毛乌素沙漠东部边缘中β尺度暴雨和冰雹综合分析

利用多普勒雷达资料、Micaps系统提供的常规观测资料和物理量场,对2006年9月20日发生在毛乌素沙漠东部边缘的一次强对流天气过程进行了分析。结果表明:冰雹和暴雨是由两块呈块状的中β尺度强对流单体造成的;地面能量比中α尺度"Ω"系统的生成,为能量的积聚和集中释放提供了有利条件;地面能量比中β尺度能量比低值舌的生成,为强对流天气的发生提供了抬升触发机制;冰雹和暴雨发生前,涡度场和散度场的耦合、影响雹暴区次级环流的形成,为雹暴的发生维持提供了动力机制;850 hPa等压面上湿正压场和湿斜压场的配合、以及湿位涡的三维空间结构,对雹暴的发生及落区有指示意义;在多普勒雷达径向速度场上,雹暴运动的前方对流层低层有中气旋生成,雹暴运动的后方对流层低层有中反气旋生成,而对流层中高层有辐散生成,且超级单体特征明显。     

两种尺度低涡背景下β中尺度强对流带的演变及成因分析

利用WRF中尺度数值模式,NCEP/NCAR再分析资料、多普勒雷达观测资料等,对2015年8月3日发生在山东地区的一次MCS过程进行数值模拟、潜热敏感性试验和对比分析,研究了在两种尺度低涡背景下MCS中β尺度强对流带的发生发展及其成因。结果表明:(1)在天气尺度的东北冷涡槽前,高层有强的高空急流存在,低层有不稳定能量释放为中尺度低涡以及对流发生提供有利背景场,低层低涡发展演变引起MCS的形成,其中伴随着β中尺度强对流带转向、合并以及弓状弯曲和暴雨的加强;(2)低层低涡切变导致多条β中尺度对流带以及小槽出现,当小槽中流场由西风-西南风变为西北风-西南风切变时,β中尺度强对流带发展并伴随小槽转竖,强对流带上南北风的加强是对流带转竖的关键;(3)由涡度方程分析,低层倾侧项对正的垂直涡度贡献最大,倾侧项中,水平涡度在垂直速度的作用下,在强对流区的前部有向正涡度的转换,在对流带合并前这种正涡度可延伸至另一个小槽中,使两个小槽的正涡度区加强合并,小槽和强对流带合并,小槽加深,槽前后南北风分别加大。在强对流带的后部为负涡度区,散度项对负涡度的贡献较大,在对流带合并期间后部散度项引起的负涡度区加大,反气旋扰动加强,导致强对流带出现弓状弯曲;(4)对流强盛前关闭潜热,导致三维风场改变,小槽减弱,扰动场分布散乱,强对流带迅速减弱消失。显见,本次过程中,潜热可引起β中尺度强对流带上小槽迅速加强有利于强对流带转竖。     

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。     

蒙古冷涡影响下宁夏两次典型冰雹天气对比分析

基于常规气象资料和宁夏中尺度区域数值模式MM5输出结果，应用天气学及诊断分析方法，对2004年6月14日和2005年5月30日发生在宁夏的两次典型冰雹天气过程，从环流背景、影响系统、冰雹落区、大气层结稳定度及动力条件等方面进行了对比分析。结果表明：两次冰雹天气过程均发生在宁夏冰雹易发期夏初季节的午后，是在＂西高东低＂有利于强对流天气发生的环流背景下，受蒙古冷涡影响而形成的。由于环流形势及其演变的不同，使蒙古冷涡移动路径有所差异，造成宁夏不同区域受到冰雹袭击。     

宁夏西吉两次诱发地质灾害的极值暴雨对比分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料和常规观测资料,对2013年6月20日和2014年6月18日西吉两次极值暴雨环流背景和形成条件进行对比分析,发现这两次暴雨均与稳定的环流背景和副热带高压活动有关,由青藏高原移出冷性低值系统和风向风速切变及低空急流影响所致。"20130620过程"西太平洋洋面有台风活动,发生在副热带高压西伸北抬期间,河套"歪脖子"高压使冷暖空气持续交汇于宁夏中南部地区;而"20140618过程"无台风活动,发生在副热带高压南退期间,河套弱反气旋环流使冷暖空气交汇于宁夏南部。过程发生前低层均有水汽辐合、能量积聚过程和整层抬升运动,"20130620过程"低层水汽辐合强、整层水汽含量和不稳定能量大但变幅小,风速随高度减小且垂直切变小,最大小时雨强小但持续时间长;"20140618过程"低层水汽辐合较弱但中高层辐散抽吸作用强,整层水汽含量拉升快变幅大,不稳定能量降幅小,风速随高度增大且垂直切变大,最大小时雨强大但持续时间短。     

福建省冰雹时空分布与天气气候特征分析

利用1960-2008年高空常规探测资料和福建省内各台站冰雹的观测资料,分析了福建省冰雹的时空分布和春季、夏季降雹的天气气候特征.结果表明:福建省20世纪80年代中期到90年代初期为冰雹多发期,90年代中期至今呈明显减少趋势.冰雹发生的季节分布呈双峰型,高发期在3-5月,次高发期在7-9月.空间分布表现为中北部多,南部少;山区多,平原少;内陆多,沿海少.冷空气与强暖湿气流相遇是春季降雹的主要原因,主要天气型(850hPa)为低涡冷切适中、冷切适中、冷切偏南、冷切偏西、低涡冷切偏西等,冷式切变和低空西南急流是触发大范围冰雹过程最重要的天气条件.下垫面被迅速加热,快速升温,午后局地上空形成强辐合区是夏季降雹的主要原因,主要天气型(500hPa)为副热带小高压和副热带高压边缘.     

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。     

东北冷涡下两次雷电过程特性对比分析

利用卫星、闪电和电场等资料对2009年6月江苏的两次受东北冷涡影响所致的雷电过程进行对比分析,探讨了发生雷电过程的天气形势和卫星产品等对强对流天气的指示作用,初步得出了同一环流背景下的两次雷电过程的特征:两次雷电过程都具备了较好的不稳定条件,但由于能量分布的差异,过程影响范围有所不同;5日雷电过程伴随冰雹,其正闪比明显高于只有闪电发生的21日;相当黑体亮度温度高低预示着对流活动活跃程度,大部分闪电分布在云顶温度低值区,或者温度梯度较大的对流旺盛区域;两次过程电场快变抖动都提前于地闪发生。     

一次中尺度对流系统的发生发展特征分析

通过分析2008年6月23日形成于冷涡成熟阶段的中尺度对流系统(MCS)的发生发展特征,得到:(1)MCS发生发展过程中,高空强垂直风切变维持,低层垂直风切变迅速增大。(2)湿Q矢量的低层辐合、高层辐散,加强了上升运动和次级环流,前者的增大对MCS的发展起了更大的作用。(3)雷达图上弱回波区、回波悬垂结构、三体散射现象、大的垂直累积液态水及低层速度图上的气旋式辐合的出现是冰雹发生前的有利信号。(4)湿斜压性及风垂直切变增大可能会促发MCS发生。地面风场辐合和水汽辐合加强了MCS的发展。对流层中高层干冷空气的侵入,使不稳定能量释放,导致了强对流天气的发生。     

2007年5～8月云南省雷电活动特点和致灾因子分析

对2007年5～8月雷电活动及其灾害成因进行了分析,结果表明:云南雷电活动频繁,但空间分布不均匀;雷电活动的时间分布基本呈一峰一谷变化,峰值出现在17～18时,谷值出现在10～11时;雷击灾害发生的可能性不但与闪电频数有关,还与闪电强度有关,闪电一般发生在回波强度≥40 dBz、组合反射率≥45 dBz、回波顶高≥12 km的具有典型强对流特征的区域;回波强度越强、顶高越高,发生雷电的可能性越大,出现的雷电灾害越严重;低槽切变、两高辐合型北方系统以及南海低压、热带辐合带型、西行台风型南方热带系统为雷电的发生发展提供了有利的环流背景以及动力、热力或者水汽条件;雷电发生在SI<0℃和θse850-θse500>6℃的强烈对流不稳定区域内.     

业务性防雹作业实时决策指挥系统的设计

本文论述了西北地区人工防雹业务性决策指挥的现状和面对的重要问题;探讨了目前无法识别的20%左右雹云在业务性防雹中的处理思路;以三级判别思路提出了业务性决策指挥系统的设计.     

西北地区雷暴气候特征分析

雷电产生于中尺度对流天气系统,具有明显的局地和时效特征,对西北地区气象站点历史雷暴资料的统计发现,夏季最强,春秋次之,冬季几乎无雷暴发生;地理分布呈三大中心区;与海拔高度、经度、纬度的相关分析及年际变化分析表明,地形地势是影响该地区雷暴的主要因子.高原上的雷暴云较其它地区容易产生冰雹,冰雹日数与雷暴日数比值最大为0.36.西北夏季大部分地方的闪电密度小于1个.km-2.a-1,夏季3个月的闪电密度有3个最强中心,新疆西部是最强的闪电密度中心,超过9个.km-2.a-1,7月中心最强,6月次之,8月较弱.     

辽宁地区一次暴雨过程成因的位涡诊断分析

2003年8月5—6日，受东移北上的华北气旋的影响，辽宁省大部分地区出现暴雨天气，其中彰武、本溪等地出现局地大暴雨。应用MM5非静力中尺度模式对这次暴雨过程进行了数值模拟，在模拟结果的基础上，利用位涡分析方法对这次过程进行了诊断分析。结果表明，在对流层低层有正位涡扰动存在，对强对流天气具有触发作用；对流层中低层的相对高位涡中心和对流层高层的较强低位涡中心相配合，有利于形成低层辐合与高层辐散，使得气旋得以维持和发展，从而为对流性降水提供了必要条件；在对流层中低层，出现高位涡中心地区可能形成暴雨中心。     

河北张家口地区雹灾区划研究

使用雹灾汇报资料,对本区的雹灾受灾频率、重灾频率和成灾面积比的分布做了区划分析。结果显示：受灾频率较大的地区基本与本区的坝头地带、坝上西部及复杂山地配合;较小的地区是海拔最低的洋河谷地。重灾频率和成灾面积比的分布与受灾频率基本相反。分析原因,主要是雹块大小与海拔高度呈反相关以及生长期的差异。     

青藏高原东北侧局地冰雹最大雹径识别方法

以3D-Barnes方案插值的新一代天气雷达反射率因子等高平面资料,用垂直累积液态含水量的理论模式计算雹云单体在降雹过程中的VIL,再用MAX函数逐个提取最大VIL(简称:VILmax),采用统计和回归处理技术,对2004~2006年5~8月青藏高原东北侧局地雹云单体的VILmax与对应地面冰雹最大雹径(简称:Rmax)之间的关系进行详细分析。结果表明,青藏高原东北侧局地冰雹Rmax与对应单体VILmax之间存在明显的正相关关系。     

中国1990—1996年冰雹灾害及其时空动态分析

依据《中国减灾》公布的１９９０－１９９６年月灾情信息,建立了冰雹灾害数据库,在此基础上,划分了中国冰雹灾害的组合类型,并绘制出了冰雹灾害的空分布图和时间变化图。     

解析一次超级单体风暴过程的维持机理

利用太原C波段多普勒天气雷达监测资料，分析了2004年7月3日山西榆次超级单体风暴的演变和结构特征，并探讨了其维持机理。结果表明：该超级单体系发生在蒙古冷涡控制的天气背景下，西北向移动的左移超级单体，其低层钩状回波位于超级单体的左前侧，两条出流边界分别位于钩状回波的西北和东南。中-强的垂直风切变和较高位置的干冷空气入侵，使下沉气流稀释严重、地面外流发展滞后和较弱；中高层入流的干冷空气辐合传播大于低层出流边界辐散传播速度，使驾御超级单体强弱和存亡的中气旋不断从环境场吸收能量，并在其内部维持-支强盛的上升气流，这些因素是该超级单体得以维持的主要原因。     

西北地区不同等级沙尘暴的空间变化与防治

通过资料分析，揭示了西北地区不同等级沙尘暴的分布范围与物质组成的空间变化及发生动力。研究表明，西北特强沙尘暴活动范围从荒漠源区一直到东南沿海及港澳地区，强沙尘暴活动范围包括荒漠源区到我国东部的河南郑州、开封、许昌以及山东菏泽等地，中等沙尘暴分布在荒漠源区到甘肃兰州等地，弱沙尘暴分布范围小，以点状分布为主；不同等级沙尘暴的物质浓度和组成不同；产生不同等级沙尘暴的动力不同；给黄土高原带来大量粉尘物质和造成严重灾害的主要是强和特强沙尘暴；对西北地区不同等级沙尘暴灾害的防治应采取分级防治和分区防治相结合的措施。