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基于实地灾害调研和雷达观测对“东方之星”倾覆地点附近强风的估计

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科学通报 2016年第4期61卷 797-798页

作者：孟智勇姚聃白兰强郑永光薛明张小玲赵坤田付友王明筠北京大学物理学院大气与海洋科学系北京100871 国家气象中心北京100081 南京大学大气科学学院南京210093

2015年6月1日北京时间21时31分,长江流域湖北监利航段发生了＂东方之星＂号客轮特大倾覆事故（图1（a））,造成442人遇难.为揭示事故时段的天气现象,尤其是风力情况,本文基于雷达观测以及地面和无人机航拍灾害调研进行了细致的分析.研... 详细信息

2015年6月1日北京时间21时31分,长江流域湖北监利航段发生了＂东方之星＂号客轮特大倾覆事故（图1（a））,造成442人遇难.为揭示事故时段的天气现象,尤其是风力情况,本文基于雷达观测以及地面和无人机航拍灾害调研进行了细致的分析.研究表明,客轮在倾覆时处于一条飑线的弓形回波前缘,遭遇了至少31 m/s的强风.

关键词：倾覆事故雷达观测强风东方调研灾害估计地点

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中国热带气旋龙卷的气候统计特征(2006~2018)

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中国科学：地球科学 2020年第5期50卷 619-634页

作者：白兰强孟智勇 Kenta SUEKI 陈桂兴周瑞琳中山大学大气科学学院广州510275 北京大学大气与海洋科学系北京100871 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519000 RIKEN Center for Computational Science Kobe 650-0047Japan

文章调查了2006至2018年中国热带气旋龙卷(简称TC龙卷)的发生情况.在这13年间,共有64次TC龙卷记录,平均每年发生约5次.约三分之一的登陆热带气旋至少有一个龙卷生成.这些TC龙卷主要发生在热带气旋临近登陆或登陆后36小时内的午后,集中... 详细信息

文章调查了2006至2018年中国热带气旋龙卷(简称TC龙卷)的发生情况.在这13年间,共有64次TC龙卷记录,平均每年发生约5次.约三分之一的登陆热带气旋至少有一个龙卷生成.这些TC龙卷主要发生在热带气旋临近登陆或登陆后36小时内的午后,集中于距离热带气旋中心500 km范围内.大多数TC龙卷位于地形相对平坦的沿海地区,其中江苏和广东是中国TC龙卷发生频次最大的两个省份.此外,文章还揭示了两个值得注意的特征:(1)中国的TC龙卷主要生成于TC中心的东北象限,而非TC移动方向的右前象限;(2)与美国相比,中国大多数TC龙卷生成于强度相对较弱的热带气旋(如热带低压、热带风暴).进一步分析表明,中国的TC龙卷倾向于在具有较大低层风暴相对螺旋度和较大对流有效位能(考虑夹卷效应)的环境中产生.中国2018年的TC龙卷尤其活跃,共有24次TC龙卷记录,占总样本数的37.5%.中国现代气象史上的首次龙卷爆发事件发生于台风摩羯(2018)中,至少有11个龙卷生成.此龙卷爆发事件发生于摩羯与中纬度中层槽的相互作用阶段,且伴随着较强的中高层干空气侵入过程.

关键词：龙卷热带气旋气候统计中国

基于雷达与卫星的对流触发观测研究和临近预报技术进展

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地球科学进展 2019年第12期34卷 1273-1287页

作者：黄亦鹏李万彪赵玉春白兰强厦门市气象局海峡气象开放实验室福建厦门361012 北京大学物理学院大气与海洋科学系北京100871 中山大学大气科学学院广东广州510275

对流触发(CI)一直是强对流天气预报中至关重要而又充满挑战的环节。在CI发生之前,高时空分辨率的天气雷达和静止气象卫星常能够观测识别到边界层辐合线和积云快速发展等用于评估CI发生条件的前兆信号,从而为定时定点的CI临近预报提供有... 详细信息

对流触发(CI)一直是强对流天气预报中至关重要而又充满挑战的环节。在CI发生之前,高时空分辨率的天气雷达和静止气象卫星常能够观测识别到边界层辐合线和积云快速发展等用于评估CI发生条件的前兆信号,从而为定时定点的CI临近预报提供有力观测支撑。基于此,综述了雷达和卫星在CI观测研究和临近预报技术上的运用进展。首先回顾了近40年来CI观测研究中的里程碑工作以及最新的研究进展,结合CI发生条件梳理了CI研究方式和内容及其随雷达和卫星探测能力提升而呈现的发展趋势。进而介绍了较为成熟的3种基于雷达和卫星观测的CI业务临近预报技术在国际范围内的发展运用。最后提出雷达和卫星观测在CI研究和预报运用中需要进一步解决的问题。

关键词：对流触发天气雷达静止气象卫星临近预报

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广东龙卷时空分布及其母体风暴雷达观测特征

气象 2024年第7期50卷 804-817页

作者：黄先香炎利军白兰强植江玲张晶晶李兆明佛山市龙卷风研究中心/中国气象局龙卷风重点开放实验室广东佛山528000 粤港澳大湾区气象研究院广州510610 广东省气象局广州510062

基于《中国气象灾害大典》广东卷(1959—2000年)、广东省防灾减灾年鉴(2002—2022年)和近年来广东龙卷现场灾调记录等历史数据、常规观测、ERA5高分辨率再分析资料以及广东多普勒天气雷达(2006—2022年)等资料,分析1961—2022年广东龙... 详细信息

基于《中国气象灾害大典》广东卷(1959—2000年)、广东省防灾减灾年鉴(2002—2022年)和近年来广东龙卷现场灾调记录等历史数据、常规观测、ERA5高分辨率再分析资料以及广东多普勒天气雷达(2006—2022年)等资料,分析1961—2022年广东龙卷的时空分布、天气背景和2006以来的龙卷对流风暴形态等气候统计特征。结果表明:近62年广东共有225个龙卷记录。其中,在多源观测资料较齐备的2006年以来,龙卷年均发生约6个,近50%发生在热带气旋影响天气背景下,40%为西风带系统龙卷,还有约10%为热带扰动龙卷,但龙卷数量逐年波动很大,最高达17个(2008年),部分年份仅1个或无记录。广东龙卷主要发生在4—9月,4—6月主要为西风带系统龙卷,7—9月主要为热带气旋和热带扰动龙卷;约85%的龙卷发生于06—20时,14—18时为最高发时段(占比近40%)。龙卷最频发于珠三角、雷州半岛和潮汕平原一带,北部山区极少。其中,佛山、湛江和广州是广东龙卷最高发的3个城市。广东产生龙卷的对流形态中,约54%带状对流系统,为热带气旋和热带扰动龙卷母体风暴,其风暴结构呈现出低质心的特点;约36%多单体风暴系统,多数为西风带龙卷母体风暴;与美国龙卷易产生于孤立单体和准线状对流系统不同,广东产生龙卷的孤立对流单体和准线性对流系统相对频率很低,均仅约为5%,主要为西风带龙卷母体风暴,其风暴结构往往呈现出高质心的特点。超过90%的龙卷中尺度母体风暴具有低层中气旋,但仅约47%伴随低层龙卷涡旋特征(TVS)。强龙卷通常伴随着旋转速度超过20 m·s^(-1)的低层中气旋、超过40 m·s^(-1)的TVS速度差。

关键词：龙卷时空分布环流型风暴形态雷达观测特征广东

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热带气旋背景下广东龙卷气候特征和环境条件

气象学报 2024年第3期82卷 319-339页

作者：黄先香白兰强炎利军张泽宇蔡康龙植江玲中国气象局龙卷风重点开放实验室/佛山市龙卷风研究中心佛山528000 粤港澳大湾区气象研究院广州510610 广东省气象局广州510062

为研究热带气旋(简称TC)背景下广东龙卷发生的特征,利用《中国气象灾害大典》广东卷(1959—2000年)、广东省防灾减灾年鉴(2002—2022年)和近年来龙卷现场灾调记录等广东历史龙卷灾情数据和欧洲中期天气预报中心第5代大气再分析资料(ERA... 详细信息

为研究热带气旋(简称TC)背景下广东龙卷发生的特征,利用《中国气象灾害大典》广东卷(1959—2000年)、广东省防灾减灾年鉴(2002—2022年)和近年来龙卷现场灾调记录等广东历史龙卷灾情数据和欧洲中期天气预报中心第5代大气再分析资料(ERA5),统计1961—2022年广东TC龙卷的时空分布、天气形势和环境条件,并对比分析了不同TC在相似路径下有/无龙卷及强/弱龙卷的关键热动力环境参数差异。结果表明:广东TC龙卷主要发生在珠江三角洲、雷州半岛和潮汕平原。TC龙卷占广东总龙卷数量的约42%,龙卷个数与影响广东的TC数量呈显著正相关;8月为TC龙卷最高发月份,14—18和06—10时(北京时)为日内高发时段。这些龙卷主要发生在TC的东北象限(或其前进方向的右后侧或深层环境风切变上切变区域);TC登陆后的2—18 h是龙卷发生的高发时段,龙卷生成时对应的TC强度主要为热带风暴和热带低压。TC背景下广东龙卷发生天气形势可分为偏南急流型和偏北急流型,两类天气型龙卷的生成位置均与超级单体复合参数(SCP)大值区和强龙卷指数(STP)大值区呈现较好的空间匹配关系。对比TC背景下龙卷/非龙卷及强/弱龙卷的环境条件,发现在TC中心的东北象限广东龙卷环境比非龙卷具有明显更大的夹卷对流有效位能(E-CAPE)和0—1 km风暴相对螺旋度(SRH1)(差异均达95%置信度),E-CAPE和SRH1的组合能较好地指示TC引发龙卷的潜势;广东TC强龙卷的混合层对流有效位能(MLCAPE)和STP与美国TC强龙卷相当,但SRH1明显小于美国TC强龙卷,E-CAPE、0—6 km风垂直切变(SHR6)、0—3 km风暴相对螺旋度(SRH3)和STP能较好地区分广东TC强、弱龙卷环境。对比TC背景下广东龙卷与江苏龙卷及冷涡背景下辽宁龙卷发现,广东TC龙卷CAPE均值约为江苏TC龙卷和辽宁冷涡龙卷的1/2,但广东TC龙卷具有明显更强的动力环境条件,其SRH1均值是冷涡背景下辽宁龙卷的2倍以上。上述结果有利于更好地认识TC背景下广东龙卷发生的环境条件,为TC龙卷潜势预报的开展提供依据。

关键词：热带气旋龙卷广东时空分布特征环境条件

地面和探空资料的EnKF同化对北京7·21暴雨模拟的影响

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地面和探空资料的EnKF同化对北京7·21暴雨模拟的影响

第35届中国气象学会年会

作者：孟智勇唐晓静岳健白兰强黄龄北京大学国家气象中心中国气象科学研究院

针对2012年7月21日北京极端暴雨的业务预报误差,本研究详细考察了地面和探空资料的En KF同化对此次高影响极端降水总体时空分布和暴雨触发地面特征模拟的影响,进而揭示预报误差的可能原因。结果表明,相对于没有同化的对照试验,以同化后... 详细信息

针对2012年7月21日北京极端暴雨的业务预报误差,本研究详细考察了地面和探空资料的En KF同化对此次高影响极端降水总体时空分布和暴雨触发地面特征模拟的影响,进而揭示预报误差的可能原因。结果表明,相对于没有同化的对照试验,以同化后的分析集合平均为初始场的模拟降水无论是时间演变还是累积雨量和雷达回波的水平分布都更加接近观测。最佳集合样本模拟的累积降水强度和分布、小时雨量演变在时间和极值上都非常接近观测。面积平均的小时雨量极值的发生时间偏差由没有同化的对照试验的7小时减小到同化集合平均的4小时和最佳集合样本的1小时,降水极值大小的误差也有显著减小。进一步分析表明,同化集合平均和最佳集合样本降水模拟的逐步改善对应着低涡及地面低压东侧倒槽模拟的逐步改善,由此证实了前人基于观测和敏感性分析提出的低涡是北京7·21暴雨的关键影响系统的判断,揭示出低涡对应的地面低压东侧倒槽对北京7·21暴雨的直接贡献。研究结果预示着业务数值模式对此次极端暴雨预报失败的主要原因可能是其对低涡的中尺度结构以及低涡对应的地面低压东侧倒槽的强度、位置和发生发展有较大的预报误差。

关键词： 7·21 低涡倒槽极端暴雨北京

来源： cnki会议评论

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京津冀7·21极端暴雨的发生发展过程研究

京津冀7·21极端暴雨的发生发展过程研究

一次罕见台风前侧偏北气流中的系列龙卷天气分析

第35届中国气象学会年会

作者：孟智勇白兰强唐晓静岳健黄龄北京大学中山大学华风气象传媒集团国家气象中心广州热带气象研究所

本文基于对地面和雷达观测资料的详细分析,揭示了京津冀地区2012年7月21日的极端暴雨事件主要是由河套低涡东移过程中在地面发展的低压倒槽暴雨造成的。暴雨发展初期地面气压场表现为双低压中心双倒槽结构,后期逐渐演变为单一低压中心... 详细信息

本文基于对地面和雷达观测资料的详细分析,揭示了京津冀地区2012年7月21日的极端暴雨事件主要是由河套低涡东移过程中在地面发展的低压倒槽暴雨造成的。暴雨发展初期地面气压场表现为双低压中心双倒槽结构,后期逐渐演变为单一低压中心的冷暖锋结构。北京南部受东侧倒槽影响,降水表现为具有Back-building特征的多条雨带,列车效应造成强雨带的维持,导致了霞云岭、河北镇和固安的极端强降水。

关键词：极端暴雨

来源： cnki会议评论

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热带气象学报 2021年第5期37卷 781-791页

作者：张晶晶黄先香蔡康龙顾伯辉植江玲张弘豪白兰强佛山市气象局/佛山市龙卷风研究中心广东佛山528000 三水区气象局广东佛山528100 阳江市气象局广东阳江529500

2008年8月6日下午,第9号台风“北冕”外围螺旋雨带中产生系列龙卷,先后袭击了广东省湛江市遂溪县界炮镇、北坡镇和港门镇。通过灾情及新一代雷达观测等资料的综合分析,确定这次龙卷强度为EF1级。利用观测资料对龙卷发生的环境场特征和... 详细信息

2008年8月6日下午,第9号台风“北冕”外围螺旋雨带中产生系列龙卷,先后袭击了广东省湛江市遂溪县界炮镇、北坡镇和港门镇。通过灾情及新一代雷达观测等资料的综合分析,确定这次龙卷强度为EF1级。利用观测资料对龙卷发生的环境场特征和雷达回波特征进行了分析,结果表明:产生龙卷的对流单体出现在台风移动路径前侧和台风中心西侧的强偏北急流中,龙卷发生在急流轴左前侧,其低层强的水汽辐合和对流不稳定、低层强辐合和高层强辐散、深厚的正涡度柱及整层强上升运动为龙卷的发生提供了有利的热力和动力条件;低的抬升凝结高度、强的低空0~1km垂直风切变和较大的风暴相对螺旋度有利于超级单体风暴的发生发展。雷达观测表明,界炮镇龙卷和北坡镇龙卷为同一个低质心对流风暴产生,风暴具有热带对流回波特征;港门镇龙卷为另一个高质心微型超级单体风暴产生,风暴具有大陆性超级单体特征。龙卷均出现在微型超级单体风暴低层后侧入流缺口处、中等强度中气旋中心和TVS附近,TVS与龙卷几乎同时出现,对龙卷预警没有提前量,但中等强度中气旋较龙卷触地有约3个体扫的提前量,可以作为龙卷预警指标。

关键词：台前龙卷环境条件偏北急流雷达回波特征台风“北冕”

“东方之星”客轮翻沉事件周边区域风灾现场调查与多尺度特征分析

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气象 2016年第1期42卷 1-13页

作者：郑永光田付友孟智勇薛明姚聃白兰强周晓霞毛旭王明筠国家气象中心北京100081 北京大学北京100871 南京大学南京210093 OU CAPS Norman OK 73072 USA

2015年6月1日21:30左右长江湖北监利段发生"东方之星"客轮翻沉特大事故。本文根据事发周边陆地区域现场天气调查结果,结合卫星和雷达观测资料分析认为,6月1日21:00-21:40左右事发江段和周边区域发生了下击暴流导致的强烈大风灾害,最强... 详细信息

2015年6月1日21:30左右长江湖北监利段发生"东方之星"客轮翻沉特大事故。本文根据事发周边陆地区域现场天气调查结果,结合卫星和雷达观测资料分析认为,6月1日21:00-21:40左右事发江段和周边区域发生了下击暴流导致的强烈大风灾害,最强风力超过12级,并具有空间分布不连续、多尺度和强灾害时空尺度小等特征。事发周边区域北部受中气旋影响陆地区域(顺星村、老台深水码头、四台村养猪场附近、新沟子养鸡场附近等)灾情较南部阵风锋及其后侧下击暴流影响的陆地区域更为显著。综合雷达观测资料和现场调查资料分析判断多数调查点灾害为显著微下击暴流所致,其中老台深水码头有龙卷发生的可能。导致此次风灾的强对流风暴气流具有显著的多尺度性;事发周边区域北部的四台村养猪场附近树林中同时发生了多条相邻的微下击暴流条迹,呈现出辐散和辐合交替分布的特征,展示了此次强对流风暴中大气运动的复杂分布特点。虽然下击暴流会伴随中小尺度的涡旋特征,但此次现场调查发现的与下击暴流相联系的辐合特征水平尺度仅几十米,远小于弓形回波两端的书挡涡旋或者中涡旋等几千米级的水平尺度。

关键词：现场调查下击暴流龙卷涡旋多尺度