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2023年6月1日辽宁龙卷过程多尺度特征及成因分析

气象与环境学报 2024年第3期40卷 1-8页

作者：阎琦辽宁省气象台辽宁沈阳110166

利用加密自动站、FY-3G低轨气象卫星、多普勒雷达及历史观测数据等资料,对2023年6月1日发生在辽宁北部的系列龙卷天气过程进行诊断分析。结果表明:东北冷涡为此次对流天气提供干冷条件,地面气旋前部偏南气流向北输送暖湿空气,辽宁北部... 详细信息

利用加密自动站、FY-3G低轨气象卫星、多普勒雷达及历史观测数据等资料,对2023年6月1日发生在辽宁北部的系列龙卷天气过程进行诊断分析。结果表明:东北冷涡为此次对流天气提供干冷条件,地面气旋前部偏南气流向北输送暖湿空气,辽宁北部形成强的对流不稳定。低层存在近乎垂直分布的锋区,锋前950~750 hPa高度正涡度与垂直速度有较好的配合,动力抬升作用增强,利于对流系统的发展。伴随中尺度锋区出现的干线、温度梯度大值带以及冷池导致辽西生成线状对流云带,局地小尺度涡旋是产生阜新龙卷的动力触发系统。辽宁北部较强冷池与东南部的强暖脊之间产生的密度流造成冷池东侧局地偏西风增大,风速、风向辐合以及较强冷池3个有利条件在开原附近叠加,是触发开原龙卷的原因。在东北冷涡背景和辽宁西部沿海沿山的特殊地形作用下,辽宁北部容易出现产生龙卷的对流潜势条件,阜新三面高、中间低的倒“U”型特殊地形利于小尺度的气旋性闭合环流的形成,可能是阜新为辽宁龙卷中心的原因之一。

关键词：多发龙卷环流形势环境条件中小尺度特征

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中亚低涡造成新疆北部区域暴雨成因分析

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气象 2017年第8期43卷 924-935页

作者：庄晓翠李如琦李博渊李健丽孙智娟中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002 新疆阿勒泰气象局阿勒泰836500 新疆气象台乌鲁木齐830002 新疆富蕴县气象局富蕴836100

利用区域自动站、常规观测、EC细网格、卫星云图TBB及FNL资料,对新疆北部2013年6月20—21日区域性暴雨天气成因进行分析,并与前期南疆暴雨进行对比。结果表明,中亚低涡是该过程主要影响系统,暴雨由对流层中低层及地面中尺度系统直接造成... 详细信息

利用区域自动站、常规观测、EC细网格、卫星云图TBB及FNL资料,对新疆北部2013年6月20—21日区域性暴雨天气成因进行分析,并与前期南疆暴雨进行对比。结果表明,中亚低涡是该过程主要影响系统,暴雨由对流层中低层及地面中尺度系统直接造成,云图及自动站风场均监测到γ中尺度系统。受阿尔泰山脉西北段高东南段低及沙尔巴斯套北高南低的地形作用,中尺度低涡及850 hPa沿山前西北上的气旋性涡旋在暴雨区旋转、滞留、增强,使散度低层辐合、高层辐散结构与垂直上升运动在同一时次达最强,助推暴雨增幅。此次暴雨过程与南疆发生的暴雨存在一些差异。

关键词：区域性暴雨中亚低涡中小尺度特征概念模型

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天山山区暴雨过程的多尺度综合分析及动力诊断

天山山区暴雨过程的多尺度综合分析及动力诊断

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作者：李海燕兰州大学

学位级别：硕士

天山地处新疆中部,是典型的温带大陆性气候,年平均降雨量约400mm。在新疆这样年降雨量不足全国的1／4的干旱、半干旱地区,发生暴雨是小概率事件,暴雨的预报一直是个难题。针对这一问题,本文从环流的角度,运用天气学分析、中尺度滤波... 详细信息

天山地处新疆中部,是典型的温带大陆性气候,年平均降雨量约400mm。在新疆这样年降雨量不足全国的1／4的干旱、半干旱地区,发生暴雨是小概率事件,暴雨的预报一直是个难题。针对这一问题,本文从环流的角度,运用天气学分析、中尺度滤波、卫星雷达等新型探测资料综合诊断分析天山山区夏季暴雨过程,从动力和水汽两个方面揭示天山山区暴雨形成、发生发展的物理机制和水汽特征,初步得到一些有意义的结论,进一步加深了对新疆夏季天山山区暴雨的认识。根据暴雨落区将天山山区暴雨过程分为全境型、中天山型、西天山型三种暴雨类型。运用高中低纬天气系统相互作用及其影响对天山山区三种暴雨类型进行天气学分析,给出了山区暴雨的三维基本环流动力和水汽结构配置,构建了七类天山山区暴雨的天气学定量物理模型。天山山区暴雨基本发生在两脊一槽的经向环流背景下,其影响系统多为中亚的低槽或低涡,暴雨发生的强度、落区多与影响系统与高纬、低纬的低值系统配置有关,其中高中低纬天气系统同位相叠加类型强度往往最大,高纬加中纬型次之,纯中纬度系统最弱。全境型暴雨伊朗副高北挺与咸海脊叠加形成阻塞,西太副高偏西偏北为暴雨提供南风水汽通道。中天山局地暴雨与全境型和西天山型暴雨不同的是上下游高压脊间距过大,伊朗副高偏西,西太副高偏东。西天山暴雨与全境型暴雨之间的差异在于,西天山暴雨西太副高的位置更加偏西,特征线584dgpm线位于70。E附近及其以西地区。中尺度分析发现,天山山区暴雨过程具有局地性和阶段性,小时雨强大,中小尺度特征与东部季风区暴雨差异较大。主要表现在：天山山区的中小尺度系统较为单一,以700hPa的辐合线为主,有时可伸展至600hPa或850hPa;中尺度对流系统不如东部季风区深厚,上升运动区最高约为400hPa左右,卫星云顶亮温TBB 最低值-28～-40℃,雷达最大回波强度30-45dBz。暴雨发生前雨区周边大气增温增湿,大气总温度均大于40℃或45℃,K指数增大,SI指数降低,整层比湿积分显著增大,抬升凝结高度高于700hPa这一指标优于其他稳定度参数。

关键词：多尺度系统水汽输送中尺度滤波中小尺度特征

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江淮梅汛期热带气旋倒槽暴雨特征分析

江淮梅汛期热带气旋倒槽暴雨特征分析

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作者：王丽芳南京信息工程大学

学位级别：硕士

热带气旋是影响我国夏季降水的重要天气系统。江苏地处中纬度沿海,受热带气旋北伸倒槽影响较多。每年6-7月是江淮地区梅汛期暴雨多发频发季节,热带气旋倒槽暴雨已日渐成为梅汛期影响江苏的重要灾害性天气。本文重点针对近年来梅汛期影... 详细信息

热带气旋是影响我国夏季降水的重要天气系统。江苏地处中纬度沿海,受热带气旋北伸倒槽影响较多。每年6-7月是江淮地区梅汛期暴雨多发频发季节,热带气旋倒槽暴雨已日渐成为梅汛期影响江苏的重要灾害性天气。本文重点针对近年来梅汛期影响江苏的热带气旋倒槽暴雨进行探讨,利用统计、诊断、对比、数值模拟等方法从多角度研究热带气旋倒槽暴雨的基本环流特征、动力热力特征和中小尺度特征,并深入探讨在热带气旋倒槽影响下,西风带干冷空气在倒槽降水中的作用。研究得到了一些有新意的结论和观点： 1.首次归纳并提炼出江淮梅汛期热带气旋倒槽暴雨的三种基本类型及其环流特征。筛选出1986-2011年梅汛期影响江苏的热带气旋倒槽暴雨个例,根据热带气旋的移动方向分成华南/华东登陆北上(转向)类、华南沿海(南海)西行类和华东近海北上类共三种类型。通过个例的综合与典型分析,归纳提炼得到倒槽暴雨的共同环流场特征：低层倒槽伸向江苏,与其相伴随的偏南/东南低空急流输送暖湿空气北上,与中层西风槽后的干冷空气在倒槽顶部附近交汇,构成上冷下暖的对流不稳定层结;同时急流前方的南风风速辐合及倒槽两侧的风向辐合,与高空西南急流入口区经向南风水平分布不均匀造成的高层辐散相互耦合,增强了垂直上升运动,有利于中小尺度系统的发生发展。 2.对比分析了华南/华东登陆北上(转向)类和华南沿海(南海)西行类两例热带气旋倒槽暴雨的动力、热力特征。两次暴雨都受到台风倒槽与中纬度西风槽的共同影响,但西风槽后干冷空气的作用不同。南风动量下传,高低空急流耦合促成了暴雨区上空低层辐合、高层辐散的动力配置;涡度和垂直速度的演变较好地体现了两次暴雨过程动力特征的差异;湿Q矢量散度激发的垂直次级环流的移动、增强促使暴雨发生、发展,暴雨发生在湿Q矢量辐合区(次级环流上升支)中,两次过程中湿Q矢量辐合分别由Qy和Qx辐合造成。低空急流的暖湿输送及急流前方的南风辐合,对暴雨区深厚水汽柱和高温高湿舌的形成具有重要作用。暴雨发生在西南-东北向能量锋区南侧210K以上的高能舌区中,低层不稳定能量通过非地转垂直上升支释放。 3.诊断分析了持续性热带低压倒槽暴雨产生的中小尺度特征和有利的大尺度背景场。暴雨发生在高空偏西急流核东传、蒙古冷槽频频东移、热带低压倒槽维持(倒槽顶部中尺度低涡活动)及低空急流缓慢移动的背景下。10个中尺度雨团在江苏江淮之间相继产生,三个阶段中雨团活动各具特点。地面中尺度辐合增强触发了雨团,辐合线对雨团有组织作用。第一阶段对流发展旺盛,雨团与-62℃冷云盖甚至-72℃冷中心相对应,45dBZ以上强对流回波带自北向南缓慢移动,并出现了短时逆风区特征。后两个阶段雨团与云团后部TBB等值线密集区对应,新对流单体的不断并入有利于强回波带原地维持。暴雨区的水汽通量大小、螺旋度上负下正的配置及移动对未来6h降水强弱、落区变化具有一定的指示意义。 4.通过中尺度数值模拟,深入探讨了对流层不同层次干冷空气活动对热带低压倒槽暴雨落区和强度的影响。高层干冷空气活动不利于降水增强;中层和低层干冷空气活动均有助于暴雨增幅,低层干冷空气活动还会引起雨带位置的变化：干冷空气增强(减弱),降水增强(减弱),雨带南压(北抬),暴雨中心东南(西北)移。雨带南(北)移动的幅度与干冷空气强(弱)成正比关系,低层干性和冷性同时变化对雨带位置和暴雨中心位置的影响更大。对流层各层干冷空气强度变化对暴雨落区和强度的影响在倒槽顶部中尺度低涡(辐合线)、高低空散度、能量锋以及湿位涡的位置和强度上均有较好的响应。

关键词：热带气旋倒槽暴雨环流场特征动力热力特征中小尺度特征干冷空气敏感性试验

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山东半岛冷流暴雪过程的环境条件分析与数值模拟研究

山东半岛冷流暴雪过程的环境条件分析与数值模拟研究

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作者：于晓晶中国气象科学研究院

学位级别：硕士

冷流降雪是环渤海地区特有的天气现象，尤以山东半岛最为典型，目前要准确预报强降雪范围、量级和持续时间等仍比较困难。文中选取发生于2010年12月29～31日的一次典型山东半岛冷流暴雪过程，利用观测站降雪量、自动气象站逐小时降雪量... 详细信息

冷流降雪是环渤海地区特有的天气现象，尤以山东半岛最为典型，目前要准确预报强降雪范围、量级和持续时间等仍比较困难。文中选取发生于2010年12月29～31日的一次典型山东半岛冷流暴雪过程，利用观测站降雪量、自动气象站逐小时降雪量、NCEP-FNL再分析资料和卫星云图资料，采用诊断分析和数值模拟等方法，着重研究冷流降雪过程的环流背景、云微物理特征、中小尺度特征和物理影响因子的作用。首先分析冷流暴雪过程的环境条件特征;然后采用中尺度WRF模式中6种云微物理参数化方案模拟此次冷流暴雪过程，并利用高分辨率模拟结果对云微物理特征以及中小尺度特征进行详细分析;最后分别进行海温和地形两组敏感试验，以探求二者对冷流暴雪的影响及差异。诊断分析表明，冷流暴雪过程中，高层大气为东北冷涡中心控制，山东半岛处于高空槽后偏北气流中，低层大气表现为强烈的冷平流;TBB图上表现为中-β尺度浅对流云系，中心最低温度低于-30℃;大尺度环流的辐合上升运动不明显，降雪过程可能与局地中小尺度系统的发生发展有关;在整个降雪过程中，山东半岛地区一直处于θse高能舌和位涡高值区控制下，强降雪带与θse高能舌轴线位置一致。不同云微物理参数化模拟结果表明，Lin等的方案对此次暴雪过程模拟效果最好，比较成功地模拟出降雪量级、时段和落区。云中各种水凝物粒子以雪和霰最多，基本分布在600hPa以下，最大值出现在900～800hPa之间;降雪过程主要与雪和霰有关，尤其是霰含量的变化对降雪有很好的指示意义。此次暴雪过程发生在较强的海气温差背景下，渤海海表对冷空气的增温增湿作用显著，通过湍流交换等作用向低层大气输送大量感热、潜热和水汽;水汽由渤海中部海域输送到山东半岛东北部沿海地区，水汽辐合层集中在800hPa以下，相对湿度饱和层和比湿高值维持的时间与强降雪时段一致;中尺度海岸锋的局地环流对冷流暴雪形成有重要贡献，水平方向上呈现为偏北风和偏西风的强辐合带，局地环流中的上升运动触发不稳定能量释放，直接决定浅对流冷流暴雪的落区和强度。敏感试验结果表明，相对于山东半岛地形，周边海温对冷流降雪的暴雪范围影响更为显著。海温改变后，海表向大气输送的感热通量、潜热通量和水汽通量随之增减，进而影响到水凝物粒子的含量和低云的形成，使得降雪增强或减弱。

关键词：冷流暴雪数值模拟云微物理特征中小尺度特征海温敏感试验

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2014年8月18—20日防城港市特大暴雨过程分析

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气象研究与应用 2014年第A2期35卷 26-27页

作者：易小斌刘金裕防城港市气象局 538001

利用实况资料，从环流特征、影响系统、中小尺度特征、物理量诊断等方面对2014年8月18—20日防城港市出现的特大暴雨过程深入分析．探求这次天气过程发生发展的物理机制，了解此次天气过程，提高今后对此类天气的认识和预报能力。

关键词：特大暴雨环流特征中小尺度特征物理量诊断物理机制

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“灿都”登陆前后阳江地区的降水分析

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气象研究与应用 2010年第A2期31卷 27-28,34页

作者：麦宗天蒲志发高晓荣阳江市气象局广东阳江529500 广东省气象局广东广州510080

利用NCEP再分析资料,广东省气象资料等资料,分析"灿都"过程阳江地区降水情况,重点分析永宁地区的特大暴雨情况。通过分析可知,此次降水过程可以分为三个阶段,主要降水是在"灿都"登陆后的降水;而永宁地区的强降水主要原因有两个,一是阳... 详细信息

利用NCEP再分析资料,广东省气象资料等资料,分析"灿都"过程阳江地区降水情况,重点分析永宁地区的特大暴雨情况。通过分析可知,此次降水过程可以分为三个阶段,主要降水是在"灿都"登陆后的降水;而永宁地区的强降水主要原因有两个,一是阳江南面的一支水汽与北面来自新兴—开平,通过河朗—合水—春城通道,达到A区域的第二支水汽相汇,再由永宁镇地形抬升,形成强降水,二是阳江南面的水汽长驱直入,进入永宁镇,再被永宁镇地形抬升后形成强降水。另外,阳江地区的特殊地理条件,台风过后,往往会出现强降水,特别局地降水很明显,此时要特别提高警惕,及时应对强降水。

关键词：天气学中小尺度特征降水阳江

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