“威马逊”台前飑线天气背景成因和雷达预警方法

用常规气象观测资料和多普勒天气雷达观测资料对“威马逊”台前飑线的天气背景和雷达回波特征做了分析。结果表明:华南区域大气层结不稳定,广西东南部有中层干区和较强垂直风切变是该区域台前飑线发生和雷暴大风多发的主要天气背景成因。“威马逊”台前飑线由三段短弓形回波组成,东部弓形回波具有较典型的雷暴大风回波特征。以空间适用性和时间提前量作为衡量标准进行对比,发现反射率核心下降的实用性和预警效果最好,其次为中层径向辐合和地面辐散。     

一次飑线过程的全闪活动特征分析

结合VLF/LF全闪定位系统、多普勒天气雷达、探空资料,对2013年7月5日江苏地区一次典型飑线过程的全闪活动特征进行了详细分析。结果表明:云地闪比的下降、上升预示着飑线过程中雷暴的加强、减弱;云闪主要分布在4~8 km高度,云闪频数最大值出现在5 km处;结合云闪变化情况和探空资料推测雷暴云内电荷为三极性电荷结构;对流区的闪电密度远大于层状云区。相比于正地闪,负地闪集中在雷达回波的强对流区。云闪发生位置更具随机性,易发生在弱回波区和层状云区;闪电的发生与云顶高度有很高的相关性,云闪发生位置与剖面反射率因子中强回波区的发展有很好的一致性。     

陕西MCC特征分析及预报与减灾对策研究

运用卫星云图、常规观测资料对发生在陕西的中尺度对流复合体(MCC)的环流形势、水汽输送等特征进行分析。结果表明:陕南出现的MCC约占全省总数的80%,多形成于傍晚至凌晨。陕西出现MCC时,200h Pa有着相似的环流形势,均出现在南压高压的东北侧、副热带高压西北侧边缘偏南暖湿气流区域;对流层中低层,甘南-四川东部地区都有低涡或切变配合;地面图上四川东部及陕西南部多为稳定少动的热低压,影响MCC的冷平流多经甘肃东部入侵陕西境内,增强了对流中低层的低涡斜压性进而触发对流。云图特征显示:陕西MCC以对流单体发展加强形成的居多,这类MCC多出现在陕南强降水过程中,具有稳定少动、北伸不明显的特征;也有对流云团合并、冷锋云前部暖区新生对流云团发展加强形成的MCC,该类MCC北伸、东移相对明显。云顶亮温(TBB)显示:陕西MCC的强降水出现在TBB梯度最大一侧,最大小时降雨量与TBB的最低时段对应较好。上述特征对研究陕西致洪暴雨的预报、预警及防灾减灾服务具有很好的借鉴作用。     

广西强对流天气的天气形势分析与雷达临近预警

分析2004-2008年广西强对流天气灾害与各层天气资料得出强对流的大尺度背景场特征,进行了广西大风、冰雹等强对流天气的天气分型.然后利用桂林CINRAD-SB天气雷达产品给出3种对流性天气雷达回波特征,并找出临近预警指标.同时利用TREC交叉相关方法预报强对流回波未来的移动方向.     

龙门山脉东麓一次强风暴灾害气象特征分析

利用常规加密地面观测资料、L波段探空资料及多普勒天气雷达资料,对2016年5月5日傍晚发生在德阳什邡市的一次强降水超级单体风暴进行了综合气象分析。风暴发生前的垂直探空资料显示出整层大气非均匀结构、中层蜂腰结构、风场整体顺滚流、对流层顶超低温等特征;多普勒雷达观测显示,风暴右前侧出现V型缺口,风暴中层出现有界弱回波区,中气旋从中层向高层及低层发展等强降水超级单体特征;垂直累积液态含水量与垂直累积液态含水量密度的演变特征对于冰雹云的形成与衰减、强降水的产生及地面大风有较好的指示作用。     

江西外来飑线的常见卫星云图特征

利用常规红外云图、天气形势和地面等资料,对江西外来飑线天气过程的云图特征进行分析,结果表明:影响江西的外来飑线在云图上常见有3种特征,即中尺度对流云团、狭窄积云线和冷出流边界所致的对流云带。外来飑线云图特征,常常提前于雷达探测时间而发现回波,掌握这些云图特征,对早期发现外来飑线系统十分有利。     

盛夏昆明两次致灾大暴雨对比分析

应用常规观测资料、FY-2D、2E卫星观测资料及新一代多普勒雷达回波资料,对“2013.07.19”和“2017.07.20”昆明两次大暴雨对比分析,结果表明:两次过程均出现在全省强降水过程大背景下,强降水时段均出现在盛夏7月的夜间,集中在北部和东部。2013年过程降水量较大,持续时间较长,洪峰水位较高,而2017年过程小时雨强和雷暴次数为最强,城市内涝范围和灾情影响程度较大;两次环流系统均是两高辐合、低涡切变配合暖湿气流共同作用,但2017年有明显的系统前倾,辐合更强;不稳定特征显示,高冷低暖,对流特征指数均体现为对流性不稳定,但2017年CAPE较大、高层冷平流较强,高低空强垂直切变明显,对流层高层干冷空气下侵增强了对流不稳定;滇中昆明均处在MPV 1?0、MPV 2?0的大气对称不稳定条件下强的对称不稳定区,2017年过程由于积聚了大量的较强不稳定能量,强对流天气剧烈但持续时间较短;整层水汽通量散度辐合区分布基本一致,与降水区基本对应;中β尺度对流云团是两次大暴雨的直接影响中尺度系统,但2017年云团强度更强,对流性特征更明显;多普勒雷达回波特征表现, 2013年过程为带状混合型降水回波,持续少动,中尺度系统有暖平流、中尺度辐合区持续影响,回波顶高8～10 km,且最大回波强度46dBZ,而2017年过程为团状、涡旋状对流性降水回波,回波强度强于2013年,小时雨强较大。     

广东2010年5月一周两次暴雨过程的对比分析

2010年5月中旬,广东省在一周之内连续遭受了两次区域性暴雨过程,其频次之高、雨量之多、强度之大为历史同期所少有。对这两次暴雨过程从水汽输送、动力结构、大气稳定度和雷达特征等方面进行了对比分析。结果表明:两次暴雨过程的环流形势及影响系统不同,水汽输送和辐合强弱与暴雨范围有密切关系,降水强度不但受大气不稳定度影响,动力触发更可能是引发强降水的关键因素;产生暴雨的飑线通过吸收合并其移动前方和沿近地层辐合带新生单体得以维持和发展,飑线上的HP型超级单体是产生降水峰值的主要载体。     

2019年辽宁开原龙卷风观测事实分析

利用加密自动站、FY-4A卫星及多普勒雷达等观测资料,对2019年7月3日辽宁开原突发龙卷天气进行分析。结果表明:在冷涡减弱阶段,中纬度冷空气活动频繁,冷涡底部500 hPa与850 hPa的短波槽垂直分布,利于辽宁北部对流不稳定加强。FY-4A可见光云图显示,开原龙卷生消迅速,有明显的上冲云顶。雷达反射率因子特征是,对流单体合并形成超级单体,出现连续体扫的中气旋、并伴有钩状回波,三维显示出现空洞结构;强回波区向移动方向一侧倾斜、垂直剖面存在穹隆结构和有界弱回波区时,钩状回波处最容易产生龙卷;空洞的位置与中气旋和钩状回波中心区相吻合,表明超级单体在此处产生强烈涡旋,有利于漏斗云脱离母体向地面发展。速度产品上出现对称的正负速度区,旋转速度持续增大,且正负速度区不断向下发展,低仰角探测到紧邻的速度对时,中气旋相应也出现向下延伸和迅速收缩,预示龙卷的发生。东北冷涡以及蒙古气旋前侧低压带、低层干冷空气侵入导致锋生等动力条件,是辽宁北部对流的天气尺度和中α尺度的触发机制。     

山西北部一次飑线大风的多普勒雷达特征

利用山西省北部大同地区多普勒雷达的基本反射率因子、组合反射率因子、速度剖面图、垂直液态含水量、回波顶及VWP产品,结合环流形势和自动站分钟数据资料,对2010年6月16日发生在大同地区的飑线天气过程进行了分析。结果表明:这次飑线过程发生在高中低三层的冷涡环流形势和地面冷锋前的暖区;飑线过境时压、风、温三要素出现剧烈变化;研究极大风速≥16.8 m.s-1的台站时发现:飑线过境时两个站出现的速度极大值与外流边界的影响时间相吻合,四个站出现的速度极大值与强回波下沉气流影响时间相对应;冷涡携带的冷空气使飑线后部入流不断得到补充,而前侧暖湿气流沿着后部入流爬升,不断产生新的单体,是飑线能够维持、发展的主要原因。     

“2014.5.10”云南怒江州福贡泥石流成因分析

2004年5月10日云南怒江州福贡县石月亮乡发生泥石流等地质灾害,造成人员、经济重大损失。分析了此次泥石流形成的条件,并着重探讨了天气学成因,结果表明:脆弱的地质环境、陡峻的迎风坡、便于集水、集物的地形地貌和丰富的松散物质是怒江贡山泥石流易发生的有利地质地貌条件;连续性累积降水及短时间暴雨的产生为泥石流提供了较好的水源条件;高原短波槽与孟加拉湾南支槽东移合并,中、低层槽前西偏南暖湿气流500 h Pa偏西北气流是形成怒江暴雨过程的大尺度天气环流背景;地面辐合线、干线、低层显著湿区、湿舌等是导致降水的中尺度系统;高能高湿的潜在不稳定及近地层的水汽辐合是暴雨发生的有利条件;多普勒雷达图10~20 d Bz分散的絮状回波、部分35 d Bz块絮状回波、卫星云图多絮状对流云、无强对流云团活动反映此次暴雨过程为非对流性暴雨。     

北京城区"7.10"灾害性强降水分析

对2004年7月10日发生在北京城区的灾害性强降水过程进行了分析.结果发现,造成本次城区暴雨的天气系统为一中β尺度对流云团,它生成于河北西北部的偏南暖湿气流中,在移到北京城区发展并停留的1～2h内,造成了本次强降水过程.大尺度背景场分析表明,暴雨发生前北京即处于有利降水的形势场中,地面中尺度辐合线可能是强对流的触发系统.此外还初步分析了城市环境对强降水的增幅作用.     

江淮地区致灾强对流天气流型配置及层结特征分析

利用常规高空、地面观测资料,对2000-2010年发生在江淮地区的500余次致灾强对流天气过程进行天气综合分析,结合强对流天气发生发展过程中环流形势演变及天气系统空间配置,提炼关键环流特征,建立江淮地区致灾强对流天气发生时对应的5种典型天气型:高空槽前型、冷涡(槽)后型、副高边缘型、副高控制型和热带系统型。基于上述分型,对江淮地区不同天气型下致灾强对流天气类型发生频率的统计分析表明,副高边缘型是江淮地区发生短时强降水、雷暴大风及龙卷频次最多的天气型,特别是龙卷天气在这种背景下发生频率达到66%;冰雹天气最易出现在冷涡(槽)后天气型下,55%冰雹天气发生在冷涡(槽)后天气背景下;而与热带系统相联系的天气型下,江淮地区多见短时强降水天气,发生冰雹的概率很小。通过对比分析不同天气型下各类强对流天气发生前合成探空特征讨论不同类型强对流天气发生的对流环境差异。     

强台风“纳沙”暴雨中尺度特征分析

利用海口多普勒天气雷达、闪电定位和日本静止卫星0.05°×0.05°TBB资料,对1117号强台风"纳沙"造成的海南岛暴雨的中尺度特征进行了分析。结果表明:台风暴雨分布特征与TC环流和地形增幅密切相关;明显的辐合性暖平流和"列车效应"有利于暴雨的持续;最大回波强度和小时雨量间有很好的对应关系,建议了海口多普勒雷达TC估测降水产品使用公式Z=230R1.25;海南岛强降水时段TBB值普遍小于-70℃,但仍属于降水效率高的弱对流;西半部地区强降水出现时间与中尺度对流云团对应较好,而东半部地区中尺度对流云团的发展则超前于强降水出现时间。     

基于RKW理论的广西一次飑线过程演变特征分析

利用NCEP-FNL资料、多普勒雷达资料、风廓线雷达资料、加密自动站资料,对2018年3月4日广西一次飑线过程的演变特征进行分析。结果表明:本次飑线过程是由外来雷暴单体移入广西,在有利的环境条件下组织成线状对流而形成;对流层中低层强的西南气流使雷暴单体移动过程中合并、组织以及雷暴冷池出流边界的强迫抬升作用是飑线形成的直接原因;飑线发生前及影响时段广西具备强低空垂直风切变环境,在广西北部自西向东呈现相对的高-低-高的分布特征,风切变矢量与飑线回波近乎垂直;飑线冷池传播速度及环境低空风垂直切变的变化造成的二者比值(冷切比)的变化能很好地对应飑线演变特征;将飑线后部急流引发的风切变包括到低空风切变之内,对冷切比进行修正,能够更好地解释飑线的消亡。     

基于MODIS数据的云降水估计方法

利用卫星遥感资料定量估计降水及其区域分布对强降水等灾害性天气监测具有十分重要的意义,还可弥补常规气象观测的不足,提供更为丰富的降水信息。(1)利用MODIS卫星的可见光、近红外、短红外、中红外和热红外波段数据,采用云指数法和多光谱综合法对云类型进行了判识,有效地分类出云和冰雪、卷云、水云和高、中、低云。(2)在云分类的基础上定量反演了各类云参数,包括云顶亮温梯度、云顶亮温最小值面积变化、不同量级的云顶亮温面积及变化趋势、对流云的核心位置判别、亮温方差和大气中的水汽含量等因子参数,结合地面实测降水数据和地表高程数据,建立了降雨的强度的定量估计模式。(3)通过对2007年7月16-18日、26-29日的新疆大降水过程进行降水估计,并对估计值与区域站地面实时观测降水值作了比较,结果显示相对误差为31.97%,均方根误差为2.31 mm。降水量级的定量误差在±3 mm以内的占66%,±5 mm以内的占86%。因此,该模式具有较好的降水估计效果。     

三次不同类型强对流天气过程的闪电特征对比分析

本文利用VLF/LF三维闪电监测定位资料,结合雷达及加密地面自动站等资料,详细对比分析了北京地区三次不同类型强对流天气过程的闪电活动特征,结果表明:(1)冰雹过程中闪电活动与雷达回波的对应性最好,随强回波区的移动而移动;雷暴大风过程中闪电活动与雷达强回波的对应性较差,闪电频数少且比较分散;对流性暴雨过程中,当块状回波刚进入北京范围时,闪电活动与雷达回波基本对应并且闪电密度很大,之后闪电频数减少且分布分散,但在回波发展加强形成55dBZ的线状回波后,闪电活动又增强且分布在线状回波的前部。(2)在冰雹、雷暴大风、对流性暴雨发生期间,闪电活动强烈,闪电频数从大到小依次为对流性暴雨过程、冰雹过程、雷暴大风过程;在冰雹过程中,云闪所占比例不断增大,至降雹结束后云闪数超过地闪数;雷暴大风过程中始终都是云闪活动占主要地位;对流性暴雨过程中始终是地闪尤其是负地闪活动占主要地位,但随着回波强度的增强云闪比增大。(3)云闪发生的平均高度冰雹过程最大,其次为对流性暴雨和雷暴大风过程;云闪的平均雷电流强度也有同样的比较关系。     

一次春季雹灾的多普勒雷达产品特征分析

利用常规高空、地面观测资料以及三门峡多普勒雷达资料,对2016年4月27日山西运城市的雹灾天气进行分析。结果显示:高空冷温槽是雹灾发生的大环流背景。雹灾发生前大气特征具有上下干、中间湿的"蜂腰状"结构,高低空差动温度平流造成强烈的位势不稳定,强的垂直风切变及低层大的切变曲率,有利于超级单体和多单体风暴发展;地面中尺度辐合线有利于强对流风暴发展,超级单体发生前1 h地面有中尺度辐合线生成,中低层具有钩状回波特征,并伴有弱的中气旋;多单体风暴与地面中尺度辐合线相伴而生,在发展过程中有中气旋生成,并出现风暴顶辐散;春季-20℃层高度低于6 km,与0℃层厚度差小于3.5 km,利于形成密集的大小不均冰雹,对农作物损伤严重。     

广东前汛期强对流天气分类流型及物理量阈值

本文利用常规高空、地面和自动站观测资料,对2004-2013年广东前汛期分类强对流天气的影响系统及其位置和动态的详细分析和比较,归纳总结了不同类型强对流天气与影响系统之间的有机联系和显著区别,结果表明:大范围短时强降水大部分在高空槽影响下伴有纬向型切变线和低空急流,而区域性短时强降水更依赖于地面低槽的发展;大范围混合强对流天气多数与径向型切变线密切相关,低槽发展所带来的不稳定能量积蓄和冷锋的触发易使对流天气更强烈发展。建立了不同类型强对流天气的流型,总结了各流型天气系统特点和简化物理量指标及阈值,为今后广东强对流天气分析和分类预报提供了明确的思路和参考依据。     

积雨云孕育着风暴灾害

夏季的积雨云不仅仅是突发性的刮风下雨,造成风灾、水灾、雷击,有时还会发展成冰雹云,形成局地性的雹灾。而冬季的积雨云则往往会产生风雪交加的恶劣天气,致使人民的生命财产受到雪灾、风灾、冻害的威胁。特别是当积雨云强烈发展成中尺度乃至大尺度的产物风暴时(包括多单体、超级单体、龙卷、台风等),给人类带来的灾害则是极其严重的。多单体风暴,包括多个对流单体,这些单体迅速发生变化,且由于单体之间的相互作用,因此具有单体风暴本身无法具有的特征,是一种中小尺度的“强雷暴”系统。其过境时,出现大风暴、雨、冰雹、龙卷等强烈天气现象中的一种或几种。