2013年一次江淮气旋引发的暴雨过程预报技巧探讨

分析了2013年高考期间（6月7日～8日）的一次暴雨过程,对其预报技巧进行探讨.此次暴雨过程是江淮气旋东移所致,高空冷槽前的正涡度平流、低层横向切变使地面气旋发展,槽上冷平流使槽发展加深.强降水主要出现在低压的东南象限、700 hPa切变线南侧、低空急流轴的左前侧,强降水区还与低层暖湿舌北侧假相当位温密集区和水汽通量散度辐合区相吻合.做高考决策预报服务过程中,当数值预报出现严重分岐时,可通过分析上游的天气系统来确定数值预报初始场的可靠性,从而得出预报结论.     

2011年长江中下游暴雨发展与位涡、干侵入的诊断分析

基于NCEP的FNL资料,对2011年6月18～19日长江中下游出现的一轮暴雨过程进行分析,发现本轮暴雨过程分别与对流不稳定层结和地面气旋发展有关.应用位涡理论进行诊断,结果显示,大气湿斜压发展,MPV1负中心下滑触发中低层不稳定层结,产生对流不稳定强降水,实况强降雨区与低层850 hPa MPV1负中心对应较好.低层锋区冷空气下滑,气旋发展,遇地形作用,暴雨增幅.高层位涡增强东移,引导低层位涡越山发展;高层干空气南下侵入中低层气旋上空,转为上升气流,一方面增强了低空气旋的发展,使不稳定降水增加;另一方面,产生的次级环流又使气旋发展持续,从而强降水维持.     

中尺度模式数值预报中初值的比较

本文利用Anthes-Warwer中尺度十层湿模式讨论了初始资料垂直分辨率的不同对次天气尺度和中尺度预报的影响对比试验结果表明,两组初值都能定性地把次天气尺度和中尺度过程的主要特点预报出来,都能揭示低层950毫巴正涡度中心与暴雨中心中对应关系以及两区上空、边界层顶附近湿暖盖的存在,但增加特性层温、湿和测风资料后,在降水量和暴雨中心位置的预报上更接近于实况 上述资料的增加使得与降水量和暴雨中心有直接关系的初始低层风场和水汽辐合场有了较大改进.     

浙北地区不同梅雨年型环流结构差异对比分析

通过客观分析资料和梅汛期降水量实况,对2005~2013年浙北地区梅汛期降水进行分型,对比分析不同年型大尺度环流及结构特征差异.结果表明：100 hPa 上多雨年南亚高压要强于少雨年,当南亚高压主体偏西时,浙北地区降水偏多.500 hPa上多雨年较少雨年588脊线位置明显偏南,少雨年588线的西伸脊点伸展到菲律宾一带,多雨年588线西伸脊点则明显偏东.850 hPa切变线及低空西南急流位置偏南,导致西南急流携带的水汽集聚在浙北地区上空,急流左侧上升运动强,为强降水创造了有利条件.梅汛期水汽通量呈狭长带状分布,梯度明显.梅汛期暴雨时期浙北地区低层为正涡度大值区,动力抬升条件明显,对应负散度大值区,低层辐合利于降水发生.     

弱冷空气与双台风效应下发生于浙东北部的一次大暴雨过程分析

基于Micaps常规资料、NCEP再分析资料和中尺度自动站雨量资料,结合WRF高精度数值模拟输出的诊断物理量,研究了2013年10月7日20：00至8日08：00发生于浙江东北部的短时大暴雨天气过程的成因.结果表明：这次大暴雨过程主要由台风“菲特”残留云系、超强台风“丹娜丝”和北方的弱冷空气共同影响产生;假相当位温及地面风场的分布很好地反映了此次大暴雨过程中的不稳定强对流及冷暖空气交汇的形势.垂直螺旋度、湿位涡的分布及演变情况与强降水的移动及强度变化有很好的对应关系,暴雨区上空螺旋度对应上负下正的垂直分布形势,低层的湿位涡分布与暴雨中心对应较好,对暴雨落区和暴雨中心有一定的指向作用.这对今后预报秋季台风外围大暴雨过程有指示意义.     

湖州地区2次“7.17”特大暴雨过程的对比分析

利用湖州市中尺度自动站资料、风廓线资料以及NCEP再分析资料对2011年7月17日和2012年7月17日湖州地区发生的2次特大暴雨过程的降水特征、环流形势、水汽条件和动力抬升机制进行了对比分析,发现2次“7.17”特大暴雨的发生具有偶然性也有必然性.(1)副高位置偏高,其西南侧热带气旋活跃,提供强盛偏东气流,与槽前的西南气流汇合,在副高边缘形成有利于强降水发生的天气背景.(2)偏东气流的加强对于特大暴雨的触发有至关重要的作用,可以作为判断夏季特大暴雨爆发时段的一个关键信号.(3)三面环山的喇叭口地形导致气流强烈辐合,为暴雨的维持提供了强有力的抬升机制,地形增幅作用明显.(4)冷空气侵入到中层和完全控制整层可以分别作为判断强降水开始和趋于结束的标志.     

AW模式对梅雨暴雨的预报试验

利用引进的中尺度10层湿模式——AW模式,对长江流域梅雨期大暴雨进行了模拟试验,检验了模式的预报能力,比较了不同精度初始场对梅雨预报的影响,探讨了梅雨暴雨形成和发展的某些机理。主要结果如下: 1.AW模式可报出梅雨暴雨过程,对暴雨的落区、强度、天气尺度环境场和中尺度动力、热力条件都具有相当的预报能力; 2.对流层低层的切变线和沿切变线活动的中尺度扰动是梅雨暴雨的主要影响系统。雨带位于900百帕切变线附近,暴雨中心位于900百帕切变线上的中尺度扰动中心附近。900百帕中尺度涡度的加强,与暴雨中心的形成相对应; 3.梅雨暴雨的发展与高空天气尺度和低空中尺度涡度中心的耦合关系密切,当低层中尺度涡度中心移近高层天气尺度负涡度中心之下时,降水增强; 4.在雨区上空的边界层附近,存在一个湿暖盖,产生了对流性降水叠加在稳定降水之上的独特的梅雨暴雨结构; 5.对流加热对雨区的环境流场和温湿场影响很大,对流加热通过Ekman-CISK、热成风调整过程以及激发重力惯性波不稳定等方式来加强暴雨系统。     

利用WRF数值模拟分析小型超强台风“桑美”

利用中尺度数值模式WRF,结合WRF Var三维变分系统,同化了雷达资料和常规、非常规观测资料,对2006年第8号小型超强台风“桑美”进行数值模拟试验.结合实况验证,WRF较好地模拟本次台风暴雨过程,基本反映实况台风演变过程.利用模式输出的具有高时空分辨率的模拟结果对“桑美”台风短时强暴雨进行诊断分析,表明“桑美”台风具有较好的对称性结构,涡旋结构紧密,云团内部气流强烈辐合上升,这是降水高度集中的动力因素;中尺度辐合带以及强回波带始终环绕中心眼区呈同心圆形状逆时针旋转,验证了台风螺旋云带的形成是产生台风暴雨的一个必要条件,“桑美”螺旋辐合带靠近台风中心,范围小、弧状明显;风切变所产生的低层辐合为强对流低层发生的动力之一;“桑美”引起的暴雨属于台风区内暴雨,具有相当充沛的水汽条件,并且水汽对降水的作用主要在中低层,以低层最强;各物理量场相互之间都有很好的对应,说明台风暴雨的发生和维持需要大尺度环境场、动力条件和水汽条件等的配合.     

2015年7月浙江2次强对流天气过程对比分析

利用高时空分辨率观测资料、多普勒、风廓线雷达资料和数值预报产品对2015年浙江2次强对流天气进行对比诊断分析. 这2次过程差异显著,分别是较大范围短时暴雨和冰雹大风过程.短时暴雨发生在西风槽与位于日本的台风对峙形势下,中低层有低涡切变线,水汽条件好,中尺度云团不断原地生成并滞留;冰雹大风过程发生在副高边缘,东风波西移形势下,0 ℃层高度适宜,风垂直切变弱,风廓线雷达低层水平风速增大. 但两者也有共同点,从风廓线雷达的探测数据看,高度及垂直风速均可以较好地体现降水的开始和结束. 因此,强对流天气预报中,天气形势、雷达资料和物理量场对区分不同类别强对流天气具有较好的指示意义.     

0414号台风登陆过程的诊断与模拟分析

利用非静力平衡中尺度模式MM5对0414号台风从2004年8月11日00时～14日00时（UTC）进行模拟,结合浙江省稠密的AWS资料、雷达资料、卫星云图对这次台风登陆过程进行分析,结果表明中尺度模式对登陆台风的路径、强度、降水具有较强的模拟预报能力．台风登陆前副热带高压呈坝状发展,副高南缘超地转低空急流加强,以及登陆前台风周围的风速呈现东北象限最大,西南象限最小的分布状况,是造成台风登陆前加速西折的原因．高层辐合中心的维持有利于台风强度增强．台风螺旋雨带前沿存在中尺度热力性低压,在海陆间中尺度锋区的热力条件支持下,低压扰动获得发展,降水加强．水汽输送通道维持与内陆水体和饱和湿土的潜热输送是台风登陆后久留不散的原因．台风登陆后水汽源提供由孟加拉湾和南海转变为西太平洋．     

台风“苏迪罗”引发温州的一次强对流降水分析

利用温州自动气象站逐小时雨量资料和日本0.5°×0.5°再分析资料,分析了台风“苏迪罗”造成温州短时强降水的时空分布特征及其成因.研究发现,短时强降水发生在2015年8月8日5:00至10日12:00,尤其是8日18:00至9日9:00最为激烈,表明8日夜里至9日上午温州有明显的中小尺度对流系统活动;短时强降水大部分具有局地性,仅8日19:00至9日5:00达小范围等级;短时强降水中心主要位于平阳、文成、泰顺和苍南4县交界处、瑞安和文成交界处以及泰顺东南部与福建交界处,南雁荡山最容易发生短时强降水,其次是洞宫山,括苍山最少;50 mm·h-1以上短时强降水中心主要位于南雁荡山的平阳、文成、泰顺和苍南4县交界处,其次是北雁荡山,洞宫山、括苍山和海岛都无50 mm·h-1以上短时强降水,100 mm·h-1以上短时强降水主要发生在南雁荡山以及南雁荡山的迎风坡;温州南部上空大气接近中性层结或弱不稳定,且低层大气水汽含量很高,在地形作用下,低层强辐合高层强辐散仍可促发显著的短时强降水.     

台风“麦德姆”引发浙江暴雨的成因分析

利用NCEP再分析资料、MICAPS资料、常规自动站资料对台风“麦德姆”过程进行综合分析,主要对其在浙江中南部和西部造成的暴雨成因作诊断分析.结果表明：（1）副高外围气流为麦德姆移动路径起着关键的引导作用;（2）暴雨区上空较强的水汽通量、高温高湿的湿能量积聚、不稳定的大气层结以及持续长时间的上升运动都为暴雨发生提供了有利条件;（3）根据湿位涡分析,本次过程是一次对流不稳定和斜压不稳定均存在、以对流不稳定为主的台风暴雨过程.暴雨区发生在MPV1负值中心附近,尤其700 hPa的MPV1值指示效果最好,且降水强度与该值有正相关性,中低层深厚的MPV1负值区配合其高层正值区有利于暴雨发生,此外MPV2表征的大气斜压性也与降水强弱呈正相关关系.     

东南沿海一次大暴雨过程的湿位涡分析

应用自动站和NCEP 1°×1°再分析资料,对2010年7月24日发生在东南沿海的一次大暴雨过程的湿位涡场进行了诊断分析.结果表明：鞍形场低层东南风低空急流输送的暖湿气流和对流层中低层来自东北方向的冷空气相互交汇是此次大暴雨发生的触发因子,大暴雨期间暴雨区上空对流层中低层等θse线较稀疏且陡立,大气对流稳定度较低,有利于湿斜压涡度发展,大暴雨发生在600 hPa上MPV、MPV1和MPV2正负过渡带附近,MPV1下负上正垂直叠加配置是暴雨发生发展的有利形势,湿位涡在900 hPa以下具有MPV1为负、MPV2为正的特征,当800 hPa以上MPV1正大值区变弱和900 hPa以下MPV2由正大值变为负大值时,大暴雨过程基本结束.     

南亚高压北缘的高空气流发散与梅雨锋暴雨发展的关系

从1981、1982和1984三年中6月历史天气图发现,长江流域附近24小时大于100毫米以上的降雨区位于高空200hPa南亚高压北缘的气流发散区中。这种气流发散有两种类型:一类是槽后发散型;另一类是槽前发散型。分析得出与这种高空气流发散相联的高空辐散是梅雨锋上雨带形成和暴雨发展的促发因素。诊断判明200hPa的辐散主要由惯性平流风的散度所决定,而850hPa的辐合主要是对流风散度起支配作用。由于惯性平流作用是地转平衡破坏的因素,而垂直运动是流场与质量场调整到地转适应的因素,由此证明,暴雨区中低层的辐合是对高层辐散的响应,也表明暴雨发展的促发因素是高层的辐散。作者也发现,暴雨出现前,高层等压面的高度有明显下降,这是由高空辐散引起空气柱质量的减少所致。本文提议,梅雨发生发展的预报应着眼于梅雨锋云带上空由高空气流发散引起的辐散。     

台州1981~2010年内陆局地性暴雨气候特征分析

利用NCEP、fnl再分析资料和常规探测资料分析1981~2010年台州市局地暴雨的时空分布,并进行天气分型,对平均形势和典型个例进行了对比分析.结果表明：（1）台州局地暴雨日约占总暴雨日数的1/3,月际变化显著;局地暴雨总体上呈北多南少分布;（2）5~6月暴雨主要由西风带类造成,8~9月主要由东风带造成,7月各类暴雨均有发生.热带系统、移动低槽、南海台风是引发台州局地暴雨最多的系统.局地暴雨对于水汽输送和动力条件的要求比大暴雨要低得多.各型范围暴雨和局地暴雨在850 hPa形势场上有较明显的差异;（3）越大的降水其局地性越强：局地暴雨、大暴雨、特大暴雨占总的暴雨、大暴雨、特大暴雨日数比例逐级上升.     

永嘉县夏季高温天气气候特征分析及预警指标探讨

利用1971～2013年永嘉县夏季高温资料,建立高温过程的时间序列,分析了夏季高温天气的气候特征,并对出现危害性高温时的预警指标作了进一步探讨．研究表明：永嘉县夏季高温天气具有显著的局地性特征,且高温多集中在7月中下旬和8月上旬;副热带高压是影响本地夏季高温的主要天气系统,当本站处在副高脊线附近,高空下沉气流明显,低层在暖脊或暖中心附近,中高层为西南（或偏西）气流时,容易出现危害性高温;危害性高温出现时,天况稳定、云量偏少、日照时数较长、能见度较好、风速较小,且以西南风居多.     

浙江北部重污染过程污染物输送条件分析

对2013年12月23~28日浙江省空气重污染的发生、发展及由浙江北部向南部地区的近距离输送过程进行了分析,同时选取和上述过程天气形势场相似的2013年1月11~14日浙中北局部重污染过程（无污染物输送）进行对比分析,探讨浙江南部地区因受北部污染物异地输送影响发生重污染的环境场特征.结果表明：台州、温州于2013年27日先后发生的空气污染,主要由浙北地区污染物通过偏北气流异地输送造成,重污染源向下风方向输送污染物除了需要较强的气流外,还需要由弱下沉气流、逆温层、低层弱辐散或无辐散等物理量场配合的利于污染物聚集输送的通道.     

温州市PM 2.5输送轨迹特征和潜在污染源区分析

利用HYSPLIT模式和全球再分析资料模拟2012~2014年温州市大气输送的后向轨迹. 结合聚类分析方法、潜在源贡献因子分析法、浓度权重轨迹分析法得到分季节的温州大气输送轨迹、污染潜在源区以及潜在源区污染浓度. 温州地区春、秋、冬季节容易受西北、偏北、西南等内陆气流影响,来自偏北、西南方向的短轨迹由于移动缓慢、扩散能力差,PM 2.5的浓度值高;夏季主要受较为清洁的海洋性气流影响,PM 2.5的浓度值低. 影响温州的潜在污染源区主要集中在3块区域：西北及中原地区、华北地区和江西 福建 浙江周边区域. 其中西北、华北平原地区污染贡献最大,输送轨迹经过这一区域的大气浓度最高. 