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.     

2014年台州“3.19”冰雹强对流天气过程分析

利用常规和非常规观测资料,对浙江省台州地区2014年3月19日冰雹等强对流天气过程进行了分析.研究发现：（1）冬末春初,前倾槽、地面弱冷空气东移南下的环流形势有利于强对流天气的形成;（2）台州地区高温高湿、不稳定层结、地形抬升及较强的垂直风切变条件,为局地强对流天气的出现提供了基础;（3）受到地形强迫抬升的影响,对流云团由西向东进入台州后加强发展,对流单体移向前方近地层的偏东气流,与对流单体后部的下沉气流相结合,使得对流单体得以维持和发展;（4）雷达回波图上,多个时刻出现了高悬的强回波、回波悬垂和弱回波区等具有典型冰雹特征的信号;径向速度图上,风暴前侧的强上升气流和风暴顶的辐散特征比较明显,后侧的拖曳下沉气流到达地面时产生的强辐散与局地瞬时大风的出现密切相关.     

2012年7月发生于浙南山地的短飑线过程研究

山区强对流天气的发生条件十分复杂.选取2012年7月5日发生在浙江南部山区的一次短飑线天气过程,分析加密自动站、多普勒雷达和FY2E的TBB资料,并借助数值模拟手段,研究山地强对流天气发生发展的条件.利用自动站资料、叠加雷达和TBB资料,进行地面中尺度分析,对地面散度场特征进行了统计和分类,分析与山地强对流发生发展的关系,揭示山地强对流发生发展的前期特征.结果表明,来自东面海洋的东南气流易于在迎风坡前形成中尺度辐合区,这些低层辐合区是触发对流的有利条件.流场的辐合往往在回波单体出现前20min就已经存在.地面辐合线可造成低云的出现.中尺度山地触发了山地附近对流并沿着山地出现的辐合点和辐合线排列发展,最终形成中尺度的飑线,产生强对流天气.     

杭州湾南岸地区分类别强对流天气潜势预报研究

根据地面观测和中尺度站资料,选取2007~2012年历史样本,利用杭州站探空资料和NCEP FNL分析资料计算各项对流指标,统计短时强降水和雷暴大风发生与各项对流指标的关系,分类别筛选出与其相关性较好的对流指标,在考虑对流指标季节变化特征的基础上,采用指数套叠法建立起分类别强对流天气潜势预报方程,并于2013年6~8月进行强对流天气试报,得到了较好的预报效果.     

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.     

2014年8月发生于温州市的一次大暴雨过程分析

对2014年8月19日08:00至20日08:00温州市大暴雨过程做技术总结. 通过对500 hPa环流分析,利用欧洲中心850 hPa和1 000 hPa细网格风场产品以及雷达拼图、实况雨量分析发现,该次过程为高空槽和低层偏南风急流控制下的系统性强降水,降水的时空分布极不均匀.该次降水过程分为19日白天和夜间2个时段,19日白天的暴雨过程由低层850 hPa中尺度辐合线所造成,辐合线上,有较强的风速辐合.19日夜间的暴雨过程由1 000 hPa风向和风速的辐合造成.该次降水过程降水时段集中、雨强强、累计降水量大.通过分析各家模式降水产品,总体来说,各家对于此次降水强度和落区的把握均较差,即使中尺度系统的位置预报正确,但对极端短时强降水(如3 h降水≥100 mm)的预报尚有较大误差.     

应用云迹风资料同化的江南飑线模拟试验

运用WRF模式对2006年6月10日发生在浙江地区的一次飑线过程进行了数值模拟及云迹风资料同化实验研究.将常规测站、自动站资料同化试验和加入了云迹风资料的试验进行比较,结果表明,用WRF模式进行同化模拟,较好地再现了此次江南地区飑线的发生、发展、维持和消亡过程.主要分布在对流层高层的云迹风资料能有效地改善高空风场质量,在模式中增加了云迹风资料之后,使模拟的雷达反射率图像增加了清晰度,原来有些地段较为零星逗点状的反射率图像可被连成带状,尤其明显的是模拟的主降水强度和落区与实际降水分布更加接近;模拟也改变了后半程的大风区的分布并增强了风速,比控制试验稍接近于实况,且略缩小了降水和大风的虚假区域.同时,通过不同质量控制阈值的云迹风模拟试验比较发现,进入模式的云迹风数量与模拟效果并不是简单的线性正相关,因此,在云迹风资料的运用上,质量控制对模拟有一定的影响,恰当地应用云迹风资料同化能在一定程度上改善强对流系统的数值模拟,对提高降水、大风等预报质量是较有效的途径.     

对风廓线雷达和L波段雷达探空观测的水平风场的一致性评估

利用浙江省2015—2018年萧山站风廓线雷达和杭州国家基准气候站L波段雷达探空资料,对这2种观测设备的水平风场一致性进行了评估。与以往评估方法不同的是,本文将气球向风廓线雷达方向漂移的廓线作为对照样本,以减少2种设备不同源同址以及探空气球非水平定向漂移对评估结果的影响。分析结果显示,在无降水条件下,高度在1~5.5 km时,风廓线雷达的水平风场与L波段雷达探空的水平风场一致性较好,且随高度变化差异不显著,2种观测,u分量的相关系数为0.95,平均绝对偏差和均方根误差分别为1.47和2.29 m·s^-1,v分量的相关系数为0.87,平均绝对偏差和均方根误差分别为1.52和2.12 m·s^-1;高度在1 km以下时,2种观测的u分量和v分量的相关系数均约为0.5,u分量和v分量的均方根误差均在2~8 m·s^-1,考虑近地层风的不稳定性,加之观测地相距较远,此评估结果可信度较低。此外,降水条件下的统计结果与无降水条件下的统计结果无显著差异。     

对风廓线雷达和L波段雷达探空观测的水平风场的一致性评估

利用浙江省2015—2018年萧山站风廓线雷达和杭州国家基准气候站L波段雷达探空资料,对这2种观测设备的水平风场一致性进行了评估。与以往评估方法不同的是,本文将气球向风廓线雷达方向漂移的廓线作为对照样本,以减少2种设备不同源同址以及探空气球非水平定向漂移对评估结果的影响。分析结果显示,在无降水条件下,高度在1~5.5 km时,风廓线雷达的水平风场与L波段雷达探空的水平风场一致性较好,且随高度变化差异不显著,2种观测,u分量的相关系数为0.95,平均绝对偏差和均方根误差分别为1.47和2.29 m·s^-1,v分量的相关系数为0.87,平均绝对偏差和均方根误差分别为1.52和2.12 m·s^-1;高度在1 km以下时,2种观测的u分量和v分量的相关系数均约为0.5,u分量和v分量的均方根误差均在2~8 m·s^-1,考虑近地层风的不稳定性,加之观测地相距较远,此评估结果可信度较低。此外,降水条件下的统计结果与无降水条件下的统计结果无显著差异。     

浙江“6.10”飑线过程中尺度分析

利用雷达和地面加密观测资料对严重影响浙江省的一次飑线过程进行了中尺度分析,结果表明：在飑线的雷达回波出现前几小时,浙江西部的天目山和安徽黄山地区形成地面中尺度的地形汇合线和地面中小尺度的涡旋环流,地面的分析呈一种不连续的状况且易变化,飑线的发生发展一方面与低层的中尺度气流汇合线有密切关系,另一方面,也明显反映出老雷暴的外）中气流与前方的系统气流组成中尺度汇合线和辐合有关;这种地面中尺度汇合线上辐合强度十分明显,其垂直分布中,辐合主要发生在850hPa以下,由于高空槽线的前倾,位于飑线上空的对流层中低层是一辐散区．利用卫星云顶温度资料,可以发现主云区（TBB小值中心区域）与地面强风的辐散区对应,在辐散的前方出现7级以上的地面大风,可以达到强度为30m／S以上的偏北极值风,分析表明,云项温度值随着飑线发展和地面大风的增强而有所减弱、TBB低温度区范围逐渐减小,但主云区范围扩大,这与飑线的发展和雷达回波图上扇形拉开相对应．从短时监测的资料分析,飑线发展过程中,雷达主回波前方的新生的回波单体对飑线发展和持续十分有利,而它的新生与边界层的辐合线相联系,因此,充分利用中尺度地面观测资料有助于飑线的发展研究．     

台风强度研究综述

台风强度变化,尤其是强度的突变（突然加强和衰亡）是台风预报的难点.然而,由于缺乏对强度变化机理的认识,没有足够高的分辨率对现有数值模式表达强度变化精细的物理过程,近年来台风强度业务预报进展缓慢.研究表明,台风强度主要受3类因子影响,即大尺度环境场（如风垂直切变（Vertical Wind Shear,VWS))、海洋强迫（包括海表温度和海洋热容量（Oceanic Heat Content,OHC))以及台风自身的结构（含内核强对流变化（Density of core convection,DCC）以及内核变化）.三者间存在作用和反作用现象.     

浅谈台风“凤凰”生成及发展过程的数值模拟

应用NCEP再分析资料,分析了2008年8号台风“凤凰”生成和发展过程中大尺度稳定凝结潜热、积云对流潜热和海面感热３种热力因子的作用.结果表明：对流凝结潜热释放是台风“凤凰”维持和发展的主要热力因子,积云对流潜热释放不但使台风中心增暖并使台风中间层上升运动增强,从而促使台风加强和发展;海面感热通过海气相互作用使海面风及对流层涡度增强,可能是台风初始低压的形成机制;大尺度稳定凝结潜热在台风发展过程中虽然值较小,但其通过影响台风眼区的垂直下沉气流,可促使台风暖心低压进一步发展.     

强台风“菲特”的移动路径及强度分析

对强台风“菲特”进行高低层形势场分析,对其移动路径的预报和台风强度问题进行了初步探讨．分析发现,“菲特”主要受中低层引导气流的影响.利用日本静止卫星MTSAT的反演产品分析了“菲特”的强度变化情况,得到“菲特”在登陆后垂直风切变在10~15 m·s^-1,不利于其强度的维持或发展．     

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.     

一例伴随阵风锋的强对流系统模拟分析

利用WRF中尺度数值模式较好地模拟了2009年6月5日一次严重影响浙江的伴随阵风锋的强对流过程. 在得到与实况较为接近的中尺度特征后,对模拟的强对流系统特点、环流结构和气流轨迹进行分析,结果表明：该过程为前倾槽型强对流天气,高空冷平流叠置在低层暖低压之上具有明显的位势不稳定层结. 在强对流系统爆发移入浙北后,主要分为前后2个伴随阵风锋的对流系统,2条阵风锋处辐合强度的相关性较好,该阵风锋主要由经向风引起,伴随明显的气压扰动. 强对流后侧的低层强辐散气流伴随着大的水平强风速区,在前方形成了明显的阵风锋. 后侧雷暴前沿中高层部分干冷气流卷入前侧雷暴的后部并下沉,促使空气更强烈地下沉流出,从而进一步加强了前侧雷暴层辐合,形成更强的阵风锋.前侧雷暴后部下沉到近地面的部分气流流向后方,又促进了后侧雷暴的低层辐合,从而构成雷暴之间的一个垂直环流.从气流轨迹中可以清楚地看到部分上升和下沉气流的运动,同时在2个雷暴系统间的一支环流也进一步证实2个系统间的气流交换作用.     

副高和南亚高压对2013年夏季浙江省异常高温的影响

通过分析副高和南亚高压的特征,研究其对2013年浙江省夏季异常高温的影响,结果表明：2013年夏季浙江省出现60余年最严重的高温少雨天气,7~8月全省平均气温、高温日数、极端最高气温均破1951年以来的最高纪录;梅雨期偏短,台风影响程度小,是引发高温的背景条件. 在高温发生的6个阶段中,第4阶段高温持续时间长且强度最大. 2013年夏季南亚高压和副高表现出明显的相向而行特征,偏强偏西的副高和偏强偏东的南亚高压在高低层叠加,控制浙江一带高低层,受下沉气流影响,对流活动受到抑制. 同时发现,副高中心强度和高温强度之间也存在对应关系.     

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.     

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.