台风“卢碧”引发的福州极端降水成因初探

采用福州市地面自动站资料、ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)以及X波段双偏振相控阵天气雷达等新型观测资料，分析了台风“卢碧”(2109)造成福州极端降水的成因，并介绍了X波段双偏振相控阵天气雷达资料在台风降水预报中的应用。研究结果表明，强降水云带的持续影响、源源不断的水汽供应、强的高低层抽吸作用以及舒适的海温等有利因素是台风“卢碧”引发福州沿海局地极端降水的主要原因，而福州独特的地形对本次极端降水也有增幅作用。此外，研究表明，X波段双偏振相控阵天气雷达在台风等灾害性天气过程中对极端降水估测有较好的反应。     

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。     

两个相似台风强降水空间分布差异成因

1307号台风"苏力"和1513号台风"苏迪罗"路径相似,登陆位置相近,登陆之前均达到了超强台风级别,造成的强降水落区却大有不同。该文从高低空环流配置、水汽、垂直运动和冷暖平流等方面对二者降水落区成因进行分析,得到以下结论:南亚高压和低空西南急流的垂直配置造成"苏力"南侧强降水,而副热带西风急流入口区和低空东南风急流的垂直配置造成"苏迪罗"北侧强降水;副热带高压的相对位置可能对台风东北侧的垂直运动有重要影响。台风"苏力"的水汽来源于南海,台风"苏迪罗"的水汽来源于孟加拉湾;"苏力"北侧偏南风急流形成辐散区,南侧东北气流和南风气流形成辐合区,而"苏迪罗"北侧为强盛的东南气流,形成强辐合区,南侧辐合偏弱,整层水汽辐合的象限不同是造成强降水落区南北差异的必要条件。两个台风垂直运动的非对称性分布是形成台风单侧强降水的重要条件。台风登陆前后中低层上冷下暖的垂直分布造成大气层结的不稳定,进而触发对流,对强降水落区有重要的指示意义,"苏迪罗"登陆过程中冷空气南下,形成了北侧强降水增幅。     

“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。     

1617超强台风“鲇鱼”大风成因和预报分析

2016年第17号台风"鲇鱼"正面袭击福建省,并于9月26~29日期间给福建带来了严重的风雨灾害,尤其是大风带来的破坏影响非常严重。该文对1617"鲇鱼"台风大风的成因进行分析,得出结论:(1)"鲇鱼"外围螺旋雨带较台风本体先行逼近以及台湾海峡的狭管效应导致台风大风提早出现,且强风多集中在福建中北部沿海。(2)"鲇鱼"影响福建前期,地面冷空气自中偏东路向南补充,使得福建中北部沿海气压梯度明显增大,这是造成该地区起风时间提早、大风强度强、大风维持时间长的原因之一。(3)对流能量释放造成的大风与台风环流带来的大风叠加产生的增幅效应,也可能是"鲇鱼"在福建造成大范围、长时间强风的一个原因。(4)预报员根据积累的台风大风预报经验并结合丰富的观测资料,对数值模式输出的产品进行订正,将有利于做出准确率更高的大风预报。     

“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。     

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。     

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。     

福建省短历时强降水气候变化特征分析

选取1980-2014年福建省53个气象站逐日逐分钟降水资料,利用滑动计算法构建不同历时降水极值序列,采用M-K突变检验方法,分析了福建省不同短历时强降水时空变化特征。结果表明,①福建省各短历时除5min～15min历时,其余各历时强降水均呈略上升趋势;各历时强降水变化具有明显的阶段特点,均呈上升—降低—快速上升的态势(5min～15min除外);突变分析表明,20min～180min各历时强降水在20世纪90年代中末期发生突变性增加。表明近30多年来福建省各短历时暴雨进入相对增强的阶段。②福建省各短历时强降水空间分布受地形影响较大,随着历时增加,强降水从内陆地区逐步向沿海地区转移,其中5min～20min历时强降水主要分布在玳瑁山、博平岭山脉和戴云山脉附近的内陆区域和中部沿海区域; 45min历时强降水在内陆地区范围减少,沿海范围逐步扩大; 60min～180min历时强降水主要分布在整个沿海区域。     

尤溪县区域自动站暴雨天气系统统计特征及其应用

利用尤溪县气象站及各乡镇2009—2016年区域自动站最新降水量资料,对128个暴雨及以上降水过程按影响天气系统进行分类,采用统计县站及各区域站间年雨量、暴雨及大暴雨天气过程两两之间的相关系数,分析各地降水量的关联性以及暴雨天气系统分布规律。结果表明,①尤溪县各区域站之间暴雨降雨量存在显著相关,但各区域站大暴雨降雨量的相关性较差。②暴雨天气系统分类中,Ⅰ类:低层切变(伴高空槽、冷空气)出现次数最多,占总数的68%;Ⅱ类:台风(含热带风暴或其环流)占总数的16%;Ⅲ类:副高边缘(含副高控制)、Ⅳ类:偏南风辐合(含东风波)合计占总数的16%。前两类各区域站之间暴雨降水量存在显著相关,通过信度0.01检验的占比达91%和76%;Ⅳ类关联性较差,而Ⅲ类基本没有关联,因此后两类暴雨尤其是大暴雨降水预报中应以报部分乡镇或局部性为宜。③根据各区域站之间强降水雨量两两相关系数,确定了尤溪中部区域、尤溪东南部戴云山脉区域、尤溪西北部玳瑁山脉区域等强降水一致区,作为短临天气预警预报的依据之一。     

多源探测资料在一次中尺度暴雨分析中的应用

利用常规观测资料、地面加密自动站资料、多普勒雷达和风廓线雷达等多源探测资料,对2018年4月24日漳州中南部一次中尺度暴雨的形成机制、环境条件和雷达资料特征等进行了分析。结果表明,此次过程是发生在500hPa短波槽过境,地面弱冷空气南下的大尺度环流背景下,地面中尺度辐合线是此次过程的重要触发和维持机制,多普勒雷达的逆风区可作为中尺度暴雨发展成熟的标志之一;风廓线的水平风资料可以反映出水平风场的演变,从而对降水强度、持续时间做出预报,垂直速度对降水的开始、加强和减弱时间段有很好的指示作用,同时也是对流发展强度的重要判据。     

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。     

台湾海峡致灾大风气候特征分析

利用福建省沿海、台湾海峡及台湾岛布设的气象站、自动站、浮标站的观测资料,以小时极大风达到8级以上定义致灾大风,分析台湾海峡致灾大风的时空分布特征。结果表明,台湾海峡的致灾大风风速分布具有明显的季节分布特征,出现概率呈双峰型分布,峰值出现在10月和1月,谷值在5月,即秋冬季最多、春末夏初最少;10级以上大风主要出现在8~10月。致灾大风空间分布上,台湾海峡海面出现的概率远大于海峡东岸和西岸,海峡西岸中南部岸段大于北部岸段,海峡东岸北部岸段大于南部岸段。1~5月和9~12月以东北风为主,海峡海面和海峡东岸的偏北分量比西岸大;4月起西南风逐渐增多,6~8月以西南风为主,但各风向概率值的大小差异不大,特别是海峡海面和海峡东岸7~8月西南风和东北风的风向概率近乎相当,这与此时正值台风季、受台风影响时容易出现旋转风密切关系。     

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。     

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。     

不同路径台风影响下莆田内陆大风的特征分析

利用2008-2016年莆田气象自动站大风资料,对影响莆田市的台风大风统计分析,结果表明,①影响台风具有明显的年月变化特征,近年来影响台风数量较常年偏多,影响月份主要集中在7～9月;②对影响台风源地划分,Ⅰ区和Ⅱ区为台风主要生成源地;③对影响台风路径归类,划分为6类路径,分析了不同路径下台风影响特征;④莆田内陆大风强度与影响台风登陆位置密切相关,当处于a类路径时,内陆大风影响最显著。     

近54年来漳州市极端气温事件分析

极端气温事件对农业生产具有重要影响。利用漳州市1961~2014年10个站点的逐日气温资料,采用线性趋势、滑动平均、主成分分析及相关分析等方法,进行漳州市极端气温事件变化规律研究。结果表明,(1)漳州市极端气温阈值分布在西北-东南方向存在明显差异。(2)冷昼日数、冷夜日数、霜冻日数和冷持续日数呈减少趋势;暖昼日数、暖夜日数、夏日日数、热夜日数和暖持续日数呈增加趋势;日高气温的极小(大)值、日最低气温的极小(大)值呈增加趋势,而气温日较差呈减小趋势。(3)漳州市沿海和内陆县市的各指数均值和变化幅度均呈现显著差异,且冷暖、昼夜及极值变化呈现明显的不对称性。(4)主成分分析结果将极端气温指数划分为5类,总的贡献率达到81.02%。相关分析表明,各暖指数之间、各冷指数之间基本呈正相关关系。漳州市具有暖化倾向,且气温极值向两极化发展,农业生产应采取相应的适应对策。     

DSG4型降水现象仪采集数据与人工记录数据的对比分析

DSG4型降水现象仪是一种综合了光学、电容降水感应和温度测量的智能传感器,为了明确它在实际工作中的应用情况,该文对平潭国家基本气象站2017年11月1日—2018年10月31日共12个月白天(08—20时)的自动观测降水现象分钟数据和人工观测降水现象分钟数据逐一进行统计、对比和分析,得出结论:降水现象仪的降水响应率较高,对判断降水起、止时间有较好业务应用,但不能合理地综合云等其他要素而且性质多变,影响仪器观测性能。为更好地在实际工作中合理使用降水现象仪,建议改进辨识依据,综合多要素进行综合判断,提升仪器的可用性。     

毫米波测云雷达在晴雨观测中的初步应用

利用平和县气象观测站2018年8～11月地面观测资料,结合毫米波测云雷达的观测结果,初步分析了回波强度、云含水量和云场分布在晴雨观测中的应用。结果表明,晴天回波强度在-39.3～-5.3dBz,云含水量0.1g/m~3,以层云和层积云为主。多云和阴天回波强度增大,回波中心达-5.3～17.3dBz,云含水量1.0～2.0g/m~3,以层云、雨层云和层积云为主。雨天回波强度17.3～27.8dBz,呈片状分布,云含水量1.5～2.5g/m~3,积雨云深厚且覆盖全天空,回波强度和云含水量中心出现时间与地面降水时段相吻合。