一次暴雨天气的诊断分析与预警

2007年9月29日08时至30 日 08时,长治市出现了历史上罕见的暴雨和大暴雨天气,部分县、市遭受重灾.针对暴雨的成因,从500hPa天气环流背景、700hPa急流影响系统和物理量场的主要参量(相对湿度场、K指数场、散度场)以及FY-2C红外卫星云图的中尺度对流辐合体的演变,进行了综合诊断分析,给出了暴雨预报着眼点.暴雨前及时发布了蓝色预警信号和暴雨地质灾害重要天气警报,为防汛工作的及早安排部署提供了准确的重大决策气象服务.     

淮河流域一次致洪大暴雨的中尺度特征分析

利用淮河流域内稠密的区域自动站资料、多普勒天气雷达组网资料、风云二号卫星双星观测资料及LAPS中尺度分析资料,对2007年7月8日淮河流域大暴雨过程的中尺度特征进行了综合分析,得出了一些有意义的结果.(1)这次降雨过程集中在淮河干流,呈现出强降水区稳定少动,高雨强出现频度大的特点,时空分布有利于形成大洪水,是一次典型的致洪大暴雨过程.(2)暴雨区与中低层的中尺度辐合扰动的形成、发展与移动密切相关,同时伴随着中尺度云团、雨团的强烈发展.中尺度雨带具有准静止性,且强度很强,这是此次暴雨过程的一个突出特点.(3)强降雨主要是在α尺度云带上不断生消发展的β中尺度云团,甚至更小的y中尺度云团的生消合并造成的.它们大多生消于32～34°N、114～118°E范围内,β中尺度对流云团的生消、演变和移动与中β尺度雨团的强度和位置有较好的对应关系,强降水发生在中尺度对流云团合并发展和增强阶段.(4)暴雨区具有低层辐合高层辐散、高湿、正涡度和强烈上升运动的特征,它们加强中低层的动力抬升,促使斜压不稳定能量释放,引起垂直涡度的发展,产生很强的降水.强降雨发生时,对流层中层的比湿快速加大,而云中液态水则表现为骤然减小.     

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。     

四川地区暴雨天气的卫星云图特征分析

通过分析2005-2010年6-9月四川地区暴雨天气的卫星云图,指出四川暴雨天气过程基本上是由中高纬西风带云系、中纬度云系以及低纬度热带云系相互作用的结果。结合探空资料、1°×1°NCEP再分析资料、卫星云图资料分析表明,高湿高能区域是有利于对流云团生成、发展的区域;进入四川的斜压叶状云、带状冷锋云系以及低槽云系是有利于对流云团发展的系统云系;卷云羽、出流边界所在的位置有利于对流云团的生成和发展。合并、发展的对流云团有向系统云系移动的趋势。     

华北暴雨云和降水的中/微尺度结构特征(Ⅰ)——一次暴雨的天气背景研究

为研究华北暴雨形成时的中尺度与微尺度的结构特征,选取发生于2005年7月22-24日的一次华北暴雨过程为研究对象,利用1°×1°的NCEP再分析资料和0.05°×0.05°的FY2C红外TBB资料,对此次暴雨过程发生时的天气形势、水汽输送、大气稳定度、云场特征进行了分析.结果表明:此次暴雨过程是在登陆台风和西风槽的共同影响下产生的,高空槽后的西风急流入侵到华北北部,低层副高西侧的东南急流位于华北东部,使得华北地区上空形成了有利于触发对流的低层辐合和高层辐散的天气形势.低层印度季风与我国南海夏季风对水汽的北上有重要作用,还有一部分水汽系来自副高西侧的东南风急流输送;高层水汽主要是由偏东气流经副高西侧向西,然后转向北输送到华北;华北地区的低层存在较强的水汽辐合,高层存在相对较弱的水汽辐散区,这为暴雨发生提供了必要的水汽条件.     

淮河流域一次梅雨锋暴雨的中尺度动力特征分析

针对2007年7月8日发生在苏皖淮河流域的暴雨,采用WRF中尺度数值模式模拟结果、FNL每日4次1°*1°再分析资料、6h地面实况观测降水资料和FY-2相当黑体亮温TBB资料对该次降水的发生、发展过程进行了分析研究。结果表明:(1)该次降水在有利的大气环流形势下,强降水发生在呈准东西向分布的梅雨锋上。位于蒙古国与我国华北—东北交界处上空的切断低压给淮河流域输入了冷空气。冷空气与西南低空急流带来的暖湿气流交汇,增强了大气斜压性;(2)正的非热成风涡度的发展促进了高层相对于低层的辐散减压,有利于垂直上升运动的发展;(3)低空强急流带所形成的动力、热力和水汽条件对暴雨落区位置产生了重要影响。     

一次雷暴天气发生发展的水汽图和红外云图特征分析

通过MTSAT的水汽图和红外云图,结合天气图、NCEP资料、地闪实况资料和探空数据对在高空急流影响下的暗区雷暴实例进行了对比分析。结果表明:暗区雷暴在卫星云图上表现为经过白天太阳辐射对晴空区(水汽图暗区)近地面的加热作用,大气不稳定能量增加,在一定条件下,午后强雷暴时常发生发展于高空急流左侧的晴空区中;而在水汽图上,高空急流与水汽图上的干区、湿区间有明显的联系,而这些联系又与强雷暴的发生发展有密切的关系,是雷暴发生发展的重要条件;在雷暴云发展过程中,地闪时空分布在卫星云图上有着明显的对应。     

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...     

登陆台风低压再度发展引发的特大暴雨诊断分析

利用常规资料和NCEP1°×1°的分析场资料,对2008年8号台风"凤凰"减弱的低气压在滁河地区造成的特大暴雨灾害过程进行了较深入的分析。通过对暴雨期间涡度与垂直速度空间结构变化分析得到:暴雨的增幅发生在正涡度发展和上升运动明显增强的过程中,当上升运动开始减弱时,雨强也开始减小。     

基于下垫面条件扰动的中尺度集合预报在一次暴雨中的应用

考虑到中尺度预报中地形高度和地表温湿物理特征的不确定性,针对2007年7月8日至9日发生在淮河流域的一次暴雨,利用WRF模式对地形高度和初始土壤温湿等下垫面要素进行扰动并设计了3组集合预报试验。结果表明:(1)综合考虑下垫面条件的不确定性可以使降水中心位置和量级的预报更为准确,并且预报准确率可以达到60%以上;(2)集合平均能有效地降低10 m风场和2 m温度场的均方根误差(RMSE);(3)集合平均的结果使得中雨、大雨、暴雨级别的降水干湿偏差程度接近于实况,且预报技巧也较高,但对大暴雨级别降水改进不大,3组集合预报试验相比,地形高度加扰对4个级别降水的预报相对都不占优势,陆面要素扰动对大雨和暴雨有较高的相对预报技巧,同时加扰的集合预报比只对单一要素加扰的试验有明显的优势。     

2004年主汛期我国强对流天气灾害统计特征

运用全国各省、市、县气象部门直接上报国家气象局的气象灾害数据,对全国各地2004年主汛期(6-8月)对流性天气造成的灾害分布特征和人员死亡情况进行了统计分析,结果表明,主汛期内强对流天气在全国31个省市都有发生,其中黄淮、江淮、江南、西南地区东部为强对流天气灾害死亡人数多发区,且在主汛期内,以7月份强对流天气发生频次最高;在年度所有气象灾害中,除了暴雨洪涝灾害造成人员死亡最多外,雷击事件造成的死亡人数占气象灾害死亡人数的第二位;各大城市均遭遇到强对流天气袭击,造成了严重的交通瘫痪,城市应急响应系统建设亟待加强。     

呼和浩特强对流天气的数值模拟分析

利用三维积云数值模式模拟了呼和浩特地区强对流天气的发展过程，并结合实时雷达回波资料进行了对比分析，指出模式输出的部分物理量与理论值、雷达回波或地面天气及降雹（水）实况符合得较好。从对模式输出的几个物理量的统计分析，得出利用三维积云数值模式预测强冰雹过程的概念模型。结果表明，三维积云数值模式能用于模拟对流云特别是强对流云的发展过程，可在人工影响天气业务工作中应用并不断发展。     

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。     

广西大范围低空急流暴雨的分型及雷达回波特征分析

对2002—2010年广西12个低空急流暴雨个例进行了普查分析,结果表明,广西大范围低空急流暴雨是在大尺度背景下,由天气系统和中小尺度系统共同影响的结果,在有低空急流存在的情况下,降水量有明显的增幅作用;通过对天气背景进行分析,对广西大范围低空急流暴雨天气形势进行了分型,得到了低涡急流型和深槽切变急流型以及副高加强急流型等3种型式。雷达回波主要有块状、带状和絮状3种类型;再通过对大范围低空急流暴雨过程的雷达回波强度、回波演变、其他产品特征、回波的源地移动和暴雨落区等内容的分析,提出了低空急流暴雨的短期预报模型,为今后广西大范围急流暴雨预报提供参考。     

华北一次暴雨过程的螺旋度分析

采用ARPS数值模式对华北的一次暴雨过程进行了数值模拟,详细分析了该过程螺旋性结构的建立与发展过程。结果表明:螺旋度的高低空配置对诊断对流系统的发生发展和暴雨的落区有重要的指导意义;xy-螺旋度锋区内靠近正值区的一侧有利于暴雨的发生,但反映的降水落区范围较实际的要大;高层z-螺旋度负值区范围及数值的明显增大预示着对流系统的发展和降水率的增大;低层z-螺旋度在3.25 km高度处的正值中心区与降水落区对应较好;与xy-螺旋度相比,z-螺旋度给出了更为精准的降水位置,是一个能够综合反映系统维持、发展以及天气现象剧烈程度的参数。     

湖北省山洪灾害暴雨的中尺度分析

湖北省西部是山洪灾害的多发地，暴雨是诱发山洪灾害的直接原因。根据该省气象部门收集的1954—2003年中的226例山洪资料，主要是1980—1987年5—9月该省西部31个气象台站和124个水文站的地面中尺度观测资料，分析了该省山洪灾害的时空分布特征，特别是分析了造成该省两部山洪灾害的中尺度雨团的特征，以及中小心度天气系统演变的规律。     

中国东部地区暴雨的概率特征——基于泊松分布的统计模拟

借助于Poisson分布研究了中国东部地区暴雨发生的概率特征，并提出了进一步统计模拟的思路。模拟结果表明，我国大范围地区测站夏季暴雨日数的概率基本上都符合Poisson模型，而以往的研究一般仅作了某些测站的验证，而并未从大范围地区测站的概率分布来考察。     

我国城市暴雨内涝的成因及其应对策略

暴雨内涝是城市自然灾害的主要形式之一,并长期困扰我国的许多城市。依据城市化进程及排水系统的发展趋势,揭示了我国城市暴雨内涝防治的误区,全面剖析了暴雨内涝的成因。结果表明:排水系统设计标准低下是我国城市暴雨内涝的一个重要的、但非唯一的成因;仅通过提高设计标准防治暴雨内涝投资巨大、实施困难,且成效不大。我国城市暴雨内涝的成因还包括城市下垫面不透水比例增加、暴雨洪峰流量增大、排水系统雨污混接现象普遍存在、地面沉降日趋严重、相关部门与专业缺乏沟通与合作等。基于发达国家城市暴雨管理的研究成果和实践经验,结合我国城市排水系统的实际情况,提出了暴雨内涝防治的应对策略,以促进城市暴雨管理体系的建立和完善。     

Resident preferences for augmented rainstorm disasters management strategies: the case of Nanjing in China

In recent years, rainstorm disasters have enormously negative effect on property safety and life safety in Nanjing. In order to achieve the consistency of optimal social supply of rainstorm disasters prevention management strategies and public sector supply, this paper studies citizens’ preferences for augmented strategies in Nanjing. Using a choice experiment approach, we consider willingness-to-pay (WTP) for augmented efforts for non-structural reform strategy of rainstorm runoff control, structural reform strategy of rainstorm drainage and non-structural education. Our results showed that citizens were generally in favor of augmented rainstorm disaster prevention management strategies, but with varying degrees. They were most favorable to increased educational effort that does not physically affect rainstorm, with the WTP of ¥134.29 a year. Followed by improvements in Non-structural Reform Strategy of Rainstorm Runoff Control, its WTP was ¥88.08 a year. The improving Structural Reform Strategy of Rainstorm drainage was less influential, but still significantly affected policy choice with the WTP of ¥55.42 a year. Specifically, the results of latent class model best confirmed the assumption that individual preference is heterogeneous. Furthermore, in order to gain the support of the public, policy-makers should advance publicly linked strategies such as mentioned in this study that appear most useful.     

东北地区降水年内分配的不均匀性

利用东北地区93个台站1961-2005年的逐日降水资料,通过降水集中度和降水集中期,讨论了该地区降水的年内分配不均匀分布特征.结果表明,东北地区的降水集中度自东南向西北逐渐递减;集中期具有南北高中问低的变化特点.从长期趋势上看,降水集中度的减小趋势显著,在该地区的东北部和西北部各有一个趋势明显的区域(通过0.05的显著性检验),但集中期的减小趋势不显著,只有2个台站通过显著性检验.年降水量与降水集中度和降水集中期的相关系数表明:东北地区年降水量与降水集中度呈显著的正相关,即年降水量越多(少)的地区,年内降水越集中(均匀);年降水量与降水集中期的关系并不显著.