近50年中国汛期暴雨旱涝的分布特征及其成因

利用全国160个站点的汛期降水量资料，采用EOF展开并结合聚类相似方法分析了我国汛期旱涝的分布类型和暴雨雨量对每个雨型的多雨带位置和强度的贡献，还探讨了我国汛期主要雨型的500hPa大尺度环流背景。对暴雨和雨型的研究结果表明：主要多雨带中心区域与暴雨总量的显菩正距平区域有很好的一致性，这说明我国汛期8个主要多雨带类型的多雨中心主要是由频繁的暴雨造成的。     

一次低涡切变型连续性冰雹过程天气分析

对2004年7月13-20日西北地区东部出现的一次低涡切变型区域性冰雹天气过程,从其产生的大气环流背景和前期气候背景进行了讨论,并利用MICAPS提供的方法,对物理量场进行了初步分析,总结了其发生发展的客观规律。结果表明:形成这次连续性降雹的影响系统是500 hPa位于青藏高原东北侧到华北的低涡切变;深厚的不稳定层结和随高度增强的不稳定能量,是此次强对流发生的热力条件;有利的低层辐合与高层辐散的散度场是此次强对流发生的动力因子;随高度增强的上升运动为冰雹的形成提供了水汽条件。     

2021年6月大兴安岭地区暴雨洪涝灾害成因分析

2021年6月黑龙江上游大兴安岭地区发生特大洪水,出现历史上罕见的洪涝灾害。利用大兴安岭地区国家地面气象观测站、区域气象自动站、水文和水位站资料,采用统计方法,分析降水变化和主要江河洪水的特征。同时,通过欧亚500 hPa高度和距平场、EC模式500 hPa高度和850 hPa风场、物理量场,采用天气学原理及诊断分析方法,分析了暴雨形成的机制,对2021年洪水与历史洪水年进行了对比。结果表明：(1)大兴安岭地区秋、冬、春季降水量均偏多,使黑龙江上游江段水位偏高,土壤底墒含水率多,增加黑龙江上游河槽蓄水量,使黑龙江上游江河底水高,超警戒水位;(2)汛期雨季来临早,受东北冷涡影响,6月中旬两次暴雨叠加,低层高温高湿的不稳定能量与中高层向南渗透的冷空气结合,导致中低层位势不稳定的建立,为暴雨过程提供动力、热力和水汽条件;(3)强降水集中,加之上游来水比重大,形成暴雨洪水,导致洪峰水位高,超警幅度大,造成2021年6月大兴安岭地区发生暴雨洪涝灾害。     

2011年陕西秋季强连阴雨天气的大气环流异常特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了陕西2011年秋季强连阴雨期间的欧亚大气环流异常特征。结果表明:这次强连阴雨天气具有雨量大,暴雨范围广,站次多、降水集中等特点。欧亚500 hPa高度距平场"北高南低"的分布是这次强连阴雨天气产生的大气环流背景,500 hPa乌拉尔山到中亚阻塞高压稳定维持,脊前偏北气流引导冷空气从贝加尔湖与巴尔喀什湖之间的蒙新高地南下,在贝加尔湖与巴尔喀什湖之间形成一条冷舌,同时西太平洋副热带高压稳定,强度偏强,冷空气在东移南下过程中,在秦岭山脉附近与西太平洋副热带高压外围暖湿气流持续交汇,对流层低层秦岭山脉及其邻近地区有较常年同期明显偏强的上升气流,700 hPa流场台湾岛以东气旋性环流的异常维持,偏强的华南偏东气流和高原东侧偏南气流为陕西持续性强降水或连阴雨天气中暴雨发生发展输送了充足水汽。这种环流分布有利于陕西持续性强降水天气产生与维持。而西太平洋副热带高压稳定与副热带急流中心入口右前方动力强迫作用激发的垂直运动,也为陕西强连阴雨中强降水天气产生提供了有利动力环境场。     

四川盆地突发性暖区暴雨特征及环境场条件分析

本文统计了2012～2018年四川盆地在弱天气系统影响条件下出现的30次突发性暖区暴雨过程,按850hPa影响系统将其分为了偏东风型、偏南风型和低涡型3类,并利用地面自动站和实况探空观测资料统计了暴雨的时空分布特征和相关物理量阈值,利用ERA-Interim再分析资料对各类暴雨的环流平均场进行了分析。主要结论为:(1)偏东风型和偏南风型暴雨均出现在盆地西部,其中偏东风型雨带更靠近龙门山脉,低涡型暴雨主要出现在盆地南部,3类暴雨过程中的短时强降水具有明显的日变化特征,都是夜间增多,次日上午减少;(2)暖区暴雨临近时,500hPa四川盆地为西太平洋副热带高压外围的偏南或弱波动气流,700 hPa云贵至四川盆地为西南气流,850 hPa贵州至四川盆地为偏东或偏南气流,平均风速增大2～4m·s~(-1),暴雨主要出现在850hPa风速辐合及浅薄的低涡环流区域,在偏东风型暴雨过程中,龙门山地形的强迫抬升也起到了重要作用。(3)暖区暴雨发生在异常高能高湿的条件下,850 hPa平均比湿达16.8 g·kg~(-1)、CAPE平均值达1956 J·kg~(-1)、K指数平均值达40.1℃,显著高于气候平均值和一般暴雨过程。     

2011年秋季强台风“纳沙”导致广西灾害成因分析

2011年第17号强台风"纳沙"于9月30日20时在越南北部减弱为热带低压后,其中心并没有深入到广西内陆却给广西带来持续3d的暴雨天气,导致全区受灾人口323.15万,因灾死亡7人;农作物受灾面积38.265万hm2,直接经济损失高达26.88亿元。利用MICAPS常规观测资料、自动站资料、卫星云图以及ECMWF等资料,对1117号强台风"纳沙"减弱后导致广西严重灾害的成因进行了分析。结果表明:①"纳沙"进入北部湾并在越南北部沿海登陆减弱为热带低压后,青藏高原东移的冷空气从低层渗透进入华南西部,并与"纳沙"东部的偏南气流在桂南汇合,形成中尺度辐合线,使得广西南部的动力辐合和上升运动得以加强和维持;②"纳沙"东部强盛的东南风急流将南海大量的水汽输送到广西上空,为持续性暴雨提供充足的水汽;③"纳沙"减弱消亡后,其外围环流位于广西南部上空的垂直风切变小,在这种环境条件下,有利于热量、水汽的积聚和辐合上升运动,有利于对流云团的发生发展并释放大量的凝结潜热,对暴雨的增幅也有重要的正反馈作用。     

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。     

河北夏季低涡暴雨的统计研究

对河北省22个国家基准站和基本站及北京、天津1991-2000年10年的夏季低涡暴雨个例进行了统计与合成分析，划分了河北夏季低涡暴雨的天气概念模型，对燕山南麓及太行山东麓的低涡暴雨特征进行了研究。对高空形势场、低空风场、暴雨落区及强度等方面的分析表明，造成该地区暴雨的低涡系统主要为西北涡，其次为东蒙冷涡，影响最小的是西南涡。西北涡主要影响太行山南部地区，东蒙冷涡主要影响燕山南麓，以7、8月份较多；西南涡暴雨仅发生在7月份。70％的西北涡暴雨，南方有台风或热带气旋出现。经向型西北涡的水汽源地主要是黄海和东海；纬向型西北涡和经向型东蒙冷涡的水汽源地主要是南海和孟加拉湾。500hPa中纬度经向型的环流形势更有利于低涡暴雨的持续性，降雨强度也更大；暴雨区一般出现在700hPa低涡暖切变附近，最大风速区的左侧。     

陕西暴雨若干特征的综合分析

以1970年以来发生在陕西的暴雨、大暴雨为研究对象,使用高空及地面探测资料、卫星云图等监测信息,采用天气学分析、动力学诊断、数值模拟等方法,对陕西持续性暴雨、暴雨的高空和地面中尺度系统、暴雨中尺度对流系统(MCS)、近海台风对陕西暴雨的影响等多方面的特征进行了总结分析.加深了对青藏高原东部暴雨实例和理论的进一步认识和理...     

影响广西两次低温灾害及物理机制对比分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料对比分析了2016年1月23-28日和2008年1月13日至2月5日影响广西的两次强冷空气的灾害特征、环流形势,动力机制。分析表明:2016年强冷空气过程阻塞高压比2008年冷空气过程的高压异常偏强。2016年1月冷空气过程中高纬度环流为两槽一脊型,强冷空气沿西路迅速南下,导致广西近50年最南雪线。而2008年1月强冷空气天气过程,中高纬度维持稳定的东高西低形势,冷空气东路南下影响,导致广西近50年最长期的冻雨和冰冻天气。负涡度往乌拉尔山东部高压内部持续输送,支持了2008年1月阻塞高压不断重建、维持。2008年冷空气过程因为孟加拉湾水汽持续输送,维持了长期冻雨和冰冻天气,2016年冷空气过程由于水汽不足,导致少量降雪过后迅速转晴天。     

一次局地暴雨过程的湿位涡诊断分析

利用绝热无摩擦大气湿位涡守恒理论和常规的地面观测资料、NCEP再分析资料(水平分辨率1°×1°),对河北省东北部2008年6月25日的局地暴雨过程的湿位涡场进行了诊断和分析.结果表明,MPV1 "正负值区垂直叠加"的配置提供了暴雨发生、发展的有利形势;湿位涡在这次暴雨过程前期850hPa上MPV1＜0及MPV2＞0的演变,综合反映了暴雨区对流不稳定和斜压不稳定的增强;暴雨区位于对流层低层MPV1零线附近、MPV2过渡带的等值线密集区内;湿位涡的大值区与强降水区有很好的对应关系     

异常环流背景下贺兰山地形对8.21特大致洪暴雨的影响分析

利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料对2016年8月21日傍晚到夜间贺兰山沿山特大致洪极值暴雨展开研究,分析了异常大气环流形势及其影响,并利用天气研究和预报模式WRF(Weather Research and Forecasting model)进行数值模拟和地形敏感性试验,研究了贺兰山地形对暴雨过程的影响。结果表明:超强厄尔尼诺结束后的盛夏,大气环流形势发展异常,8月南亚高压和副热带高压异常偏强,西北地区东部处于高温、高湿、高能控制,副高的快速进退和冷平流的入侵,触发暖湿不稳定能量强烈聚集与快速释放,导致特大暴雨的爆发。其发生在200hPa高空急流分流区即强辐散区、中空西南气流的高温高湿区、低空偏南急流轴左侧流场最大弯曲处的强暖平流区、850hPa偏东大风速轴南侧的风速辐合区,天气尺度强迫作用相对较弱的环境中,500hPa短波槽与700hPa、850hPa低涡切变线和偏南偏东急流以及地面气旋式切变辐合线共同作用是其发生的主要影响系统。贺兰山地形对特大暴雨的发生有明显的增幅效应,主要是贺兰山地形阻挡与强迫抬升作用,促使低涡切变强烈发展从而影响了降水范围、强降水落区及其中心位置等。     

陕南近期两次特大暴雨天气成因的对比分析

采用天气动力诊断分析方法,对陕西秦岭山脉南麓两次小范围特大暴雨（2002年6月8日佛坪特大暴雨与2003年8月29日宁陕特大暴雨） 发生的环流背景、主要影响系统、垂直环流和热力学特征等进行对比分析,指出在相对稳定的环流形势下,高空急流与低空急流耦合形成低层辐合与高空辐散垂直结构与不稳定的大气层结是小范围特大暴雨形成的主要原因之一.     

青藏高原冬、春季沙尘暴频次时空分布特征及其环流背景

利用1961-2002年青藏高原29个气象台站的沙尘天气资料,分析了冬、春季沙尘暴频次的时空分布和变化,并结合欧洲中心再分析资料的200 hPa高度场数据,分析了冬、春季沙尘暴异常年份对应的环流特征。结果表明:青藏高原的沙尘暴主要集中发生在12月至次年5月,1961-2002年间其发生频次呈显著减少的趋势;阿里高原、柴达木盆地、三江源区和雅鲁藏布江中游地区为沙尘暴的高发区域;沙尘暴高发中心随季节的推移由藏南逐渐北移至羌塘高原及塔里木盆地;冬、春两季200 hPa高度场在沙尘暴强年均表现出纬向西风气流增强,传输到地面的能量增加,利于沙尘暴天气的形成,而在沙尘暴弱年均表现为经向环流增强,阻碍了能量的向下传输,不利于大风天气的形成。     

广西冻雨气候及天气形成的机理分析

利用广西1952-2008年57年每年11月至下一年3月89个市县级台站地面报表资料和NCEP资料,对广西近20年来冻雨的多年空间分布特征和主要影响系统、温度、水汽等特征进行了探讨。结果表明:冻雨发生的周期是6～7年,基本发生在广西23°N以北区域。冻雨分布图上24～25°N有3个高值中心,这3个中心和地形图上3个高值中心基本重合。月平均温度10°N以内区域为冻雨易发区。广西冻雨天气主要有两种类型:阻塞型和两槽一脊型。阻塞型比两槽一脊型一般来说,冻雨维持时间更长。风场结构,上南风、下北风的层结结构加上中低层水汽发展旺盛,是广西冻雨形成的一个条件。在垂直方向,逆温层的存在是冻雨发生的关键。     

东北区夏季低温冷害的长期预报

利用东北区三大站(沈阳、长春、哈尔滨)50年(1951-2000年)夏季平均气温、前冬和夏季500hPa高度场、距平场及副高面积指数和海温场资料,对东北夏季低温冷害的环流特征进行了分析,建立了东北区夏季低温冷害预报模式;用春季高度距平平均场建立了夏季低温冷害天气预报模型。结果表明,东北区低温冷害与冬季副高面积指数及500 hPa乌拉尔山附近的高度值呈正相关,与冬季西风漂流区附近(40°~45°N,160°~150°N)海温场呈反相关;所建方程及模式预报拟合率和预报准确率都比较高,且可提前3个月左右进行预报。     

东北区夏季低温冷害的长期预报方法研究

利用东北区三大站(沈阳、长春、哈尔滨)50年(1951～2000年)夏季平均气温、前冬和夏季500hPa高度场、距平场及副高面积指数、海温场资料,对东北夏季低温冷害的环流特征进行了分析,建立了东北区夏季低温冷害预报模式;用春季高度距平平均场建立了夏季低温冷害天气预报模型.结果表明,东北区低温冷害与冬季副高面积指数及500hPa乌拉尔山附近的高度值呈正相关关系,与冬季西风漂流区附近(40°～45°N,160°～150°N)海温场呈反相关关系.所建方程及模式预报拟合率和预报准确率都比较高,可提前三个月左右做出预报.     

基于多指标综合降水指数的安徽省暴雨灾害的时空演变

基于安徽省77个气象站点1973—2017年件暴雨事件的雨量、频次、强度、贡献率、持续性等特征,通过与实际灾情比对构建了的多指标综合降水指数,以此探求了研究区暴雨灾害的时空演变。主要结果表明：鉴于大暴雨累积量、暴雨最长持续日数、最大过程降水量与实际雨涝灾情统计数据的线性关联最好,由其构建了适用于研究区风险评估的暴雨灾害指数(RDI);基于RDI空间分布的年代际变化,安徽省暴雨灾害的高风险区域主要分布在江淮之间的大别山地区、长江以南的皖南地区、沿淮地区的西部;安徽省暴雨灾害呈现出一定的增强趋势,特别是呈现显著增加趋势的站点主要集中在沿淮地区;暴雨灾害等级与环流指数呈现出显著的时滞相关性,特别是前冬期西半球暖池指数的数值偏高表征着来年汛期安徽省高危害的暴雨灾害。     

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。     

1999-2008年湖南省暴雨特征分析

分析了1999-2008年湖南省暴雨的时空特征,并从地形和低空气流、水汽条件等方面分析了该省暴雨时空分异的原因。分析结果表明:(1)春季和夏季暴雨总日数较多;春季,湖南东部的西北、中部和西南部暴雨日数较多,且东部比西部暴雨总日数多;夏季西北和东南暴雨日数较多;秋季,东部暴雨总日数比西部多;冬季,暴雨分布在岳阳-益阳、株洲北部-衡阳北部-永州北部-邵阳南部这两条西南-东部走向的带状区域。(2)春季,湖南北部和西部日暴雨降水较多;夏季,湖南山区日暴雨降水较多,日暴雨降水从东南至西北呈多-少-多的带状分布。秋季,在临湘-平江-长沙县、长沙市域、望城-湘潭-衡山-衡阳市域-祁东-祁阳、永州市、双牌-蓝山、临武、嘉禾这一带状区域暴雨日平均降水较多;冬季,株洲北部-衡阳北部-永州北部邵阳南部一带的平均日暴雨降水较多。(3)冷暖气流交汇、山地对暖湿气流阻挡以及山地有利于湖南平原地区暖气团维持是该省暴雨时空分布一个重要原因。(4)春季和夏季水汽条件相对秋季和冬季充足,导致春季、夏季暴雨比秋季和冬季暴雨要多。