“鲇鱼”台风闽东阶段性暴雨物理量特征与地形模拟试验

采用NCEP全球再分析资料、区域自动站资料、雷达回波等,对2016年第17号台风"鲇鱼"登陆福建时造成闽东地区历史罕见洪涝灾害的大暴雨成因进行初步分析,研究不同阶段的暴雨物理量特征,并利用WRF数值模式对闽东地形和台湾岛地形进行敏感性试验,分析不同阶段地形对暴雨增幅作用的敏感性程度。结果发现,此次台风暴雨过程存在两个明显的阶段性特征,第一阶段台风系统深厚,为整层正涡度,较强的低层辐合和高层辐散的垂直配置使上升运动发展和维持,动力条件好;第二阶段深厚的台风系统开始减弱,高层辐散和低层辐合强度明显减弱;涡度场上为低层正涡度、高层负涡度,且结构倾斜,表明有冷空气入侵。高低空急流的耦合作用有利于上升运动;偏东风和偏南风低空急流是主要的水汽通道和能量通道,第一阶段宁德地区受台风北侧宽广的偏东风-东南风急流辐合影响,各层高能区达到强盛期,暴雨区域广、强度强;第二阶段偏东风急流和偏南风急流在宁德北部汇合,假相当位温的中心值有所减弱,高能区分散,使得宁德北部地区暴雨表现为较明显的局地性特征;闽东地形对降水的增幅作用显著。     

龙岩市2018年6月10日一次暴雨过程分析

利用常规气象观测、NCEP再分析资料、雷达和风廓线资料,分析了龙岩市北部2018年6月10日一次暴雨过程的成因。结果表明,受高空槽结合热带低压环流东移影响,低层有不稳定层结和冷空气侵袭,中层有暖湿气流加强,龙岩处在湿度和能量高值区,10日凌晨产生了锋面暴雨。暴雨区水汽和散度的辐合层增厚,低层偏南区域有水汽和散度辐合中心、正垂直螺旋度中心,500hPa有上升运动中心和负垂直螺旋度中心,高层有散度辐散中心。暴雨区位于925hPa湿位涡斜压项的正值中心前侧。低层锋生函数水平变形项的正值中心对指导暴雨落区有一定参考意义。列车效应和850hPa低空急流有利于强降水产生,且低空急流指数增加能反映大暴雨区雨量的增长。低空急流下边界下降到1. 5km,厚度增加时间持续,急流指数达到0. 01s-1,有利于判断急流的发展和暴雨的生成。     

一次江淮流域特大暴雨过程的观测分析

利用常规观测和NCEP/NCAR再分析资料,对2015年6月26-28日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程进行诊断分析,得到以下结论:①此次暴雨发生在500hPa西风带系统中,冷暖空气交汇形成的梅雨锋及其切变线稳定维持在江淮流域上空,切变线南侧为强盛的西南低空急流;②暴雨过程主要有2条水汽来源,分别来自孟加拉湾和我国南海。水汽通量输送主要集中在800hPa以下,925hPa水汽通量辐合中心与强降水中心对应;③在降水区形成冷中心与其南侧高温高湿的不稳定气流对峙,形成温度密集带,有利于梅雨锋上中尺度对流系统的发生、发展和维持。     

福建台风极端强降水的时空分布及环流特征

利用福建省1979—2018年国家气象站和2007—2018年区域自动站1h降水观测资料,采用国际上在气候极值变化研究中通用的取某个百分位值作为阈值的方法,确定不同时间分辨率下福建台风极端强降水阈值标准。以6h为例,分析了台风极端强降水的时空分布及环流形势特征,结果如下:①随着2007年以后区域自动站的增多,降水的极值更容易被观测到,极端强降水的阈值也明显提高;②无论是出现极端强降水的台风个数还是台风极端强降水的出现次数,都有随时间增多的趋势,台风极端强降水主要出现在沿海各地市和内陆的局部县市;③极端强降水强度并不随台风强度减弱而减弱,热带风暴、热带低压影响下出现的极端强降水常比强热带风暴和台风强。极端强降水出现前台风中心主要位于福建沿海地市及台湾海峡,其次是江西境内及闽赣交界处、广东东部沿海及南海北部;④极端强降水的产生与台风环流低层不同来向气流之间的辐合、海上气流的水汽输送以及福建沿海地形的抬升作用有关,台湾岛地形对台风外围气流的分流作用也为福建极端强降水的产生提供有利条件。     

“尼伯特”台风过台湾岛及台湾海峡耗时长的原因分析

"尼伯特"台风过台湾岛及台湾海峡的时间均远远长于历史路径相似个例,该文运用FNL再分析资料及地面观测资料,分析其过台湾岛及台湾海峡耗时长的原因。主要结论如下:①移动速度慢。登陆台湾岛前,"尼伯特"处于鞍型场中,引导气流弱;登陆台湾岛时"尼伯特"受台湾岛地形阻挡结构松散,且水汽动力条件弱,无法重组。②路径曲折。受台湾岛地形影响,"尼伯特"过台湾岛时路径先左折南掉,后缓慢向西北方向行进。移速慢路径曲折与各阶段台风的结构和强度关系密切。③对比历史路径相似个例可得,引导气流、台风强度的减弱及结构的破坏可能是造成台风过台湾岛及台湾海峡移动速度缓慢的主要原因。④路径预报检验发现,预报与实况场上大陆高压、副热带高压的强度及位臵的差异与台风路径的差异关系密切。     

2019年福建首场持续性强降水过程分析

利用环流形势、物理量场及雷达产品等资料,对2019年福建首场强降水过程进行分析,结果表明:5月15日受低涡切变东移影响,三明出现强降水;16—17日受切变南侧暖湿气流和地面倒槽共同影响,全省范围出现强降水;18—19日、20日分别受暖切北抬和冷切南压影响出现降水。15日夜间,在不稳定的大气层结、良好的水汽输送和强上升运动等共同作用下,三明地区回波在偏西气流引导下,形成"列车效应"。16日下午,双偏振雷达产品上漳州一带有着较强的滤波后反射率因子、较高的差分相移率、较大的差分反射率因子,是强降水、雷雨大风等强对流天气出现的重要特征。     

2016年5月9日闽北暖区暴雨特征分析

利用常规气象观测资料,分析2016年5月9日闽北地区暖区暴雨天气过程的形成机理,并对其物理量场进行诊断分析。结果表明,此次暴雨过程发生在高空槽的西南急流中。锋前暖区中边界层内浅薄冷空气侵入、地面中尺度辐合线是暖区暴雨触发的关键因素。东西向的中尺度雨带对雨区分布和强度起到了决定性作用。物理量场诊断分析表明,强降水期间,闽北上空湿层深厚,不稳定能量堆积,高层辐散,低层辐合,有利于强降水的发生。     

不同天气形势下福建省环境空气质量特征研究

该文利用2014年9月~2015年8月福建省9个设区市PM10、PM2.5逐日浓度资料及NCEP/NCAR再分析逐日高度场、风场(垂直方向为17层,分辨率为2.5°×2.5°)资料,分析福建省不同天气形势下的污染物浓度变化特征,并将其应用于环境空气质量预报业务中。得出结论:(1)高空脊、暖区辐合为不利扩散的环流形势,高空脊影响过程中,多个设区市环境空气质量处于轻度污染水平;受暖区辐合影响时,多个设区市环境空气质量处于良的水平,多个时段出现轻度污染事件。(2)高空槽、副热带高压及其边缘、台风及其外围为有利扩散的环流形势,受其影响期间,各设区市环境空气质量处于优良水平。(3)西北气流带、西南气流带、平直西风气流带在不同的季节,其扩散能力不同,各设区市环境空气质量处于良的水平。     

漳州南部一次强雷暴天气过程分析

2013年8月20日,漳州南部遭受一次强雷暴天气的袭击,给人民生命财产带来一定的损失。该文通过对雷暴发生前后的环流背景、物理量场、雷达回波演变进行分析,结果表明,高空200hPa冷涡东移及强东南风辐散、低层925hPa东北风辐合的耦合配置,强烈的大气垂直运动及大气中的不稳定层结为此次雷暴天气提供了必要的条件,1312号台风"潭美"外围强烈的辐合运动触动了不稳定能量,是此次雷暴的诱发因素。     

德化县“713”极端强降水特征分析

2018年7月13日,德化县出现了一次极端的短时强降水过程,德化本站小时雨强最大为82.6mm,突破历史极值。该文利用常规气象观测资料、再分析资料和泉州雷达等资料对该过程进行诊断分析。结果表明,副高边缘存在不稳定层结,低层存在东南急流,带来充足的水汽,并有低层风速辐合,抬升凝结高度低,深厚的湿层,为强降水的产生提供了良好的环境条件;对流在德化县东南部由地形和风速辐合触发,风暴具有弱回波区,回波悬垂和风暴顶辐散等特征,且为后向传播风暴,使得风暴能长时间维持并且移动缓慢,同时风暴的降水效率高,共同作用下,产生了德化的极端降水。     

一次闽北连续强对流天气的诊断分析

该文利用常规探空观测资料、物理量分析和NCEP再分析资料,分析了2014年3月26~29日福建北部持续性强对流天气过程的形成机制。结果表明:副高稳定少动,南支槽不断东移,二者之间的空间不断缩小,增强了水汽输送;26~29日,闽北上空急流强度大并伴有高空辐散;28日后期到29日,中高层急流轴在闽北滞留,且200h Pa出现辐散,同时500h Pa急流强度强,为产生强对流天气提供了有利条件;26日冷空气南下,引起各层冷暖气流在福建北部交汇,利于强降水的发生;强对流天气连续发生期间,闽北较高的K指数、垂直风切变及cape值为强对流发展提供了必要的热动力条件。由此,重点分析EC预报的天气形势变化是做好强对流天气预报预警的有效方法。     

福州地区近20年台风降水特征分析

利用2000—2019年的台风历史资料和2010—2019年的区域自动站逐时雨量资料,分析影响福州地区的台风和台风暴雨的时空分布特征,将登陆台风按照登陆地点分为7类,分析不同登陆地点的台风对福州地区降水的影响。结果表明,近20年来福州地区台风暴雨的年均发生频次、降水量、台风过程最大降水量、日最大降水量、台风暴雨降水量占全年总降水量的平均比例和最大比例都呈减少趋势。不同登陆地点的台风对福州地区降水的空间分布不同,但大多数台风的过程雨量大值区和短时强降水高发区均在福清市西部、闽侯县和永泰县交界处、晋安区中部、罗源县北部;另外,登陆莆田到泉州区域的台风对福州地区降水产生的影响最大,其次为登陆福州地区的台风。     

A特殊机场和特殊天气——成都拉萨航线一次严重颠簸过程分析

颠簸是成都拉萨航线影响飞行安全与正常的重要因素。2006年2月25日27日，藏历年前夕，航路颠簸，特别是26R严重颠簸，造成下午2架航班返航取消。本文分析了这一次颠簸过程的成因。探讨了颠簸预报方法。认为在高原南侧副热带西风急流增强。并由南向北摆动过程中，航线处于急流下方强风切变区域的风切变湍流是造成此次颠簸的主要原因，在午后高原的强太阳辐射以及复杂的地形和地表所形成的强热力湍流和动力湍流的配合下，造成了此次严重颠簸过程。     

一次斜压锋生类飑线及飑前强烈降雹大风天气过程分析

通过对区域自动站、风廓线雷达、闪电和福建省新一代天气雷达回波等多源资料及常规观测资料分析,寻找2016年4月26日福建省西部北部雷雨大风及降雹天气的潜势预报和临近预报的着眼点。结果表明,26日,福建处于倒槽南侧暖区内,地面强烈增温增湿;伴随高空槽东移和低层低涡切变东移南压,冷暖空气在福建西部强烈交汇,显著的锋区和地面辐合线的触发及南支槽前强烈辐合抬升形成的动力强迫产生了飑线、冰雹等强对流天气。此次飑线为斜压锋生所致,呈现明显的弓状回波,后部入流急流和前部辐合特征;直径达3cm的冰雹发生在锋前暖区内,在飑线前80km热低压辐合区内发生发展的超级单体,沿环境平均风场偏右约25°方向移动,属右移型雹暴,具有钩状回波特征且回波强度强,65d Bz以上强回波区面积大、维持时间长达1个小时,并出现移动路径"右旋"、中高层强回波悬垂、低层弱回波区、VIL"跃增"及"中气旋"等特征。850h Pa比湿大于12g/kg和24小时正变温;850h Pa与500h Pa温差达25℃,层结上干下湿,Cape达2364J/kg和较大的DCAPE值,适宜的0℃和-20℃高度,925和500h Pa垂直风切变达20m/s等有利的物理条件形成此次斜压锋生类强对流天气过程。     

基于区域自动站资料的闽中地区前汛期短时强降水特征分析

利用2008—2011年的区域自动气象站资料,通过数理统计、分析归纳等方法,从时空分布、天气学分型、地面中尺度表现等方面分析闽中地区前汛期短时强降水的特征,结果表明,闽中地区前汛期短时强降水主要出现在下午到傍晚,持续时间多在5~8小时,区域内河谷区、河口区和喇叭口地形区为主要发源地;冷式切变型是闽中地区短时强降水发生最主要的天气形势,其次是暖式切变型;对于低槽型、冷切型和暖切型的短时强降水,降水前沿地面辐合线的走向和移速对随后1~2小时强降水落区的预报有重要的指示作用。     

2014年7月厦门地区异常高温天气分析

2014年7月,厦门地区出现了异常高温天气,市区的高温日数达到7天,岛外同安达到16天,持续的高温天气给市民带来了极大的不便。此次高温天气过程中副热带高压的位置偏南,强度偏强,西脊点位置偏西,是造成高温的一大原因。同时,台风移动过程中的东北下沉气流也是造成此次高温的原因之一。强盛的副热带高压与台风下沉气流的相互交替影响是造成连续高温的主要原因。在气象要素上则表现为云量少、湿度小,偏西风或者东北风持续到午后,都与高温有一定的关系。     

台风“巨爵”特征及其成因分析

利用常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料等,采用大尺度环流、天气尺度特征、物理量诊断等方法对1524号台风"巨爵"的强度和移动路径特点进行分析,结果表明:"巨爵"的移动路径与副热带高压、双台风间的相互作用、中纬度西风槽的活动有密切关系,海温、环境垂直风切变及高低层散度场对"巨爵"的强度变化也有较好的预示作用。     

武夷山北段地形对闽北不同时间尺度降水的影响分析

选择武夷山北段(杉岭)为研究区,根据北溪河谷和南坡各5个区域自动站2014年降水观测资料,分析北溪河谷和南坡年、春季、夏季的降水特征,结合当年雨季和台风季的两次降水过程,以及相应的风廓线资料,探讨地形对不同时间尺度降水的影响。结果表明:(1)年降水量的垂直变化和地理位置有关。北溪河谷年降水量垂直梯度不明显,或与其地形尺度和所选站点海拔相对高度差较小有关。南坡年降水量垂直梯度显著,达到了44.3mm/100m,或许和其地形阻挡和抬升作用,以及最高峰黄岗山列入南坡有关。(2)地形也影响了降水的季节分布。早春季,北溪河谷随海拔升高降水有增加趋势;南坡在早春季和夏季则都较为显著的降水垂直梯度变化,两个季节的降水垂直梯度分别为15.7mm/100m和20.5mm/100m。(3)地形对不同天气系统造成的降水影响不同。雨季冷锋和台风季台风两种天气系统经过武夷山,北溪河谷降水垂直梯度变化都不显著。南坡在冷锋过境,降水随海拔升高有减少趋势;台风过境时,因所选台风个例是在研究区域北面过境,南坡会对其低层暖湿西南急流起到阻挡和强迫抬升作用,形成显著的降水地形增幅效应。(4)地形引发的热力效应对昼夜降水具有重要影响,早春季夜雨较多,其中北溪河谷夜雨占62%,南坡占67%;夏季昼雨较多,其中北溪河谷昼雨占70%,南坡占56%;另年昼夜降水量垂直递度昼雨大于夜雨。     

2019年3月5日福建暴雨落区预报偏差原因分析

利用EC细网格预报场、风廓线雷达、雷达回波及常规观测资料,对2019年3月5日福建省暴雨落区预报偏北的成因进行分析,并将模式预报结果作了对比。结果表明,①本次暴雨过程是受南支槽、低层切变线、低空急流、地面倒槽和弱冷空气共同影响造成的;②在暴雨预报中不仅要考虑大尺度降水系统变化,也要考虑在有利的大尺度环流背景下激发的中小尺度系统的发生发展;③全球模式对中小尺度系统的发生发展预报能力仍有较大误差,因此要加强对模式预报能力检验评估,选取综合评分较高的模式作为主要参考依据;④日常业务中应加强对风廓线雷达等新型探测资料的应用,在判断中小尺度系统中有很好的指示意义。     

福建一次春季海雾的边界层特征及其成因分析

2018年3月3～4日,福建沿海及台湾海峡出现一次大范围自南向北发展的海雾过程,该文利用沿海自动站、浮标站资料、微波辐射计、风廓线雷达及ERA-Interim再分析资料对海雾成因及生消机理进行分析,着重探讨了海雾过程中的边界层特征及气海温差。结果表明,近地面逆温层、大湿度区维持、中层"干暖盖"、风速适宜、温度露点差小、液态水含量及综合水汽加大,对海雾形成有利;垂直风切变减小,海气界面之间湍流混合强度减弱,致使低层的暖湿空气不易向上输送,有利于海雾的生成发展;在海雾形成过程中,气温高于海温,使得冷海面上空暖湿空气降温冷却达到饱和形成海雾。