报提供了理论依据。     

2017年10月8—10日大连地区暴雨天气过程诊断分析

利用常规资料、区域自动站观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了2017年10月8—10日大连地区出现的暴雨、大风和强降温天气过程。结果表明,地面倒槽、副热带高压、切变线和高空冷涡影响大连地区出现了暴雨、大风、强降温的天气系统。降水时段有暖锋降水和冷锋降水2个阶段。副热高压偏强、切变线稳定少动使暴雨持续时间较长。高空急流和低空急流的建立为降水提供了水汽输送和动力条件。本次降水水汽通量中低层较大,700 h Pa最大。水汽通量散度中低层为辐合,高层为辐散。降水时段有较大的比湿场,为降水的产生提供丰富的水汽条件。强涡度柱与低层辐合高层辐散的形势是产生暴雨的动力条件。冷空气的侵入,降温剧烈。由于冷空气侵入锋生过程明显,出现大风天气。此次降水多个模式预报较准确,东北9 km WRF模式预报最好,T639预报量级偏小。     

榆中县一次区域性暴雨过程分析

利用常规地面与高空观测资料及区域站降水资料对2018年8月20—21日榆中县一次暴雨过程进行分析.结果表明:(1)此次暴雨过程呈低槽型,500hPa低槽、700hPa低涡和切变线及地面辐合线造成强烈的上升运动是此次暴雨过程的主要影响系统.(2)中尺度分析显示,较好的抬升条件、充沛的水汽、大气层结处于不稳定状态,有利于强对流和强降水的发生.(3)此次暴雨过程的物理量场表现较好.整层比湿较大,本地水汽条件好;700hPa水汽通量散度的辐合为降水提供了源源不断的水汽;低层辐合、高层辐散的配置为降水提供强烈的上升气流,而较强的上升运动为强降水的产生提供必要的动力条件;假相当位温高能舌为强降水的发生发展提供了不稳定能量条件.     

“5.22”贵州省西南部大暴雨成因分析

利用Micaps3.1常规资料、两要素自动站降水资料、卫星资料、NCEP再分析资料,对2012年5月21 ～ 22日贵州省西南部出现大暴雨天气过程进行分析.结果表明,高空槽、中低层的低涡切变以及地面冷锋是造成此次大暴雨过程的大尺度影响系统;卫星云图资料分析表明,此次大暴雨过程中有Mesoscale Convective Complex(以下简称MCC)生成、发展,强降水落区随MCC的移动而移动,由此可见,中尺度系统是此次大暴雨过程的主要影响系统;近地面至650 hPa的充沛水汽条件以及强烈的上升运动是造成此次大暴雨的直接因素,θse的演变很好地反演了此次暴雨过程;最强降水时段出现在MCC发展强盛期,水汽通量散度、垂直螺旋度的大值中心位置和强弱变化与强降水的位置和强度变化均有比较好的对应关系.     

山西省陵川县2012年一次大暴雨过程成因分析

利用常规观测资料、自动雨量站资料、数值预报产品和雷达回波资料分析2012年7月30日8:00-7月31日8:00发生在山西晋城陵川县区域性暴雨天气过程,发现这次过程是500.0hPa西风槽前部西南暖湿气流相与东北冷涡后部的下滑的冷空气互作用,700.0hPa低涡切变线、低空急流、中尺度的对流云团低空辐合,台风的北上使得副高边缘西南暖湿气流输送加大是造成此次大暴雨的主要影响系统。通过物理量场分析还发现水汽条件、水汽通量及其散度场等物理量对暴雨的发生有很好的指示意义,可为暴雨的发生、发展以及落区、时段预报提供有力的预报依据。     

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。     

一次西南涡暴雨过程中尺度特征分析

运用2008年7月20～24日fnl资料和全国723站降水资料对我国2008年7月一次西南涡暴雨过程进行大尺度环流分析和降水运动的中尺度诊断分析.结果表明,此次西南涡暴雨过程500 hPa呈两槽两脊型,水汽来源于孟加拉湾,24日西南涡经山东半岛出海暴雨过程结束;中尺度诊断分析表明,暴雨发生在辐合上升运动区且具有一定的滞后性,LI＜-2K区域不稳定能量释放触发区域强降水,高湿区随暴雨系统向下游移动为其提供充足的水汽,进而导致此次西南涡暴雨的产生并维持较长时间.     

一次切变线暴雨过程的数值模拟及诊断分析

采用WRF中尺度模式对2008年6月长江中下游地区一次大暴雨过程进行数值模拟,并利用模式高分辨率资料进行初步诊断分析。结果表明：此次暴雨过程是在高、低空急流和低涡切变线的共同作用下发生的;西南低空急流不但是产生暴雨所需的水汽输送带,也是造成暴雨强对流所必需的位势不稳定能量的输送者。水汽分析表明,水汽通量散度辐合中心与强降水中心有较好的对应关系。能量分析表明,高能舌前部、能量锋区南缘靠近能量锋区处和低空急流左前方三者叠加的区域是暴雨的易发区;高、低空急流及低涡切变线是此次暴雨的动力触发机制,一方面,高层负涡度的辐散和中低层辐合相叠置,使气旋和中尺度低涡切变线进一步加强;另一方面,低层不稳定能量的释放使降水得以维持和加强。     

平阳一次暴雨天气过程分析

利用中尺度站逐小时资料、Micaps资料、温州双偏振雷达产品和EC细网格数值预报产品等资料,分析了2021年5月20—22日平阳县出现的暴雨到大暴雨天气过程。结果表明：此次暴雨天气过程是在高空槽东移过程中,配合中层槽切和低层涡切东移的背景下产生;此次过程以稳定性降水为主,暴雨由降水持续时间长造成;水汽通量散度辐合中心及强弱较好地指示了降水的落区及最强降水的时段;各家数值模式对此次降水过程的降水预报不是特别理想。     

改则强降水过程分析

利用Micaps常规观测资料、NCEP的1°×1°逐6 h再分析资料和FY2E云图资料,运用天气学原理等方法,对2016年7月28日改则发生的强降水过程的天气系统演变、水汽、热力和动力条件等进行分析。结果表明,巴尔克什湖附近的低压槽底部冷空气下渗到改则地区形成弱的高原槽是此次强降水产生的影响系统;此次降水时间短,雨量大;包括涡度、散度、垂直速度和水汽通量散度在内的物理量在强降水发生后才出现有利条件。对流云团B靠近测站时,降水已经开始,云团还在改则上空维持其强度时,强降水已经结束;改则站的降水发生时并不是云顶亮温最低时,更像是由于产生了降水而造成的TBB下降。     

2013年4月30日汕尾市一次强降雨天气过程分析

利用常规气象观测资料等对2013年4月30日汕尾市强降雨过程进行分析,结果得出:500 hPa低槽、低涡及切变线和西南急流是此次强降雨的主要影响系统;近地面层冷平流及南下冷锋增加了对流不稳定性,暖湿空气加强和抬升加剧了上升运动,成为强降雨发生发展的触发机制;超低空急流为暴雨区输送了大量水汽,水汽通量散度大值区对应暴雨落区和强度,整个降水过程中汕尾市均处于低空急流和水汽辐合区形成的高湿区范围内,持续较强的水汽辐合抬升引发强降水天气.     

一次短时强降水暴雨天气过程成因分析

利用常规气象资料、自动区域站降水资料及卫星云图资料,对2013年7月22日发生在甘肃省陇南市两当县的暴雨天气进行了分析.结果表明,此次暴雨是在东高西低的典型暴雨环流形势下,高原短波槽、副高西伸北抬及低层切变线共同作用造成的,同时,偏南气流和地面锋面也是造成暴雨的重要因子;物理量诊断分析表明水汽通量、水汽通量散度、垂直速度等物理量在相同的时间均最有利于暴雨的发生发展;卫星云图上对流云团的发展移动与TBB梯度大值区暴雨落区有很好对应关系.     

湘北地区2014年7月12~18日暴雨天气过程技术总结

2014年7月12~18日澧水流域、沅水流域上游及湘北连续出现强降水,由于降水持续时间长,强降水时段集中,导致严重的暴雨洪涝灾害。针对这次天气过程,通过对探空资料、地面自动气象站观测资料、FNL再分析资料和FY-2E卫星资料等分析,结果表明,夏季东亚大槽的建立与维持,西南低涡东移和副热带高压外围西南暖湿气流的相互配置引发了这次强降水;TBB低值带与强降水区域有很好的对应关系;西南涡东移路径上地面潜热通量的加入促进西南涡发展,增强降水;强降水过程中湘北地区K指数维持28℃,假相当位温维持76℃,以上阈值可作为湘北强降水发生的阈值;低空螺旋度维持30×10-8h Pa/s2,高空螺旋度维持-30×10-8h Pa/s2,可作为湘北地区强降水动力条件阈值;低层大气受涡度平流和辐散影响为正值层,高层大气受平流项影响为负值层,有利于大气动力对流加强;分析视热源发现,低层暖源、高层冷源有利于热对流活动。     

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。