闽西北一次暴雨过程分析

本文利用NCEP/NCAR再分析资料、地面、高空常规观测资料,研究了闽西北一次暴雨过程的天气学成因、触发及维持机制。本次暴雨发生在稳定的西太副高暖湿气流与西风带小槽干冷空气交汇的背景下,低层西南急流提供大量水汽并降低了层结稳定度,切变线上的低涡活动触发了暴雨。高空急流带来的高层辐散和低层切变线引起的辐合耦合,产生强烈上升运动,使得暖湿气流抬升凝结成雨。由300h Pa与850h Pa散度差分析,发现其与暴雨的落区和时间有很好的对应关系。不稳定能量分析表明,暴雨发生前,闽西北出现一条假相当位温高能舌,暴雨发生后,随着不稳定能量的释放,高能舌也减弱。     

南方冰冻雨雪灾害年的环流及气象要素异常的统计分析

利用NCEP/NCAR的2.5°×2.5°格点的逐日再分析资料,通过分析我国南方19个冰冻雨雪灾害年的36个冰冻雨雪天气个例的环流形势,总结了发生冰冻雨雪天气的4种天气类型:北脊南槽型、乌山脊型、横槽南支型和高纬低涡型,后两种天气类型持续时间长、影响范围广,极易造成南方严重的持续冰冻雨雪灾害;进一步分析南方持续冰雪天气的物理量场和要素场特征,结果表明,对流层低层850~700 hPa辐合中心较垂直上升速度中心提前1~2 d出现,预示低温雨雪增强;冻雨严重年份在700 hPa维持大于0℃的融化层,南支槽前的西南急流为雨雪天气提供了水汽和热量输送,这种配置利于冻雨天气的发展和维持。天气类型的建立及气象要素的统计有利于为南方冰雪灾害天气预测预警服务。     

不同边界层方案对一次西南涡暴雨过程模拟的对比试验

利用WRF中尺度预报模式（V3.7.1版本）采用6种边界层参数化方案（YSU、MYJ、ACM2、MYNN2.5、BouLac、QNSE），对2015年8月16日~19日一次西南低涡强降水过程进行数值试验，对比分析了不同边界层方案对西南涡特征、降水及边界层物理量场等模拟的影响。结果表明：6种边界层方案对西南涡路径、强度及降水的模拟具有明显的影响，其中ACM2方案对低涡移动路径和降水的模拟效果最好。不同边界层方案模拟的位势高度和风场、相对涡度、垂直速度和相当位温的分布具有显著的差异，YSU和QNSE方案模拟的西南低涡中心的正涡度柱可从对流层低层伸展到200 hPa，ACM2方案模拟的相对涡度与实况最接近。6种方案均较好地模拟出了边界层高度、地表感热和潜热通量的日变化特征，其中QNSE方案模拟的边界层高度和地表热通量的值最大，而ACM2模拟的值较小，这可能与QNSE方案考虑了湍流与波的共同作用等更为细致的物理过程有关。可见，不同边界层方案对西南涡暴雨过程中不同物理量场的模拟有着较大的影响，选择合适的边界层方案能提高对西南涡天气过程的预报准确率。 关键词： 参数化方案；西南低涡；降水；边界层结构；数值模拟     

三峡上游地区一次西南涡暴雨过程中尺度特征诊断和数值模拟

结合高空、地面实况观测数据以及1°×1°NCEP客观再分析资料,对2009年6月28日20时至29日20时(北京时)发生在三峡上游地区的一次区域暴雨过程进行了中尺度特征诊断,结果表明本次过程是东北低涡和副高稳定少动的大尺度环流背景形势下,由于高原低值系统在东移过程中与西南涡结合而产生的强降水天气过程。高原上不稳定能量的扰动和下传为西南涡的产生提供了必要能量条件,高低层的水汽平流和水汽辐合的交汇地带与最强降水带存在较好的一致性。另外,利用WRF中尺度数值模式对该次过程进行了数值模拟,结果显示在同化了地面和高空常规观测资料后,模式模拟效果得到明显改善,模拟降水能够大致体现该次过程的总的降水演变和分布情况,但后期模拟降水偏大。数值诊断结果发现,盆地西部与上升气流相伴的正涡度柱的演变过程与强降水的发生过程密切相关,该因子对于正确预报降水发生时间具有指示意义。     

基于TES数据的亚洲大气水汽中δD空间分布特征研究

基于TES反演的大气水汽及水汽中HDO数据，对亚洲大气水汽中δD在垂直和等压面上的分布特征进行了分析。在垂直方向上：多年平均显示δD值在对流层由低空向高空逐渐降低，最小值出现在80~100 hPa的对流层顶，进入平流层后则随高度升高而增加；约从500 hPa至对流层顶，等值线非常平直；在500 hPa以下的对流层中低层，等值线则存在着波动。在等压面上：δD值的多年平均纬向分布明显，表现出随纬度增加而减小；在低纬地区的同纬度，δD值由海洋向大陆递减。δD的季节差异则显示在中纬度地区的亚洲大陆，ΔδD为正值且自西向东正值的分布范围、大小均逐渐减小；在低纬和高纬地区，ΔδD值则均为负值；在同纬度地区,海洋上的ΔδD明显小于陆地。另外，发现平流层的等压面上，δD的多年平均、季节差异均表现出与对流层相反分布的特点     

长江上游流域大洪水天气分型特征分析

通过对1981~2012年24例长江上游流域大洪水过程进行普查,发现影响长江上游大洪水强降水过程的天气系统主要为:巴湖槽东移型、贝湖槽稳定型和东北冷槽型。采用统计、诊断及合成分析方法,对3种不同天气类型的大尺度环流背景、主要影响系统及致洪降水发生机理进行研究,并总结其特点及差异。结果表明:3种类型大洪水的洪水特征及降水特征各不相同,大尺度环流背景及天气系统也有所差异。副高及500hPa中高纬环流形势异常是导致强降水发生的直接因素,西南涡、冷暖式切变线及冷空气在不同的类型洪水降水中作用各不相同,异常气旋性环流场、水汽输送方向及水汽通量辐合区与强降水的位置密切相关。     

苏南地区连续霾及重度霾的边界层气候特征

利用无锡国家基本观测站1981~2011年地面观测资料及南京、上海和杭州3个探空站的温度廓线资料，对苏南地区连续霾和重度霾的地面形势和边界层气候特征进行了分析。结果表明：苏南地区霾日地面形势主要为均压区型、高压底部或入海高压后部型、冷锋前部型、低压倒槽型和鞍型场；根据地面形势场的变化，连续9 d以上霾分4种类型，这4种类型具有不同的边界层结构变化：Ⅰ型苏南地区受两次大陆高压系统的南压（冷空气的过境），随后分别处于均压区中，该类型逆温层底较低，中层出现逆湿区；Ⅱ型苏南地区受大陆高压底部影响，随着冷空气的南下消退，大陆高压东移入海，苏南处于均压区中，该类型主要以等温层的形势出现，高湿区主要在底层；Ⅲ型随着长江中上游低压倒槽的发展，大陆高压入海后，苏南地区处于低压倒槽顶部，随着冷空气的南下，苏南地区先后受到均压区、高压底部影响，该类型总体逆温强度较弱，逆温层厚度较薄，低层高湿区贯穿于整个连续霾日过程；Ⅳ型主要受西太平洋暖高压、东北冷涡以及西伯利亚冷空气的共同作用，苏南地区随后处于冷锋前部，待冷空气过境后苏南又位于均压区中，该类型逆温强度较强，逆温层顶有逆湿区，逆温层高度越低，地面能见度越低，逆温层强度越强，地面能见度越低；重度霾出现的地面形势主要为均压区、冷锋前部和低压倒槽，重度霾大部分过程逆温层底在近地面，由于本地污染源的排放和外地污染源的侵入，加上逆温或等温层的存在，不利于污染物的扩散，以及底层大湿区，颗粒物的吸湿增长膨大，从而降低地面能见度，形成重度霾     

一次强对流天气的干侵入及水汽特征研究

本研究利用NCAR/NCEP再分析场资料,以2007年7月9日一次天气过程为例,研究华北初夏时节强对流天气过程中"干侵入"及水汽特征:受华北冷涡东移影响,华北平原近地面"暖舌"区域之上有高层冷空气叠加,中高层的干侵入对于对流性天气系统的生成、发展起到积极作用,而近地层风切变线为对流风暴的发生提供触发条件;此次局地性暴雨所必需的水汽来源与盛夏时节西南急流输入水汽的方式有明显不同:水汽主要是850h Pa山东半岛上空的低层东南风输送而来,并且渤海湾附近的低层水平风速的辐合促成了暴雨区域的水汽辐合。     

淮河流域近50年降水异常及其大尺度环流特征

根据国家气象中心整编的全国714站月平均降水量资料，运用REOF分析、Morlet小波分析、差值分析等方法，通过对淮河流域代表站点的选取，分析了1960～2009年淮河流域降水的趋势变化特征、周期特征，以及多雨、少雨年的大气环流异常特征。结果表明：（1）淮河流域年降水总量呈缓慢增长趋势，20世纪80年代初期由负距平转为正距平。冬季和夏季降水量呈显著增长趋势，春季和秋季降水量呈显著减少趋势，80年代前期为降水变化的转折期；(2)淮河流域夏季降水存在准3 a的显著振荡周期和准10 a的次显著振荡周期，同时在60～90年代还存在准6 a振荡周期；（3）淮河流域多雨年，500 hPa经向风偏强且范围广，850 hPa上从孟加拉湾经南海向华东地区的水汽输送明显偏强，在江苏、安徽地区有水汽的正涡度辐合区；少雨年，经向风偏弱，华东地区方向的水汽输送明显减弱；（4）多雨年与少雨年的500 hPa风场差值场、高度场差值场分析表明，多雨年贝加尔湖西部和鄂霍次克海地区阻塞高压活动频繁，东北冷涡异常活跃，副高偏强，3者共同作用使得降水偏多。500 hPa温度场差值场分析表明，多雨年中国东部、华北和东北地区冷空气偏强，同时南方大部分地区暖空气也偏强，冷暖空气共同作用使降水偏多     

廊坊市短时强降水特征分析

利用廊坊市2006~2010年自动站逐时降水量资料、necp再分析资料、micaps资料,根据气象学原理分析了廊坊市短时强降水的时空特征和强度变化特点,短时强降水发生时伴随的其他强对流天气、短时强降水发生的主要天气形势、短时强降水与物理量场之间的关系。结果表明:廊坊市短时强降水年发生次数的多年平均值为13d,大部分降水日和降水站次出现在主汛期,高峰期在7月下旬~8月上旬;每天的12时、17时、23时前后是短时强降水的高发时段。一天中平均分钟降水量有两个大的峰值,一个出现在凌晨1~2时,一个出现在午后的13时。影响短时强降水的天气系统有低涡、西来槽、地面倒槽、地面冷锋、副高边缘西风急流、局地强对流天气等;短时强降水一般都伴随雷暴的发生,有时还会出现大风、冰雹、飚线等强对流天气;在短时强降水发生前,螺旋度、水汽通量散度、相对湿度、假相当位温等物理量与短时强降水中心有很好的对应关系;短时强降水出现站次、降水强度均是南部大于北部地区,短时强降水出现的最早时间也是南部较早。     

厄尔尼诺与华中夏季低温

根据华中地区10个测站1951－1995年7－8月气温资料,采用EOF、遥相关、全盛分析等统计－天气气候学方法,研究了华中夏季温度变化同北太平洋SSTA场的相关结构及北半球500hpa高度场对海温异常的响应。具体描述了ENSO年和Lanina年华中夏季温度距平的差异性。并通过分析冷夏年500hpa高度场的环流特点,探讨海－气间的可能联系及物理机制。结果表明：北太平洋海温与华中夏季温度存在较好的滞后相关关系。ENSO位相对,华中夏季温度偏低,易出现冷夏,拉尼娜年则相反,易出现酷暑。冷夏（酷暑）对应着赤道东太平洋正（负）SSTA,西太平洋副热带海域负（正）SSTA;反映了赤道东太平洋和热带西太平洋之间存在翘翘板效应。海温异常变化超前副高异常变化1－3个月。冷夏年副高主体偏东偏南。     

基于WRF模式热带气旋对西南低涡暴雨作用数值试验研究

基于WRF模式,利用发生在远距离“天鹅”台风作用下的西南低涡暴雨个例,通过修改台风动力风场,分析了不同数值试验中西南低涡降水系统对台风系统的响应。结果表明：在“天鹅”台风作用下,增强了水汽和不稳定能量的输送,导致了长时间强降水的发生;不同的台风动力风场作用下,西南低涡的移动路径具有明显的不同,降水也具有明显的区域性局地差异;在增强（减弱）台风倒槽动力风场环流作用下,低涡系统中心偏西（东）偏北（南）,相应地,低空急流输送带偏东（西）,进而导致中低层水汽和不稳定能量输送偏东（西）,以及中低层辐合带空间位置偏东（西）,进而对区域性降水空间位置产生影响,导致了降水区域局地性差异,表明远距离台风对西南低涡环流系统具有重要影响     

基于TRMM卫星资料揭示的长江流域梅雨季节降水日变化

利用1998~2013年热带测雨卫星TRMM 3B42降水率资料以及NCEP/CFSR温度场、气压场和风场等再分析格点资料等,从气候学角度揭示了长江流域梅雨季节降水和对流的日变化特征,探讨了典型和非典型梅雨锋年降水日变化差异,分析了大气环境场要素的日变化特征及其对降水和对流日变化影响。结果表明:(1)强降水在夜间发生在长江上游,白天发生在长江中下游。降水日变化特征显著,长江上游、盆地以东的中游以及中下游的沿江以南地区降水日峰值分别出现在午夜、清晨08时以及傍晚17时。沿江以北地区降水表现出半日循环,具有08时和17时两个峰值,午后峰值明显强于清晨。(2)长江中游地区降水日位相较上游地区延迟约6 h,下游地区日位相进一步向后推移,同时下游地区降水强度和范围明显强于上游,降水日较差也更明显。(3)典型梅雨锋年和近15年梅雨季节平均的降水日变化分布特征较为一致,非典型梅雨锋年较前两者日峰值出现时间明显提前。(4)短时强降水和深对流有较好的对应关系,白天高发区位于长江下游,夜间位于上游。(5)大气温压场在梅雨锋两侧显著的日变化差异使梅雨锋强度和结构在昼夜形成了差异,并使低层风场的辐合位置产生了日变化,这些大气环境场的日变化最终导致了梅雨期对流和降水的日变化。     

赣中南柑橘果实生长发育规律与栽培技术关系

通过果实体积的累积生长量,日均生长速度和相对生长速率三个指标的测定。可得到各类果实生长的“Ｓ”形曲线。生长呈三个时期,第一期为细胞分裂期,这个时期,生长速度较慢,而相对生长速率最高,是是实生长能力最高阶段;第二期为细胞膨大期,生长速度最快时期,而相对生长速率则呈下降趋势;第三期为成熟期,日均生长速度和相对生长速率都是低速和稳定时期。主要内部生理变化,柑橘各类果 个指标各异,此外,果实生长过程中,有     

长江上游中小洪水天气学机理分析及致洪特征

基于1981~2012年长江上游128个中小洪水历史个例及NCEP/NCAR再分析资料,采用普查及天气学分型方法,建立了纬向型、经向型、偏东气流型以及两高之间型4种致洪降水天气学概念模型,研究了各天气型致洪降水发生机理及相应中小洪水特征。得到以下结论:纬向型中高纬环流相对平直多波动,伴有明显冷平流南下,地面锋面位置略偏北。该类型强降水过程多,强度大,持续时间长,对应中小洪水多为双峰或多峰型,平均洪峰流量、过程增幅最强,洪水过程时间也最长。经向型环流中高纬贝加尔湖和东北地区为深厚低槽,中低层常伴有暖式切变线或低涡发展,中上层急流出口处的辐散以及冷平流四类型中最强。该类型雨带多呈东北-西南走向,中小洪水一般以单峰为主,其洪峰流量及过程增幅均较大,造成的洪水涨水较快,过程时间最短。纬向和经向型均为全流域降水型,但在金沙江北部、岷沱江、嘉陵江以及宜宾-宜昌常出现较高频次的60 mm以上较强面雨量。偏东气流型副高与热带气旋外围环流汇合北进,其强降水前后冷暖平流变化不明显,受地形强迫抬升影响,最易产生准静止型、团状、突发性强降水。该类型中小洪水以单峰为主,涨水快,洪峰流量及过程增幅均最小,强降水主要分布在嘉陵江和岷沱江两大流域。两高之间型多为"鞍"型场的环流配置,青藏高压与副高在流域上空形成南北向切变线,其动力和水汽条件均较弱。该类型降水强度较弱,稳定少动,累积降水量较大,洪水以单峰为主,双峰偶有发生,其洪峰流量、过程增幅均较大,洪水过程时间较长,强降水多位于岷沱江、嘉陵江和宜宾-重庆中部流域。     

成都地区污染天气分型及其污染气象特征研究

污染天气分型研究对空气质量预报、污染源总量控制等具有重要的意义。基于2013年1月~2014年12月高空及地面天气形势划分了成都市的天气类型并探讨各天气类型下的空气质量状况及其污染天气特征,以期为空气质量预报和预警提供依据。结果表明,空气污染过程中,500 hpa环流形势主要有两槽一脊型、一槽一脊型、纬向型、槽脊同位相型等,其中两槽一脊型和槽脊同位相型控制下的空气质量最差。发生空气污染时,地面环流形势可分为高压型、高压后部型、高压底部型、低压型、低压顶部型、低压前部型、低压底部型、鞍型场型、冷锋前部型和均压场型,其中高压型、高压底部型、高压后部型控制下的空气质量最差。     

重庆市主城区空气污染天气特征研究

利用2003～2008年重庆市主城区大气污染监测资料，分析了轻度污染以上天气的变化特征。结果表明重庆主城区的主要污染物为PM10，PM10浓度具有独特的“双峰双谷”日变化特征；污染天气具有明显的季节特征，主要污染期为秋末到初春；污染天气具有连续性特征，污染天气持续时间尺度主要集中在2～7 d；污染天气过程具有典型的大气环流和天气特征，本地地面天气类型主要以低压或均压场为主，中高纬度高空以纬向环流或西北气流为主，天气以阴天或阴晴相间为主；污染天气过程中本地气象要素变化呈现规律性，地面24 h气压变化总趋势为负变压，24 h变温为正变温，平均相对湿度维持在72%～85%，风速的变化趋势不大，基本维持在1～2 m/s，低层逆温明显。污染天气过程结束时气压明显回升，温度显著下降，相对湿度显著增加。     

湖北省连阴雨的分析

从农业气候角度，重点讨论湖北春秋雨季连阴雨的时空分布，形成原因和对农业生产的影响，首次较为系统地利用模糊聚类方法对湖北省连阴雨进行分区，对各区连阴雨的时空变化规律作了较深入的探讨。最后找出影响湖北省连阴雨的天气系统主要是北方冷空气的频繁活动。用回归分析方法找出连阴雨与我省西部北部上空５００ｈｐａ高空环流指数有明显的相关关系。