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高空冷涡背景下飞机积冰特征和机制的探测研究

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气象 2023年第8期49卷 972-984页

作者：孙艳辉张波刘伟刘长立黄文震刘正会包兴华寿绍文孙鹏飚内蒙古呼伦贝尔市气象局呼伦贝尔021008 内蒙古通用航空股份有限公司呼和浩特010090 南京信息工程大学大气科学学院南京210044

飞机结冰可能引发严重飞行事故。为了了解飞机在冷涡背景下自然结冰的特征和机制,2021年5月,内蒙古呼伦贝尔市人工增雨作业人员使用Y-12运输机在高空冷涡天气系统中进行了7个架次飞机结冰探测试验,其中出现中度和重度飞机积冰各2个架次... 详细信息

飞机结冰可能引发严重飞行事故。为了了解飞机在冷涡背景下自然结冰的特征和机制,2021年5月,内蒙古呼伦贝尔市人工增雨作业人员使用Y-12运输机在高空冷涡天气系统中进行了7个架次飞机结冰探测试验,其中出现中度和重度飞机积冰各2个架次,对飞机积冰探测的环境气象条件进行了讨论,着重分析了5月31日2个架次重度飞机积冰过程取得的DMT粒子测量数据。结果表明:飞机平飞海拔高度为3.5~4.2 km,环境温度为-8~-4℃时,重度飞机积冰出现在冷涡东南部水汽饱和区中;测量的过冷水含量在高值时段的平均值达到0.25~1.04 g·m^(-3),平均有效直径为15~100μm的粒子浓度显著偏高,达到100~200个·cm^(-3),高浓度的过冷水含量导致飞机外壳出现瞬时快速积冰。简述了高空冷涡东南象限航线上的云层粒子图像和云粒子增长方式,讨论了高空冷涡东南象限的大气结冰条件。

关键词：高空冷涡飞机结冰液态水含量云粒子浓度云滴平均有效直径

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高空冷涡对台风烟花(2106)路径的影响

应用气象学报 2023年第5期34卷 586-597页

作者：王海平国家气象中心北京100081

2021年台风烟花(2106)移动路径复杂,经历多次移动方向和速度的异常变化,数值模式及主观综合预报对其路径预报均误差较大,模式对120 h预报误差最大达到400~800 km。通过研究导致模式对初次登陆时间及位置预报出现明显偏差的原因发现,高... 详细信息

2021年台风烟花(2106)移动路径复杂,经历多次移动方向和速度的异常变化,数值模式及主观综合预报对其路径预报均误差较大,模式对120 h预报误差最大达到400~800 km。通过研究导致模式对初次登陆时间及位置预报出现明显偏差的原因发现,高空冷涡的存在有利于副热带高压东退,使得影响台风烟花的引导气流减弱,移速明显减慢,24 h平均移动速度仅为3.6 km·h^(-1)。随着副热带高压的继续北抬减弱,高空冷涡减弱后的西风槽前偏南气流引导是台风烟花移动路径出现明显偏北分量、登陆浙北地区的重要原因。通过对确定性预报和集合预报分析发现,数值模式对高空冷涡的预报仍存在较大误差和不确定性,是导致台风烟花路径预报误差较大的主要原因。

关键词：台风烟花(2106) 北折路径高空冷涡模式误差

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两次东风带高空冷涡强对流天气对比分析

气象 2021年第11期47卷 1380-1390页

作者：沈杭锋林宏伟娄小芬崔洁张红蕾杭州市气象局杭州310051 浙江省慈溪市气象局慈溪315300 浙江省气象台杭州310017 浙江省气象科学研究所杭州310017

利用常规气象站、自动站、NCEP/NCAR(美国国家环境预报中心/国家大气研究中心)的全球预报系统(GFS)分析资料、多普勒雷达和卫星等多种资料,对2015年7月29日和2018年7月14日两次过程对比分析后发现:两次过程在200 hPa上均存在一个东风带... 详细信息

利用常规气象站、自动站、NCEP/NCAR(美国国家环境预报中心/国家大气研究中心)的全球预报系统(GFS)分析资料、多普勒雷达和卫星等多种资料,对2015年7月29日和2018年7月14日两次过程对比分析后发现:两次过程在200 hPa上均存在一个东风带涡旋,500 hPa是类似东风波的系统,850 hPa处于副热带高压环流中,因此这两次过程是在东风带高空冷涡背景下发生的。处于东风带中的涡旋系统与台风、东风波等系统显著不同,其垂直方向上并不深厚,主要位于对流层中上层,湿度较高但温度较低,系统本身不像台风或东风波那样会发生大风、暴雨等强烈天气。2015年7月29日中午在浙闽沿海因海洋、陆地风向风速差异以及高低层之间风向辐合等因素影响下,形成了东、西风之间的中尺度辐合线,随后中尺度辐合线触发或加强了对流天气;而2018年7月14日过程虽然具备了对流潜势,但由于缺乏低层的触发机制,最终没有发生强对流。高层冷涡西进时,冷涡前进方向高层的辐散式旋转特性增强了中低层的上升运动,有助于对流天气加强,这与西风带天气过程有明显差异,会给强对流的预报预警造成较大困难,应特别关注。

关键词：高空冷涡强对流东风带对比分析

应用GPS可降水量和加密自动站资料对一次高空冷涡暴雨的分析

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云南大学学报（自然科学版） 2010年第S2期32卷 194-200页

作者：李国翠李国平王丛梅陈小雷石家庄市气象局成都信息工程学院大气科学学院邢台市气象局河北省气象台

利用河北省中南部的地基GPS可降水量、地面加密自动站和常规天气资料,对2010年8月26～27日高空冷涡强降水天气过程进行分析.结果表明:高空冷涡降水对应的GPS可降水量值一般位于40 mm以上,过程最大值与8月份月均值持平或略偏高;单站GPS... 详细信息

利用河北省中南部的地基GPS可降水量、地面加密自动站和常规天气资料,对2010年8月26～27日高空冷涡强降水天气过程进行分析.结果表明:高空冷涡降水对应的GPS可降水量值一般位于40 mm以上,过程最大值与8月份月均值持平或略偏高;单站GPS可降水量呈单峰型分布,降水开始于GPS可降水量的极大值前后,即上升阶段的后期或下降初期,早于GPS可降水量极大值1～4h或偏晚1～2 h;后期GPS可降水量呈下降趋势,但仍高于40 mm,降水强度减弱.GPS可降水量的时空分布可较好地反映降水落区及演变趋势.可降水量迅速减小到40 mm以下则预示着降水的结束.另外,高能量的积累是降水发生的必要条件,冷涡降水出现在假相当位温高值之后,而且前期能量积累越多,对应的降水也越大.

关键词： GPS可降水量高空冷涡暴雨假相当位温

西北太平洋TUTT高空冷涡活动特征及其对台风路径突变的影响

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西北太平洋TUTT高空冷涡活动特征及其对台风路径突变的影响

作者：温典中国气象科学研究院

学位级别：硕士

台风(简称TC)路径突变受多环流系统影响,是台风路径预报中的一个难题。对流层高空冷涡是TC路径变化的一个重要影响系统,但它们对台风路径突变的影响机制还不清楚,尤其是对来自太平洋中部对流层上层槽(TUTT)一类高空冷涡(TUTT cell)的影... 详细信息

台风(简称TC)路径突变受多环流系统影响,是台风路径预报中的一个难题。对流层高空冷涡是TC路径变化的一个重要影响系统,但它们对台风路径突变的影响机制还不清楚,尤其是对来自太平洋中部对流层上层槽(TUTT)一类高空冷涡(TUTT cell)的影响认识不多。本论文首先统计了2006-2015年西北太平洋TUTT cell的活动特征,并合成分析了TUTT cell生消过程中的大气环流背景及其结构演变特征;然后针对两个典型个例,探讨了TUTT cell对其东侧台风路径突变影响的动力学机制;最后采用集合预报分析方法,研究了TUTT cell影响台风Meranti(1010)北翘路径的物理过程。统计结果表明:(1)10年间发生持续时间不小于24h的TUTT cell事件369次(出现6836频次),高频期为5-10月,与台风的活跃期相似;(2)大部分冷涡生成于150°E以东,生成后一般向偏西方向移动,可移至我国沿海地区。平均移动速度为6.6m s,平均生命时长为4.4天;(3)大多数TUTT cell半径小于5经纬距,冷中心平均位置为250hPa,正涡度中心平均位置为225hPa,正涡度柱垂直分布于550-125hPa之间,少部分可向下延伸至700hPa以下。对TUTT cell的初生、成熟及消亡期大气环境及其结构演变进行动态合成分析。结果表明,冷涡的生消过程一般是其从大洋中部TUTT槽底生成,切断后沿副高东南侧西移,最后消亡于中国近海副高南侧的一个过程。在此过程中TUTT cell位势高度增加,半径减小至3-4经纬距,冷中心温度较初生阶段增暖4oC,不利于其冷心结构维持。生成期TUTT cell北部和西部以下沉运动为主,南部和东部主要为上升运动,而进入消亡期后垂直运动的纬向剖面分布与初生期相反。选取位于TUTT cell东侧并发生路径突变的两个台风个例进行研究。结果表明,当台风西侧的TUTT cell强度较强,且与台风相距较近时,二者高低层环流可发生部分叠置或耦合,影响台风引导气流。整层大气受力分析发现,TUTT cell减弱了台风西部向东的气压梯度力,而台风东侧向西的气压梯度力不变,这有利于台风向西运动。对台风和TUTT cell进行合力散度诊断也表明,TUTT cell中心附近合力辐合可为其东侧台风提供向西的合力,而台风外围东北侧较强的合力辐散阻碍台风北上,有利于在弱环境引导气流中的台风发生打转。选取台风路径集合预报中成功与不成功预报路径突变两组成员各8例,对比分析TUTT cell对Meranti路径北翘影响的物理过程。结果表明:(1)Meranti北翘路径跟它与TUTT cell的南北向耦合有关;(2)TUTT cell是通过改变台风上层的环境气流影响台风引导气流的;(3)水平环流宽且气旋性涡旋向下垂直伸展更深的TUTT cell对台风路径变化影响更明显;(4)位涡倾向方程的诊断表明,在TC与UTCL南北向耦合过程中,台风西北部的正位涡水平平流项输送显著,有利于台风向北运动。

关键词：高空冷涡台风路径突变

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高空冷涡飑线群的中尺度分析

气象科学 1984年第1期 12-19页

作者：杨国祥舒慈勋空军气象学院

本文对1982年6月17日的高空冷涡颮线群进行了中尺度天气分析。研究指出,在高空冷涡槽后低空有干暖盖存在,它的地面边界大体同干线一致。白天,近地面层的干线两侧,由于干湿区内增温率不同,造成穿越干线的横向中尺度垂直环流,是对流爆发... 详细信息

本文对1982年6月17日的高空冷涡颮线群进行了中尺度天气分析。研究指出,在高空冷涡槽后低空有干暖盖存在,它的地面边界大体同干线一致。白天,近地面层的干线两侧,由于干湿区内增温率不同,造成穿越干线的横向中尺度垂直环流,是对流爆发的一种触发机制。干线附近不断形成的雷暴单体,通过环境风的组织,向湿区一侧移动,并进一步发展成为颮线在有利的环境条件下,这种中尺度触发机制多处出现,使得颮线以群体形式出现。当新生和发展着的颮线追近前边的颮线,后面颮线前方的下沉气流,促使前边的颮线减弱消亡。颮线群内的单个颮线以新陈代谢的方式向前方不稳定区传播,它们的维持同边界层内的水汽辐合有密切关系。

关键词：飑线边界层附面层流体层高空冷涡中尺度分析水汽通量垂直环流低空急流急流(气象)

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高空冷涡形势下一次雷暴大风过程的诊断分析

现代农业科技 2022年第1期 178-181页

作者：李帆罗静静舟山市定海区气象局浙江舟山316000

利用常规观测资料、雷达产品及自动气象站资料,对2020年4月12日发生在舟山地区的一次雷暴大风过程进行诊断分析。结果表明:本次过程是一次由500 hPa横槽转竖后引导弱冷空气补充南下并与低层暖湿气流交汇的环流形势引发的强天气过程。温... 详细信息

利用常规观测资料、雷达产品及自动气象站资料,对2020年4月12日发生在舟山地区的一次雷暴大风过程进行诊断分析。结果表明:本次过程是一次由500 hPa横槽转竖后引导弱冷空气补充南下并与低层暖湿气流交汇的环流形势引发的强天气过程。温度平流带来上冷下暖的不稳定层结,冷平流向下渗透带来能量传递而产生垂直运动,高空动量下传是本次大风发生的关键。上下干、中层湿的配置对雷暴大风十分有利,强风速切变对强天气有触发作用,而地面辐合线的发展和移动是本次过程的触发机制。

关键词：高空冷涡强对流天气雷暴大风诊断分析浙江舟山定海区

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关于台风和高空冷涡的相互作用

气象研究与应用 1987年第Z1期 51-58页

作者：奥山(山严) ,吴连城 ,何炳初

普查1982年北上到日本附近的台风7例,其中4例的北上大概和高空冷涡发生了相互作用。本文就5号、7号台风试作分析。另外,作出的台风和高空冷涡相对运动的路径图、500mb高空天气图的高度变化图等,于预报有用。

关键词：台风日本海互作用低压(气象) 朝鲜东海高空冷涡天气图

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浙北一次高空冷涡后部雷暴大风的成因分析

气象与环境科学 2024年第4期47卷 51-59页

作者：吴福浪杨丽敏张晶晶陶俞锋曹文杨明珠中国民用航空宁波空中交通管理站气象台宁波315154 西藏自治区气象台拉萨850000 宁波市气象服务中心宁波315012 民航山东空中交通管理分局济南250107

利用区域自动气象站资料、NCEP/FNL再分析资料、多普勒天气雷达产品等,对2020年4月12日出现在浙江北部的区域性雷暴大风天气成因进行综合分析。结果表明:(1)此次雷暴大风过程属于高空冷平流强迫类型。强烈的高低空温度差动平流为雷暴大... 详细信息

利用区域自动气象站资料、NCEP/FNL再分析资料、多普勒天气雷达产品等,对2020年4月12日出现在浙江北部的区域性雷暴大风天气成因进行综合分析。结果表明:(1)此次雷暴大风过程属于高空冷平流强迫类型。强烈的高低空温度差动平流为雷暴大风提供了有利的热力条件,强垂直风切变有利于对流风暴的维持和发展。(2)雷达回波PPI图上,两个β中尺度对流风暴分别呈弓形和带状回波;径向速度图上的强烈MARC特征、1 km高度以下出现20 m·s^(-1)以上的速度大值区、VWP产品的大风速核下降,都可作为雷暴大风临近预警的参考。(3)降水拖曳和蒸发冷却形成地面冷池和辐合线,辐合线有利于对流云团的维持和发展;对流云团后侧入流急流增强了1 h正变压,同时促使地面辐合线逐渐远离回波主体;在冷池密度流和变压梯度共同作用下形成地面大风,地面8级以上大风主要分布在地面冷池移动前方和1 h正变压中心附近。

关键词：雷暴大风高空冷涡温度差动平流中层径向辐合冷池