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水平螺旋度在沙尘暴预报中的应用

气象学报 2012年第1期70卷 144-154页

作者：李岩瑛张强中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室兰州730020 甘肃省武威市气象局武威733000

为了更准确地预报中国北方沙尘暴的强度和范围,应用2002—2010年3—6月逐日08和20时高空流场资料、高空图资料和地面每3 h的天气图资料,计算近地面至500 hPa的水平螺旋度。结果表明,螺旋度负值中心值越大,辐合上升运动越强,风速越大,对... 详细信息

为了更准确地预报中国北方沙尘暴的强度和范围,应用2002—2010年3—6月逐日08和20时高空流场资料、高空图资料和地面每3 h的天气图资料,计算近地面至500 hPa的水平螺旋度。结果表明,螺旋度负值中心值越大,辐合上升运动越强,风速越大,对应沙尘暴的强度就越强。螺旋度负值中心常常在河西走廊附近最强,沙尘暴发生在螺旋度负值中心附近或下游。在沙尘关键区(40°—48°N,84°—120°E)当出现螺旋度≤-600 m2/s2的负值中心时,6 h内该区或其下游将产生能见度低于500 m的强沙尘暴,螺旋度负值中心与下游沙尘暴发生区有良好的对应关系。通过对中国北方区域性强沙尘暴典型个例、甘肃省河西走廊东部沙尘天气的对比分析,螺旋度有较强的日变化,白天强于夜间,对冬春季中国北方干旱区的冷锋型沙尘暴天气有较强的预报能力。

关键词：水平螺旋度沙尘暴预报应用

“2013.3.9”宁夏强沙尘暴天气的热力动力条件分析

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干旱区地理 2016年第2期39卷 285-293页

作者：陈豫英陈楠谭志强李强聂晶鑫宁夏气象防灾减灾重点实验室宁夏银川750002 宁夏气象台宁夏银川750002

利用常规气象观测资料和ECMWF逐6h 0.25°×0.25°再分析资料,对宁夏2013年3月9日强沙尘暴暴天气过程的热力和动力条件进行了诊断分析,结果表明:沙尘暴发生前,宁夏上空伴有地表感热通量、6 h变压和变压风及水平螺旋度负值增大、对流层... 详细信息

利用常规气象观测资料和ECMWF逐6h 0.25°×0.25°再分析资料,对宁夏2013年3月9日强沙尘暴暴天气过程的热力和动力条件进行了诊断分析,结果表明:沙尘暴发生前,宁夏上空伴有地表感热通量、6 h变压和变压风及水平螺旋度负值增大、对流层中低层到边界层有明显锋生活动、对流层高层高位涡随高空急流沿等熵面下传到2 000 gpm并形成低空急流等热力和动力因子的变化;强沙尘暴天气出现在地表感热通量增幅超过250 W·m^(-2)、对流层中低层锋生中心超过20×10^(-10)K·m^(-1)·s^(-1)、6 h变压和变压风超过8 h Pa和8 m·s^(-1)、水平螺旋度低于-500 m^2·s^(-2)的区域。

关键词：强沙尘暴感热通量锋生函数高低空急流变压风水平螺旋度

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典型槽型转脊型黑风天气过程成因分析

中国沙漠 2013年第1期33卷 187-194页

作者：李岩瑛许东蓓陈英中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室甘肃兰州730020 甘肃省武威市气象局甘肃武威733000 兰州中心气象台甘肃兰州730020 甘肃省民勤县气象局甘肃民勤733300

2010年4月24—27日甘肃省河西走廓、西北东部及华北出现了大风沙尘暴天气过程,河西走廓出现黑风天气,损失十分严重。针对这次罕见的槽型转脊型黑风天气过程,应用2002—2011年3—5月逐日08时和20时高空流场资料、高空图资料和地面每隔3h... 详细信息

2010年4月24—27日甘肃省河西走廓、西北东部及华北出现了大风沙尘暴天气过程,河西走廓出现黑风天气,损失十分严重。针对这次罕见的槽型转脊型黑风天气过程,应用2002—2011年3—5月逐日08时和20时高空流场资料、高空图资料和地面每隔3h天气图资料,对其天气形势演变、高空垂直风场及水平相对螺旋度场进行了深入对比分析。结果表明:4月24日20时700～500hPa有较强冷空气入侵,700hPa大气层结存在剧烈的高低空不稳定,≤-1 000m2.s-2强螺旋度负值中心是黑风爆发的动力因素,25—27日08时700hPa≥15m.s-1低空急流区的存在是这次大风天气得以持久维持的关键原因。

关键词：低空急流垂直风场水平螺旋度黑风暴

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我国螺旋度的研究及应用

高原气象 2006年第4期25卷 754-762页

作者：岳彩军寿亦萱寿绍文漆梁波施红中国气象局上海台风研究所南京信息工程大学大气科学系江苏南京210044 上海中心气象台上海200030 上海浦东新区气象中心上海200135

对自20世纪90年代以来至今国内关于螺旋度理论及应用研究工作进行了较系统地总结,将螺旋度归类为垂直螺旋度、水平螺旋度及完全螺旋度,同时又将垂直螺旋度划分为局地垂直螺旋度和积分垂直螺旋度,详细介绍并给出了每一类螺旋度的计算表... 详细信息

对自20世纪90年代以来至今国内关于螺旋度理论及应用研究工作进行了较系统地总结,将螺旋度归类为垂直螺旋度、水平螺旋度及完全螺旋度,同时又将垂直螺旋度划分为局地垂直螺旋度和积分垂直螺旋度,详细介绍并给出了每一类螺旋度的计算表达式以及其在天气诊断分析中的应用状况,对螺旋度的应用研究现状进行了简单地分析与讨论,最后展望了未来螺旋度研究与应用的发展方向。

关键词：螺旋度垂直螺旋度水平螺旋度完全螺旋度研究及应用

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河西走廊一次特强沙尘暴的热力动力特征分析

气象 2012年第8期38卷 950-959页

作者：王伏村许东蓓王宝鉴付有智中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室兰州730020 甘肃省张掖市气象局张掖734000 兰州中心气象台兰州730020

使用NCEP再分析资料、高空和地面观测资料对2010年4月24日发生在河西走廊的一次特强沙尘暴天气进行了热力和动力作用诊断分析。结果表明:沙尘暴发生前,感热通量达最大值,湍流运动增强,增加了大气的不稳定性;大风沙尘暴发展和强盛期与动... 详细信息

使用NCEP再分析资料、高空和地面观测资料对2010年4月24日发生在河西走廊的一次特强沙尘暴天气进行了热力和动力作用诊断分析。结果表明:沙尘暴发生前,感热通量达最大值,湍流运动增强,增加了大气的不稳定性;大风沙尘暴发展和强盛期与动量通量大值区对应,动量通量对沙尘向上输送起了重要作用;在强锋区附近,地转关系被破坏,大风沙尘暴大气主要出现在变压梯度大,即变压风大的区域,变压风是产生地面强风的主要成分;河西走廊这次沙尘暴过程有明显锋生活动,锋生过程使锋面次级环流加强;水平螺旋度负值中心值越大,近地面层风速越大,大风沙尘暴天气主要出现在水平螺旋度负值中心前方与零值线之间;在河西走廊上空,高空急流沿等熵面穿越等位势高度面下滑到2000gpm,形成偏西风低空急流,低空急流的形成和维持在大风沙尘暴过程中起到关健作用。

关键词：沙尘暴感热通量动量通量变压风锋生水平螺旋度低空急流

“2002．3”华北地区强沙尘暴天气的螺旋度分析

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气象科学 2009年第3期29卷 368-374页

作者：王益柏费建芳黄小刚钟奕飞解放军理工大学气象学院南京211101 解放军95871部队湖南衡阳421002

利用MM5非静力中尺度模式和螺旋度计算结果,对2002年3月18—22日华北地区发生的一次强沙尘暴过程进行了分析研究,重点分析了北京及周边地区水平与垂直方向螺旋度和完全螺旋度的结构变化及演变特征,结果表明:螺旋度的演变与强沙尘暴天气... 详细信息

利用MM5非静力中尺度模式和螺旋度计算结果,对2002年3月18—22日华北地区发生的一次强沙尘暴过程进行了分析研究,重点分析了北京及周边地区水平与垂直方向螺旋度和完全螺旋度的结构变化及演变特征,结果表明:螺旋度的演变与强沙尘暴天气的发生、发展有较好的对应关系,将中尺度模式和螺旋度计算结合起来可以有效提高沙尘暴天气的预报准确度。

关键词：强沙尘暴水平螺旋度垂直螺旋度完全螺旋度

超强台风“圣帕”(0709)特大暴雨过程的完全螺旋度分析

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南京气象学院学报 2009年第1期32卷 45-53页

作者：余贞寿倪东鸿闵锦忠温州市气象局浙江温州325027 南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室江苏南京210044

采用NCEP/NCAR 1°×1°最后分析资料(final analysis,FNL)计算"圣帕"台风螺旋度,探讨各垂直层上水平螺旋度与强降水时间演变的关系、水平螺旋度与强降水落区的关系以及垂直螺旋度时间演变与强降水发生、发展的关系。结果表明,700 hPa... 详细信息

采用NCEP/NCAR 1°×1°最后分析资料(final analysis,FNL)计算"圣帕"台风螺旋度,探讨各垂直层上水平螺旋度与强降水时间演变的关系、水平螺旋度与强降水落区的关系以及垂直螺旋度时间演变与强降水发生、发展的关系。结果表明,700 hPa螺旋度最能反映强降水时间演变,正螺旋度大值中心附近与暴雨落区一致,同区域内螺旋度中心值的强弱与该区域内降水的强弱关系密切;若垂直方向上高低层的螺旋度同时由负值转为正值,则强降水发生,反之降水减弱、停止;对于预报台风强降水时效,水平螺旋度远比垂直螺旋度、散度、垂直速度具有更多有效预报时间;对于预报台风强降水落区,垂直螺旋度比水平螺旋度更具有优势,若能利用垂直螺旋度对水平螺旋度预报强降水作出订正可能将有助于提高台风强降水预报准确率。

关键词：台风“圣帕” 暴雨水平螺旋度垂直螺旋度

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双雨带过程中的回流暖区暴雨个例对比研究

热带气象学报 2020年第6期36卷 721-733页

作者：林确略赵华生林宝亭玉林市气象局广西玉林537000 广西壮族自治区气象科学研究所广西南宁530022

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°FNL资料、自动站降水资料,对华南两次双雨带过程中的回流暖区暴雨个例进行了对比分析,结果表明:(1)与暖湿的南到西南气流相比,变性高压脊后部回流的东到东南气流具有一定干冷属性,边界层两支不同性质的... 详细信息

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°FNL资料、自动站降水资料,对华南两次双雨带过程中的回流暖区暴雨个例进行了对比分析,结果表明:(1)与暖湿的南到西南气流相比,变性高压脊后部回流的东到东南气流具有一定干冷属性,边界层两支不同性质的气流汇合形成辐合渐近线和边界层锋区。回流暖区暴雨实际是先有回流、预先在东侧形成浅薄的冷池,后有高空槽加深东移、带来边界层西南风,与东南风辐合,形成低层辐合抬升条件,西南风暖平流使边界层锋区加强并缓慢东移,产生的暴雨。回流和高空槽均起到关键的作用;(2)回流暖区暴雨区域在边界层内具有弱对流性不稳定或湿中性层结、而在中低层具有明显对流性不稳定,其发生发展机制有别于锋前暖区暴雨和典型锋面暴雨;(3)边界层较大水平螺旋度与回流暖区暴雨有良好对应关系,对回流暖区暴雨预报有指示意义,是回流暖区暴雨区别于锋面暴雨的重要动力学特征;(4)回流暖区的水汽输送主要集中在850 hPa以下,以925 hPa最显著,北侧锋区的水汽输送主要集中在850~700 hPa;南北两支雨带低层的水汽输送通道可能存在部分重合,当南侧暖区雨带的对流发展起来后,部分水汽可能被南侧辐合系统截留,从而影响北侧的水汽输送强度。这可能是导致北雨带降雨强度不如南雨带的一个原因。

关键词：华南双雨带回流暖区暴雨辐合渐近线水平螺旋度

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莫拉克台风暴雨的数值模拟与诊断分析

莫拉克台风暴雨的数值模拟与诊断分析

作者：黄海波南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文首先利用实况资料,对2009年第8号台风莫拉克的活动经行分析,发现台风形成于南海季风槽,在副热带高压、天鹅台风、艾涛台风以及南亚高压等系统的共同作用下发展移动。此次台风过程在台湾岛造成强降水,暴雨主要发生在台湾的中南部地区... 详细信息

本文首先利用实况资料,对2009年第8号台风莫拉克的活动经行分析,发现台风形成于南海季风槽,在副热带高压、天鹅台风、艾涛台风以及南亚高压等系统的共同作用下发展移动。此次台风过程在台湾岛造成强降水,暴雨主要发生在台湾的中南部地区,台风横跨台湾之后长时间在台湾海峡盘旋是造成此次暴雨的重要原因。通过卫星云图可知,莫拉克台风云系发展不对称,在其南部对流云系发展旺盛,水汽输送活跃。然后利用WRF中尺度数值模式对2009年8月6-10日莫拉克台风在台湾地区造成强降水过程的模拟资料,我们初步分析此次降水过程中台风螺旋雨带、水平涡度及暴雨的关系。结果表明：模式较好地模拟出了发生在7日00时-9日00时的暴雨过程。该时间段内台风外围有两条螺旋雨带,一支位于台湾的中部偏南,一支位于台湾的南部,暴雨主要位于这两支螺旋雨带上。在台风中低层,垂直涡度的正值区与螺旋雨带配合较好,正涡度越大,表明雨带越强。螺旋雨带低层具有对流不稳定层结,有利于激发对流云团。暴雨出现在环流上升支附近,在中低层,雨带对应着较大的指向东的水平涡度,且伴随着水平涡度大值区移动而移动,显示出两者较密切的联系。同时水平涡度的大值区与垂直涡度的大值区也有较好的对应关系,在非均匀分布的垂直运动的作用下,水平涡管发生扭曲,向垂直涡度转化,降水增强时,转化加强。水平涡度的旋度正值区对应上升运动区,其旋度的大值区对应强的螺旋雨带与降水,当水平涡度减小时,若水平涡度的旋度正值区存在,雨带仍然可以维持。莫拉克台风与天鹅台风之间有水平涡度辐合带存在,其上有云带的形成,水平涡管作为一个通道,促进双台风之间的水汽和能量输送。水平螺旋度能反应台风螺旋雨带上入流水平气流的强度及沿入流方向的水平涡度的大小。水平涡度输入到螺旋雨带之后,逐渐转变为垂直涡度,从而有利于增强螺旋雨带的旋转性,使得暴雨更强烈。通过分析,750hPa上的水平螺旋度与降水有较好的对应关系,水平螺旋度正值中心对应着降水中心。在降水区上空,低层正的水平螺旋度较大,且随高度减小。当低层水平螺旋度越强,正值区延伸层次越高,则该地区降水越强。

关键词：螺旋雨带水平涡度台风暴雨水平螺旋度