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。     

2014年一次连续强对流天气过程分析

2014年3月26-29日,福建省出现连续强对流天气过程,分析表明,大尺度环流背景给此次强对流天气连续发生发展提供了有利的条件。物理量诊断分析,同时参考历史统计的各参数的阈值,对判断强对流天气发生发展、分类和落区有帮助:福建上空大气层结不稳定,中低空存在中等到强的垂直风切变;前期比湿9~10g/m~3左右,后期增大,全省大部在12g/m~3左右,前期为干对流型,后期为混合对流。强对流天气临近预报,要注重卫星云图上游地区云系的发生发展状况以及与已经发生的天气实况的对应关系,加强多源资料的监测应用,从而提高强对流天气临近预报的提前量。     

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。     

“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。     

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。     

一次低层冷空气触发下的局地强对流过程分析

从环流背景、影响系统、物理量条件、雷达产品四个方面,对2019年4月10日福州地区局地出现冰雹、雷雨大风等强对流天气特征进行了分析。结果表明,①本次局地风雹过程,回波在锋前暖区、闽中山脉附近发展,海上南下冷空气与暖空气的交汇及925hPa三支气流的辐合作用下迅速加强;②过程发生时地面高温高能,静止锋与地面热低压相结合触发强对流发展;③涡度锋区和θse锋区与冷空气南下的位置对应,强对流发生在Δθ_(se)(500-850)负值中心附近,能量锋有利于激发释放大量不稳定能量,易产生强对流天气;④在回波发展的成熟阶段,雹暴最强回波达到70dBz以上,VIL最大值55kg/m~2。VIL在降雹前出现跃增,-20℃层高度回波强度超过50dBz,单体结构出现明显的前倾,并具有回波悬垂、有界弱回波区、三体散射长钉等回波特征,但0℃层高度相对于福建春季降雹略偏高,所以此次冰雹不大,局地性强;⑤在强对流监测预警中,关注雷达的风暴追踪产品,其对冰雹的预报具有很好参考价值,提前量10分钟左右,主要对下游地区的指导意义较大;⑥分析中尺度系统时,当该系统距离最近的探空站超过20km,尤其是有锋面存在时,对t-logp的订正要用该区域本站的要素进行修正。     

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。     

海峡西岸周宁高山云雾特征分析

利用福建周宁县1981~2010年的云雾资料,对当地云雾特征及与天气系统和气象要素场的配置进行分析研究。结果表明,周宁县的年雾日总体呈下降变化趋势;雾日的季节性变化明显,冬春季雾日最多,夏季最少;雾日3月最多、7月最少。冬春季整日雾日占总雾日的30%之上;连续雾日主要在1~3月出现。周宁县多雾日的年份与月份,与西太平洋副高强度偏弱和范围小、西风带槽脊强度中等和南支槽影响有关;周宁县雾日与平均气温变化呈反相关,与相对湿度呈正相关,春季到秋季表现尤为明显。地面受冷高压底部偏东或东北气流影响时,配合中高层西南气流的影响,易形成连续性大雾天气。     

基于龙岩市新一代天气雷达资料的冰雹识别与预警

利用福建省龙岩市2001~2013年41次冰雹过程的新一代天气雷达资料,对冰雹和雷雨大风、短时强降水,以及冰雹自身过程发展阶段和成熟阶段的雷达数据进行了对比分析,结果表明,三体散射、V型缺口、钩状回波等是冰雹特有的雷达反射率回波的形态特征;回波强度、强回波核高度、回波顶高和VIL可用于判断冰雹,其阈值分别为60d Bz、5.3km、8km和30kg/m~2。冰雹的雷达强回波核(≥60d Bz)高度都在零度层以上,冰雹的45d Bz雷达回波伸展高度绝大多数在-20℃层以上。根据以上特征判据和阈值,对龙岩2014—2015年35次强对流天气(其中有8次出现冰雹)进行预报试验,预报10次冰雹,其中8次预报正确,2次空报,没有漏报。该文还分析了冰雹直径与雷达回波形态特征和数据的关系,发现如果出现三体散射、V型缺口、钩状回波特征,冰雹直径普遍≥2cm,VIL密度大于2.9,冰雹直径≥2cm,冰雹直径与风暴顶辐散、弱回波区伸展高度等没有明显相关关系。     

风廓线雷达资料在福建省气象局的业务应用现状与展望

简要总结了近年来风廓线雷达探测资料在福建省气象局的业务应用情况。风廓线雷达数据质量控制技术的研究提升了风场数据的可靠性和准确性,拓展了风场数据的应用范围,但仍有改进的空间。风廓线雷达为实时监测、分析天气系统尤其是中小尺度天气系统的发生、发展提供了可能,为提高日常的强对流和台风预报预警准确率提供了技术支撑,同时也对福建省新型风场资料在预报上的应用起引领和示范作用。在今后的研究中应结合其他观测资料进行综合分析,开展不同类型天气的关键机制应用。其资料直接或二次开发后应用到天气监测、个例分析中,有利于加强预报员对中小尺度天气系统物理机制的进一步认识和理解,提高短时临近预报水平。风廓线雷达组网资料用于数值模式资料同化中,亦能有效改进模式效果,目前在福建省已开始业务运行,将在今后的批量观测系统试验中不断完善。     

福建省冬季持续性低温变化特征分析

该文应用福建省66个气象观测站1961年~2014年冬季逐日气温和极低气温资料,通过定义冬季低温指数、低温日、持续性低温过程及起止时间,并以持续性低温日数和低温指数为指标,运用累积距平法(CA)、滑动T检验法(MTT)和小波分析等方法研究了福建省冬季持续性低温的变化特征。结果表明:福建冬季持续性低温过程发生的频率、持续日数和强度具有明显的年代际变化特征,20世纪60~70年代为多发期,强度偏强,20世纪80~90年代为波动期,20世纪90年代之后转为减少期,强度相对减弱。通过小波分析和突变分析发现,福建省持续低温过程爆发突变位置主要位于20世纪80年代中期~90年初期之间。     

1981～2010年漳州各县市霾的时空分布特征

利用1981~2010年漳州全市地面气象观测资料,采用线性回归等方法,分析了全市霾天气的时空分布特征。结果表明,近30年全市霾日数总体呈上升趋势;尤其近10年来的增长最为显著,且近10年霾日高发区呈现以漳州市区为中心的区域集中;高发区域为漳州的中东部地区,北部的华安县以及南部的沿海县市霾日少发。同时,霾日呈现出显著的月、季节变化特征,12月至次年5月都处于霾天气的高发期,其中1月和3月是霾日最多的月份,6月最少;季节上,春冬季较多,秋季次之,夏季最少,且春季霾日增长最快。     

一次蒸发“异常”的成因分析

2014年8月29日下午,长汀观测站15~17时三个时次蒸发量因强对流天气出现"异常",当班观测员认为这是由于下雨造成,故将该三个时次的蒸发量按缺测处理。事后,我们对降水、气温、地温、湿度、气压、日照和风速等气象要素进行综合分析,认为该三个时次的蒸发量偏大,主要由气温下降导致空气中的饱和水汽压小于蒸发桶内水面的饱和水汽压造成,应按正常处理。     

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。     

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。     

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。     

南平市秋冬大雾时空分布及形成条件分析

利用1984—2013年南平市10个台站地面气象观测资料,分析南平市秋冬大雾的时空分布特征及其环流背景和气象条件。结果表明,大雾是闽北秋冬常见的灾害性天气,局地性强,分布很不均匀,受到武夷山脉地形以及河流湖泊的影响,山区山涧溪流较多的地区为频发中心。雾的日变化明显,3时和5～6时为大雾发生高峰时段,8～9时为大雾消散高峰时段,雾的持续时间以3h内的频次最多。500hPa为槽后西北气流和地面变性冷高的均压场最有利秋冬大雾的发生。近地面层空气潮湿、逆温层存在、合适的风力和降温条件都对大雾的发生有很好的指示作用。     

人工增雨对福州空气质量的影响分析

利用福州2008~2012年降水等气象资料和空气污染指数资料,分析福州24h降水量对空气污染指数的影响以及实施人工增雨作业对城市空气质量的改善情况;确定人工增雨改善空气质量潜力日、适合人工增雨改善福州市空气质量作业的天气系统类型;提出在外来大气污染物通道沿线增设人工增雨作业点,强增对外来污染物的防护雨带。     

福州市污染日的外来雾霾污染影响

利用气象资料、空气质量监测资料及后向轨迹方法,对2008年~2012年福州市污染日的天气形势及气流来向轨迹进行分析,研究表明:福州污染日的雾霾污染外来影响主要有两个来向,一是长江三角洲地区,二是福建中南沿海;长江三角洲地区污染物排放源区是福州的一个主要外来污染源;大陆东岸海岸线到台湾海峡是福州外来雾霾污染物的输送主要通道;污染日出现的主要天气型中高压脊型与变性冷高压底部或后部最易输送长江三角洲地区大气污染物到福州。