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近地面冷池在飑线过程中对对流大风的预判作用浅析

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农业灾害研究 2024年第3期14卷 211-213页

作者：王蓓元王艺橙张梦淮安市气象局江苏淮安223000 淮安涟水国际机场有限责任公司江苏淮安223432

利用江苏省气象观测站地面观测所观测的极大风、气温数据对2022年7月10日、7月26日、7月28日江苏先后发生的3次飑线过程进行分析。3次飑线均出现了大范围对流大风,极端大风不仅出现在水体山地附近,还出现在人员密集的城镇。飑线的移动... 详细信息

利用江苏省气象观测站地面观测所观测的极大风、气温数据对2022年7月10日、7月26日、7月28日江苏先后发生的3次飑线过程进行分析。3次飑线均出现了大范围对流大风,极端大风不仅出现在水体山地附近,还出现在人员密集的城镇。飑线的移动方向主要取决于500 hPa引导气流的方向,7月10日飑线发生在暖区中,7月26日和28日飑线发生在冷暖气流的对峙中,其中7月10日和26日动力条件起主导作用,28日850 hPa水汽为飑线的产生提供了能量,飑线的发生是动力条件和能量条件共同作用的结果。冷池在近地面的活动对陆上极端大风的出现有一定的提前指示意义,在飑线影响下,站点气温的变化与风速的变化呈反相关,利用降温预判对流大风的提前量可以达到40 min以上。

关键词：江苏冷池飑线对流大风

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辽东半岛一次湿下击暴流过程分析

高原气象 2024年第2期43卷 411-420页

作者：贾旭轩梁军刘晓初冯呈呈张子莹中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166 大连市气象台辽宁大连116001

2020年9月11日辽东半岛南部发生了一次强对流天气,并出现了湿下击暴流,大连金州得胜站地面最大阵风达到21.7 m·s^(-1)。本文利用常规气象资料、大连多普勒天气雷达资料、欧洲中期天气预报中心第5代全球再分析资料和高分辨率中尺度数值... 详细信息

2020年9月11日辽东半岛南部发生了一次强对流天气,并出现了湿下击暴流,大连金州得胜站地面最大阵风达到21.7 m·s^(-1)。本文利用常规气象资料、大连多普勒天气雷达资料、欧洲中期天气预报中心第5代全球再分析资料和高分辨率中尺度数值模拟资料,对此次湿下击暴流天气过程的环流背景、对流风暴发生发展环境及其回波特征等进行分析。结果表明:(1)此次强对流天气发生在北上台风变性形成的高空冷涡东部西南风与东南风的切变线上,地面辐合线和低空急流是触发初始对流的直接系统,初始对流在高空辐散耦合作用下发展加强;对流系统西移登陆至地面冷池与其东部暖空气之间形成锋生带上,辐合抬升作用加强,促使对流系统组织化程度更高、强度更强。(2)高温、高湿、对流不稳定层结是对流系统发生发展的有利环境条件。强对流发生前,探空曲线“上干下湿”、呈“V”型分布,抬升凝结高度明显下降;湿下击暴流发生时,径向速度垂直分布为中层径向辐合、低层辐散;瞬时大风出现前后,大连多普勒天气雷达在高、低仰角均探测到超过45 dBZ强反射率因子缺口,高仰角强反射率因子缺口先于低仰角出现,通过监测高仰角强反射率因子的变化,对湿下击暴流有一定的预警作用。

关键词：湿下击暴流低空急流冷池强反射率因子缺口

华北局地大暴雨过程中多个β中尺度对流系统发生发展对比分析

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气象 2024年第2期50卷 181-194页

作者：徐姝易笑园熊明明孙密娜林晓萌天津市气象台天津300074 中国气象局水文气象重点开放实验室南京210024 天津市气候中心天津300074

利用常规地面高空观测、多普勒雷达、风廓线、VDRAS(Variational Doppler Radar Analysis System)和NCEP再分析资料,对2018年8月5—6日副热带高压(以下简称副高)控制下华北一次局地大暴雨过程中多个β中尺度对流系统触发和发展机制进行... 详细信息

利用常规地面高空观测、多普勒雷达、风廓线、VDRAS(Variational Doppler Radar Analysis System)和NCEP再分析资料,对2018年8月5—6日副热带高压(以下简称副高)控制下华北一次局地大暴雨过程中多个β中尺度对流系统触发和发展机制进行了分析。结果表明:这次大暴雨发生在副高控制下,处于高温、高湿气团中,大气层结极不稳定。暴雨由多个相继发展的中尺度对流系统造成,分别是太行山迎风坡上西南—东北向、华北平原地区保定一带南北向、保定至霸州附近西南—东北向和以雄安新区为中心东西向原地生消的准静止MCS-Ⅰ、MCS-Ⅱ、MCS-Ⅲ和MCS-Ⅳ,均属于β中尺度。在相似的环境中,不同中尺度对流系统触发机制有较大差异,太行山迎风坡上的MCS-Ⅰ是由近地层偏东暖湿气流在迎风坡与山风形成的辐合抬升触发;由辐射差异和前期强降水形成的局地冷池受MCS-Ⅰ影响再次加强后,其出流与环境风形成的两条地面辐合线分别触发了MCS-Ⅱ和MCS-Ⅲ,并组织对流沿辐合线呈带状发展;而超低空偏东风增强叠加冷池出流在地形抬升作用下促使沿山暖湿气团进一步抬升,使得原本消亡的MCS-Ⅰ再次重建。MCS-Ⅳ发展最旺盛、持续时间最长,是大暴雨中心的直接制造者,一方面MCS-Ⅱ与MCS-Ⅲ、MCS-Ⅰ与MCS-Ⅳ的两次合并过程,是MCS-Ⅳ增强、持久的重要原因;另一方面边界层偏东风急流为MCS-Ⅳ的发展提供了水汽和不稳定能量等有利条件,同时推动其左前方中尺度涡旋的发展,导致MCS-Ⅳ所在地的气旋性涡度大大增加,加强了以急流轴为中心的垂直次级环流发展,造成MCS-Ⅳ的发展维持,形成华北平原地区以雄安新区为中心的东西向大暴雨带。

关键词：准静止中尺度对流系统对流单体合并冷池地面辐合线中尺度边界层急流中尺度涡旋

冷涡影响下杭州湾一次区域性极端大风的演变和机制分析

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气象 2024年第1期50卷 71-83页

作者：黎玥君马昊勾亚彬戴祥霖余贞寿浙江省气象科学研究所杭州310051 浙江省气象台杭州310051 中国气象局水文气象重点开放实验室北京100081 杭州市气象局杭州310051

利用常规气象探空观测、地面自动气象站逐分钟观测、风廓线雷达以及多普勒天气雷达等多源观测资料,分析了2021年4月30日傍晚到夜间浙江北部和杭州湾沿海地区一次区域性极端大风的天气特征,重点探讨了对流系统移入杭州湾后的中尺度演变... 详细信息

利用常规气象探空观测、地面自动气象站逐分钟观测、风廓线雷达以及多普勒天气雷达等多源观测资料,分析了2021年4月30日傍晚到夜间浙江北部和杭州湾沿海地区一次区域性极端大风的天气特征,重点探讨了对流系统移入杭州湾后的中尺度演变特征和大风增强的原因。结果表明,此次过程是典型的多尺度相互作用的结果,在高空深厚的东北冷涡影响下,配合中层西北急流和较强的地面暖低压促使飑线后部对流系统发展,形成雷暴大风天气。对流单体在经过杭州湾水系后明显增强,其阵风锋前侧有西南暖湿入流,后部冷池发展强盛,气压涌升,叠加地面环境风场和杭州湾水面的热动力条件,从而触发不稳定能量促使单体发展。系统经过杭州湾后辐散下沉出流明显增强,将中高层的动量更快地下传至地面,对于杭州湾南部风力增强效应显著。杭州湾光滑下垫面、喇叭口等特殊地形也是造成极端大风出现的原因之一。同时,逐分钟变温相比于极大风出现时间提前了约7~10 min,对于局地极端大风监测预警有一定的指示意义。

关键词：多源观测极端雷暴大风阵风锋冷池杭州湾

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一次冷涡影响的济南市区域强对流天气分析

现代农业科技 2024年第5期 131-134,146页

作者：李恬济南市气象局山东济南250102

本文使用观测资料、雷达资料和数值模式资料,对2022年6月13日午后至夜间的冷涡背景下的两次影响济南的强对流过程进行分析。结果表明,地面辐合线与冷池的复杂相互作用在对流回波发展加强过程中起到了重要的作用,尤其是造成了第一次对流... 详细信息

本文使用观测资料、雷达资料和数值模式资料,对2022年6月13日午后至夜间的冷涡背景下的两次影响济南的强对流过程进行分析。结果表明,地面辐合线与冷池的复杂相互作用在对流回波发展加强过程中起到了重要的作用,尤其是造成了第一次对流降水强度强、移动迅速,发展为超级单体和弓形回波。根据环境参数的实况分析和模式预报,可以较准确地判断2次对流过程的强度。环境条件较弱是造成第二次对流未发展加强的主要原因。在临近预报业务中,预报员需要利用多种实时加密观测数据,结合对流发展条件和中尺度模式预测对流天气的发生发展情况。

关键词：强对流天气冷涡冷池环境条件山东济南

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冬奥张家口赛区一次冷池过程的观测分析

气象 2023年第6期49卷 708-720页

作者：陈子健李江波李禧亮田志广段宇辉王宗敏河北省气象台石家庄050021 河北省石家庄市气象局石家庄050081

利用冬奥张家口赛区系留汽艇探空、激光雷达和加密冬奥地面观测等新资料,以及ERA5再分析资料,对2020年1月15—16日的冷池(CAP)过程进行了场外观测,分析了冷池的温度、湿度、风场三维结构,构建了冷池建立、发展、维持、消散过程的概念模... 详细信息

利用冬奥张家口赛区系留汽艇探空、激光雷达和加密冬奥地面观测等新资料,以及ERA5再分析资料,对2020年1月15—16日的冷池(CAP)过程进行了场外观测,分析了冷池的温度、湿度、风场三维结构,构建了冷池建立、发展、维持、消散过程的概念模型。结果表明:此次冷池过程发生在弱高压脊控制、中层增暖、高空风速明显减小、天空少云、近地层微风的静稳天气背景下。冷池自傍晚日落开始逐渐建立,此时大气层结为中性,山谷东西两侧山坡形成较强下坡风携带冷空气在谷底堆积辐合产生上升气流,取代谷底原来的暖空气并将其抬升,逆温形成并快速向上发展,半夜前后,即日落约4~5 h后,冷池发展到300 m左右的高度,即山谷高度3/5处,其上300 m为等温层,即暖带。冷池在发展过程中,在逆温层下出现明显的东西风切变层,随着逆温层顶的不断升高,风切变层也逐渐抬高。午夜到日出前,冷池进入稳定维持期,逆温层顶高度和温度变化不大,冷池底部温度继续缓慢下降,此阶段下坡风和下谷风已不能渗透到谷底,降温主要是长波辐射降温。日出后4 h左右冷池消散,首先太阳加热山谷西坡,导致山谷中高层快速升温,之后随着太阳高度角升高,山谷东西侧山坡出现上坡风及上谷风,将谷底冷空气向东西两侧坡面及谷外输送,山谷中高层暖空气下沉,对流边界层下降,逆温自上而下消散,这和平原地区逆温自下而上消失有明显的差别。

关键词：北京冬奥会冷池逆温复杂地形坡风谷风

不同强度环境垂直风切变影响下热带气旋外核区冷池特征

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大气科学 2023年第5期47卷 1510-1524页

作者：程晶晶李青青陈锦鹏福建省灾害天气重点实验室福州350001 厦门市海峡气象开放重点实验室厦门361012 漳州市气象局福建363000 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室南京210044 中国气象科学院灾害天气国家重点实验室北京100081

本文基于高分辨率数值模式模拟结果分析了不同强度的环境垂直风切变影响下热带气旋外核区近地面冷池特征。结果表明:外核区对流性和非对流性冷池在不同切变环境中表现出相似的特征。两类冷池均伴随局地位温、相当位温和水汽混合比的降... 详细信息

本文基于高分辨率数值模式模拟结果分析了不同强度的环境垂直风切变影响下热带气旋外核区近地面冷池特征。结果表明:外核区对流性和非对流性冷池在不同切变环境中表现出相似的特征。两类冷池均伴随局地位温、相当位温和水汽混合比的降低和近地面高压扰动,冷池厚度通常低于400 m,平均强度4~6 m s^(−1),均远小于中尺度对流系统冷池,其中非对流性冷池的厚度和强度显著大于对流性冷池,表明外核区不同类型的冷池强度主要取决于冷池厚度。冷池内普遍存在下沉运动,对流性冷池中向下垂直质量输送约为非对流冷池的两倍。下沉运动导致冷池局地高压的主要原因为云下降水粒子的蒸发冷却和雨滴拖曳作用,对流云中的凝结潜热释放则不利于地面高压发展,其中对流性冷池中次云层蒸发冷却和降水拖曳作用较强,导致该类冷池地面增压也较大。不同强度的环境垂直风切变对不同类型冷池特征也有一定影响。弱切变环境中外核区冷池多表现为尺度较小且分布离散的对流性冷池,随切变增强,冷池总数目和对流性冷池数目减少,而尺度较大且多位于层云降水区域的非对流性冷池增多,同时厚度加深、强度增强。环境风切变增大还导致对流性和非对流性冷池造成的局地辐散出流均有所减弱但气旋式流速增强。

关键词：热带气旋垂直风切变对流尺度下沉运动冷池

下击暴流引发局地强沙尘暴天气过程的诊断分析

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内蒙古科技与经济 2024年第7期 101-105页

作者：黄元媛内蒙古巴彦淖尔市气象局内蒙古巴彦淖尔015000

利用地面、高空气象观测资料和雷达、探空等多源气象观测资料,对内蒙古巴彦淖尔市一次雷暴大风引发局地强沙尘暴天气过程进行诊断分析。研究结果显示:“上冷下暖”的大气层结及低层系统性辐合上升运动为此次沙尘暴天气的发生提供了不稳... 详细信息

利用地面、高空气象观测资料和雷达、探空等多源气象观测资料,对内蒙古巴彦淖尔市一次雷暴大风引发局地强沙尘暴天气过程进行诊断分析。研究结果显示:“上冷下暖”的大气层结及低层系统性辐合上升运动为此次沙尘暴天气的发生提供了不稳定能量和动力条件;中层湿、高层与低层干的“X”形大气层结构易产生雷暴大风天气,同时有利于下击暴流的出现,也是此次出现沙尘暴天气的原因;反映下击暴流形成的雷暴高压和地面冷池的强弱变化的1 h正变压和负变温变化,也可作为判别地面大风沙尘强弱的判别依据;雷达图上的速度模糊、阵风锋可直接预报雷暴大风天气,同时风廓线图出现平均风速从1 000 m下降到600 m时的迅速增大,也可作为地面大风的判别指标。

关键词：沙尘暴下击暴流雷暴高压冷池

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冷池对引发新乡“7·9”特大暴雨的中尺度对流系统的影响分析

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气象 2019年第10期45卷 1426-1438页

作者：徐姝东高红熊明明天津市气象台天津300074 天津市气候中心天津300074

利用NCEP再分析资料、常规观测资料、FY-2E卫星TBB资料、多普勒雷达探测资料和地面加密自动站资料分析了2016年7月9日新乡特大暴雨过程的中尺度特征,并揭示了冷池形成原因及其对产生强降水的中尺度对流系统发生发展的影响。研究结果表明... 详细信息

利用NCEP再分析资料、常规观测资料、FY-2E卫星TBB资料、多普勒雷达探测资料和地面加密自动站资料分析了2016年7月9日新乡特大暴雨过程的中尺度特征,并揭示了冷池形成原因及其对产生强降水的中尺度对流系统发生发展的影响。研究结果表明:新乡地区特大暴雨是由一个“低质心”结构的后向传播-准静止-涡旋状中尺度对流系统产生的。由层状云和对流性降水产生的冷池出流形成的中尺度温度梯度导致地面辐合进而触发了对流。冷池出流与环境风场形成的假相当位温密集带为对流系统提供不稳定能量,两者强度相当的对峙使能量密集带稳定少动,而中尺度对流系统的上风方即冷池出流南侧由于锋生作用将暖湿空气抬升并不断触发新对流,这种后向传播方式导致中尺度对流系统移动缓慢处于准静止状态,新生对流单体在地面中尺度涡旋流场的作用下呈有组织的涡旋状旋转,不断经过新乡地区造成强降水持续。湿冷的冷池同时也是本次强降水过程近地面水汽来源之一。太行山的阻挡作用导致冷池在山前堆积后向承载层平流方向相反的方向移动;小地形的峡谷效应有助于冷池出流南移,而且为中尺度地面涡旋形成提供了一支重要的西北气流。

关键词：冷池特大暴雨后向传播涡旋状MCS