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一次东南大风过程中近地面风场结构及航空影响分析

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沙漠与绿洲气象 2024年

作者：陈阳权朱雯娜尹才虎张云惠民航新疆空中交通管理局气象中心新疆气象台

针对2023年4月7日夜间乌鲁木齐机场一次东南大风过程中13架航班复飞事件，利用跑道自动观测、激光测风雷达等资料，对东南大风天气下近地面风场的细微结构进行分析，探究了大风时段飞机在低空复飞的气象原因，结果表明：此次东南大风为... 详细信息

针对2023年4月7日夜间乌鲁木齐机场一次东南大风过程中13架航班复飞事件，利用跑道自动观测、激光测风雷达等资料，对东南大风天气下近地面风场的细微结构进行分析，探究了大风时段飞机在低空复飞的气象原因，结果表明：此次东南大风为较典型的锋前减压型，其持续期间在机场范围低空风速具有“西强东弱”特征及显著的不均匀性，在进港高峰期的R07跑道五边下滑道上出现强侧风、中度及以上的风切变，使得飞机在着陆过程中操纵困难而导致多架飞机复飞。激光雷达侧风及水平风的垂直分布，能细致反映跑道上低空侧风、风切变随高度和时间的变化特点，而其前30 min风切变告警累积频次迅速增多、维持和峰值时段，与此次航班复飞时段有较好的对应，多次提前告警可为机场发布此类风切变警报提供参考。

关键词：乌鲁木齐机场东南大风飞机复飞激光测风雷达侧风及风切变

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一次强冰雹超级单体风暴双偏振参量特征分析

气象 2024年第2期50卷 195-209页

作者：李芳刁秀广魏鸣山东省济宁市气象局济宁272000 山东省气象台济南250031 南京信息工程大学南京210044

利用济南S波段双偏振多普勒天气雷达资料、章丘探空和地面常规气象观测资料及灾情调查,对2021年7月9日发生在济南章丘的一次特大冰雹超级单体风暴双偏振和微物理结构特征进行了分析。结果表明:冷涡天气背景下,强的垂直风切变和强的对流... 详细信息

利用济南S波段双偏振多普勒天气雷达资料、章丘探空和地面常规气象观测资料及灾情调查,对2021年7月9日发生在济南章丘的一次特大冰雹超级单体风暴双偏振和微物理结构特征进行了分析。结果表明:冷涡天气背景下,强的垂直风切变和强的对流有效位能,利于超级单体的形成与维持。阵风锋是风暴触发机制,也是风暴长时间维持机制。初始风暴由阵风锋触发,经过合并发展产生超级单体。成熟阶段,风暴西侧与阵风锋交汇区域不断激发新生单体,并与主体合并,风暴长时间维持。风暴顶强辐散是中气旋长时间维持和风暴顶高度较高的关键因子之一。特大冰雹阶段风暴底层右后有明显的入流缺口,其前侧有差分反射率(Z_(DR))弧,表现为少量大的液态粒子或小的湿冰粒子,入流缺口左侧强反射率因子区对应小的Z_(DR)和小的相关系数,为冰雹降落区。垂直结构上,强上升气流区一侧存在深厚的有界弱回波区,0℃层高度之下分布有Z_(DR)环,有界弱回波区内及上方存在Z_(DR)柱,且高度较高,含有少许偏大的液态或融化的小的冰相粒子。较高的Z_(DR)柱表明风暴内上升气流强盛且高度较高,利于风暴的发展与维持以及冰雹粒子的湿增长。

关键词：超级单体强冰雹差分反射率(Z_(DR))柱差分相移率(K_(DP))柱

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华南切变线研究的现状与展望

气象 2024年第3期50卷 275-290页

作者：田莹姚秀萍山东省气象台济南250031 山东省防灾减灾重点实验室济南250031 中国气象局气象干部培训学院北京100081

华南前汛期暴雨研究一直是大气科学领域的研究热点,也是难点。华南切变线是华南地区最为重要的天气系统之一,与华南前汛期降水密切相关。为了提高华南地区暴雨的预报能力,深化对华南切变线的认识,文章从华南切变线的定义、结构、发展机... 详细信息

华南前汛期暴雨研究一直是大气科学领域的研究热点,也是难点。华南切变线是华南地区最为重要的天气系统之一,与华南前汛期降水密切相关。为了提高华南地区暴雨的预报能力,深化对华南切变线的认识,文章从华南切变线的定义、结构、发展机制、影响作用、与其他天气系统相互作用等方面,回顾了华南切变线的相关研究及其成果。同时,结合预报业务实际,展望了在多源大气探测资料不断出现的当今,华南切变线研究值得进一步深入的科学问题。

关键词：华南切变线研究进展展望

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华东地区一次高空冷平流强迫型强对流分析

气象 2024年第7期50卷 818-834页

作者：王芳沈杭锋樊李苗高梦竹汪子琪杭州市气象局杭州310051 黑龙江省气象台哈尔滨150001 浙江省金华市气象局金华321000

利用常规气象观测资料、区域自动气象站加密观测资料和GFS 0.25°×0.25°逐6 h的分析场数据以及多普勒雷达、FY-4卫星等资料,对2020年4月12日华北冷涡后部中低层一致西北气流背景下,在华东地区出现的大范围对流大风天气进行了诊断分析... 详细信息

利用常规气象观测资料、区域自动气象站加密观测资料和GFS 0.25°×0.25°逐6 h的分析场数据以及多普勒雷达、FY-4卫星等资料,对2020年4月12日华北冷涡后部中低层一致西北气流背景下,在华东地区出现的大范围对流大风天气进行了诊断分析。结果表明,12日上午冷空气大风南下之后,下午华东处于中层冷平流、低层暖平流的有利热力背景条件下,在850 hPa与500 hPa温差大值区内,由山东、江苏交界一带的干线触发了对流;对流系统在东移南压过程中因水汽条件转好、中层风速增强、阵风锋的合并及杭州湾特殊海陆分布等有利条件下明显加强,使得江苏、安徽东南部、浙江北部等地在冷空气大风之后再次出现了大范围对流大风天气,并在舟山群岛附近出现13级极端大风;其灾害性大风出现在对流系统回波缺口处及其东北侧回波附近,由后侧入流急流及风暴内强烈的下沉辐散、光滑下垫面、快速移动的对流系统以及系统内小尺度下击暴流叠加造成。

关键词：冷流强迫干线加强机制极端大风

弱天气背景下天津三次局地突发暴雨中尺度特征及触发机制

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气象 2024年第9期50卷 1093-1104页

作者：尉英华陈宏王艳春林晓萌杨洋傅宁天津市海洋气象重点实验室天津300074 天津市气象台天津300074 中国民航大学天津300300

利用ERA5再分析(0.25°×0.25°)、加密自动气象站、多普勒天气雷达和变分多普勒天气雷达分析系统等高时空分辨率资料,对比分析了2018年7月22日、2019年7月18日、2021年8月23日天津中心城区三次局地突发性暴雨过程的中尺度特征及其触发... 详细信息

利用ERA5再分析(0.25°×0.25°)、加密自动气象站、多普勒天气雷达和变分多普勒天气雷达分析系统等高时空分辨率资料,对比分析了2018年7月22日、2019年7月18日、2021年8月23日天津中心城区三次局地突发性暴雨过程的中尺度特征及其触发机制。结果表明:三次局地突发性强降雨均无明显天气尺度系统主导,但环境大气具备较高的对流不稳定能量和较小的对流抑制能量,抬升凝结高度仅0.2~0.4 km,且低层均存在一定的湿层。局地突发性暴雨的发生与城市热岛及海陆下垫面特征差异造成的中小尺度系统有关,暴雨发生前天津中心城区与沿海地区之间的温差和气压差增大,中心城区附近温压场具有明显的非均匀分布特性,中尺度暖低压及其东侧的高温度梯度为局地对流发生提供了有利的中尺度环境条件。此外,暴雨发生前沿海地区均出现了明显的海风加强,城市热岛暖低压辐合与海风风速辐合共同作用使得中尺度辐合强度明显加强,是局地突发性暴雨发生的主要原因,初生的γ中尺度对流单体均位于地面强辐合中心边缘上空。

关键词：弱天气背景海风城市热岛中尺度辐合中心

基于多源数据的北疆一次持续性浓雾天气过程的演变特征

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沙漠与绿洲气象 2024年第2期18卷 83-91页

作者：王清平张亚莉万瑜朱雯娜陈阳权李静轩民航新疆空中交通管理局气象中心新疆乌鲁木齐830016 新疆气象台新疆乌鲁木齐830002

利用常规高空地面、机场跑道自动观测系统(AWOS)、微波辐射计及FY-4A新一代静止气象卫星等资料对2019年12月9—13日发生于北疆沿天山一带的一次持续性浓雾天气进行观测特征及演变分析,结果表明:(1)浓雾天气过程发生在500 hPa高空脊区控... 详细信息

利用常规高空地面、机场跑道自动观测系统(AWOS)、微波辐射计及FY-4A新一代静止气象卫星等资料对2019年12月9—13日发生于北疆沿天山一带的一次持续性浓雾天气进行观测特征及演变分析,结果表明:(1)浓雾天气过程发生在500 hPa高空脊区控制、低层不断有暖平流东伸、地面位于蒙古冷高压后部均压场的大尺度环流背景下;(2)浓雾发生前,地面明显升温有利于地表融雪、水汽蒸发,为浓雾的形成和维持提供有利的水汽条件;浓雾维持期间,地面维持1 m·s^(-1)左右的弱风场、温度露点差≤2℃、空气接近饱和、准噶尔盆地低洼地形均为浓雾维持提供有利环境条件。浓雾消散期间,风速增大,急剧降温,快速增湿,有利于雾滴凝结为米雪,使得浓雾消散;(3)Brunt-Vaisala(布伦特-维萨拉频率,N~2)指数能较好地反映浓雾期间边界层稳定度,并能提炼出相关稳定度阈值。浓雾期间相对湿度≥85%高度层主要集中在100 m以下的近地层,持续深厚的湿度层为浓雾形成和持续提供较好水汽条件,浓雾期间强逆温层顶主要维持在600 m高度,当逆温层顶高度抬升时,有利于雾滴及气溶胶粒子、水汽粒子向上扩散,能见度好转;(4)FY-4A卫星的多通道可见光及红外通道差图像能较好地监视白天及夜间浓雾的形成、维持及生消变化。

关键词：北疆沿天山一带浓雾 AWOS 逆温层 Brunt-Vaisala指数

太行山复杂地形下华北暖季极端降水的时空分布特征

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大气科学学报 2024年第3期47卷 438-449页

作者：马丽武永利董春卿郝婧宇李娜山西省气象台山西太原030006

基于2012—2021年5—9月华北五省的逐日降水资料和台站地形高度数据,统计分析了华北全区及各子区域极端降水事件的降水量及其强度和频次的时空分布特征;并运用地理加权回归(GWR)模型分析得到极端降水事件的降水量、强度及频次与海拔高... 详细信息

基于2012—2021年5—9月华北五省的逐日降水资料和台站地形高度数据,统计分析了华北全区及各子区域极端降水事件的降水量及其强度和频次的时空分布特征;并运用地理加权回归(GWR)模型分析得到极端降水事件的降水量、强度及频次与海拔高度之间的关系。结果表明:1)华北区域极端降水量的时间变化均呈多波动特征且区域差异性显著,太行山以西高原和以东平原降水频次多、波动明显且强度较弱,太行山南段以南平原降水频次少、变化平缓而强度明显偏强。2)极端降水量的空间分布呈现南北少、中间多的型态分布,降水量大值区分别位于燕山东南侧和太行山南段晋冀豫三省交界处;极端降水高频站点主要聚集在晋东南地区;日最大降水量超过300 mm的站点主要集中在太行山脉和燕山山脉与华北平原的过渡地带。3)华北区域38°N以北,极端降水量、降水频次、强度和日最大降水量均随海拔高度的升高而减小;38°N以南,山西南部临运地区降水量随海拔高度的升高而显著增加。由于降水频次和强度与地形均存在正相关而导致,太行山附近降水量随海拔高度的升高而减小的贡献主要在于降水强度而非降水频次。

关键词：华北地区暖季极端降水时空特征 GWR模型地形

一次超级单体引发的秋季特大冰雹和龙卷雷达探测分析

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气象 2024年第5期50卷 561-576页

作者：龚佃利朱君鉴林曲凤郭建山东省气象防灾减灾重点实验室济南250031 山东省人民政府人工影响天气办公室济南250031 山东省气象台济南250031 山东省烟台市气象局烟台264003

利用烟台S波段双偏振多普勒雷达和荣成CINRAD/SA新一代天气雷达探测数据,结合探空、地面气象观测、ERA5再分析和冰雹、龙卷实地调查等资料,对2021年10月1日在山东半岛东部烟台、威海发生的特大冰雹和龙卷风暴的天气形势、环境参量和雷... 详细信息

利用烟台S波段双偏振多普勒雷达和荣成CINRAD/SA新一代天气雷达探测数据,结合探空、地面气象观测、ERA5再分析和冰雹、龙卷实地调查等资料,对2021年10月1日在山东半岛东部烟台、威海发生的特大冰雹和龙卷风暴的天气形势、环境参量和雷达探测特征进行分析。主要结果为:与气候平均场相比,造成本次强对流过程的500 hPa东北冷涡异常强盛,850 hPa自华南到东北地区西部有持续偏南水汽输送;在此异常环流背景下,山东半岛东部具有上干冷下暖湿、强的0~6 km垂直风切变和对流有效位能等有利于强冰雹、龙卷发生的环境条件;近地面的风暴前低压、雷暴高压和冷池特征明显。降雹时的风暴呈现典型超级单体特征,低层具有明显的钩状回波和倒“V”字型前侧入流缺口,垂直剖面显示出明显的有界弱回波区、差分反射率柱(Z DR柱)特征;根据大冰雹落点和降雹开始时间等信息,统计对应雹云的反射率因子、Z DR、相关系数(CC)的中位数分别为48.7 dBz、0.89 dB和0.90;地面出现龙卷和大冰雹时,风暴顶辐散强度最大达到71.5 m·s^(-1)。后侧阵风锋对应的出流边界北端的偏北气流与风暴前侧的偏南气流形成强涡旋上升运动,导致EF1级龙卷产生;龙卷发生在钩状回波的顶端,大冰雹多出现在入流缺口的北侧。地面发现龙卷发生前约5 min,雷达探测到龙卷碎片特征,Z DR和CC分别最低至-0.1 dB和0.81;龙卷发生前约11 min,探测到风暴低层的Z DR弧和风暴右后侧的下沉反射率因子核特征;荣成、烟台雷达分别提前22 min、5 min识别出中气旋和龙卷涡旋,可为龙卷预警提供重要参考。基于观测分析,给出了本次超级单体风暴的低层流场及龙卷、大冰雹落区的示意图。

关键词：超级单体冰雹龙卷涡旋(TVS) 龙卷碎片(TDS) 下沉反射率因子核(DRC)

乌鲁木齐机场2021年首场强浓雾特征及成因分析

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沙漠与绿洲气象 2024年第4期18卷 83-90页

作者：张亚莉王清平万瑜张宇翔郭俊含谭艳梅民航新疆空中交通管理局气象中心新疆乌鲁木齐830016 新疆维吾尔自治区气象台新疆乌鲁木齐830002

利用欧洲中心ERA5 0.25°×0.25°再分析、机场HTG-3微波辐射计、FY4A新一代静止气象卫星、机场跑道自动观测系统(AWOS)等多源观测资料,对2021年11月16日乌鲁木齐机场浓雾天气进行诊断分析。结果表明:机场历年首场强浓雾多出现和维持在1... 详细信息

利用欧洲中心ERA5 0.25°×0.25°再分析、机场HTG-3微波辐射计、FY4A新一代静止气象卫星、机场跑道自动观测系统(AWOS)等多源观测资料,对2021年11月16日乌鲁木齐机场浓雾天气进行诊断分析。结果表明:机场历年首场强浓雾多出现和维持在11月的早晨至午后,以辐射雾为主,持续3~4 h,此场强浓雾呈现持续时间偏长,辐射和平流兼有的特点。降水后高湿、夜间辐射作用及地面西北风增大至4~5 m·s^(-1)时,利于机场辐射雾形成和上游辐射雾的平流;地面辐合带与强浓雾区有较好对应关系,辐合带北侧为偏北风,南侧为偏南风,当近地面逆温层建立,利于辐合带内雾体爆发性增强;近地层小高压维持静稳流场、近地层东南风层、暖平流和逆温层加强并维持、300 m以下相对湿度达95%以上及地面偏北风为0~2 m·s^(-1)时,利于强浓雾维持;机场升温破坏贴地逆温,地面风速增大至2~4 m·s^(-1),破坏地面静稳状态,地面辐合带东移至城区一带,逆温层减弱抬升至城区上空时,机场强浓雾消散。对于浓雾监测,使用FY4A的10.8μm与3.75μm的通道差、0.83μm、2.2μm、3.75μm能很好地显示雾区的范围、温度、移动及雾的消散等特征,利于浓雾区的识别和预报预警。

关键词：乌鲁木齐机场强浓雾微波辐射计 AWOS

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