天气过程

天气过程（共12篇）

天气过程 篇1

1 概述

当出现重要天气过程时, 预报员一般会查看相似的历史过程, 结合当前的形势, 更好地做出预报, 因此重要天气过程出现等历史资料的保存, 对提高预报的准确率非常必要, 揭阳市历史重要天气过程个例系统的建立有效解决了历史资料的存储问题。系统的开发基于B/S模式结构, 在Visual Studio2008平台, 采用ASP.NE技术进行开发设计[1,2,3,4,5,6]。

2 系统设计与实现

通过对影响我市的重要天气过程进行分析, 发现影响我市的天气类型很多, 且过程的资料量大, 包括:灾情资料、服务资料、技术分析资料、天气形势资料、云图资料、雷达资料等, 资料的格式也多样, 有Word文档、MICAPS类型资料、图片资料等。本系统对所有资料归类、储存、显示。系统包括三个模块:资料录入、显示和数据库, 图1为系统流程图。

2.1 数据库设计

由于天气过程大部分资料为文档文件, 如MICAPS格式文件等, 因此本系统数据库的建立采用文件目录结构的方式, 图2为数据库结构。

数据库在设计上遵循以下原则:

(1) 所有目录、文件动态生成;

(2) 第一级目录表示天气类型 (如暴雨、台风) ;

(3) 第二级目录表示天气过程及该天气类型的预报要点、类型相关预报业务规定等资料;

(4) 第三级目录表示天气过程下的各种类型资料和与该过程相关的技术总结、服务总结资料;

(5) 第四级目录及往下目录, 则为各种类型资料子类型或资料。

2.2 资料入库设计

资料入库包括批量入库和个别资料的上传两种。 (1) 批量入库:由于资料批量入库的操作对象仅限于气象台预报员, 且使用频率低, 因此采用C#面向对象语言进行编程。入库的方式有两种:直接复制和ftp下载。 (2) 个别资料入库:个别资料入库采用Web方式, 并严格控制上传的文件类型。利用Tree View控件异步加载目录信息, 用户选择资料存放路径;采用File Up Load控件将资料快速上传到服务器指定目录下。

2.3 资料显示模块设计

资料的显示设计采用ASP.NET技术基于B/S模式, 能够将各种类型的资料以树状结构动态地显示给用户, 且不同资料显示的方式不同: (1) 目录文件信息显示利用Visual Studio.Net2008平台的Tree View控件和List Box控件共同完成, Tree View控件采用异步方式对目录信息进行加载, List Box控件显示所有文件信息; (2) MICAPS类型资料、doc文件和图片文件则分别采用不同方式, 如图片文件直接加载, MICAPS类型资料则利用Micaps3.1自带成图功能在后台转换成图片后再显示, doc文件利用Word自带转html功能后台处理后, 以html文件显示。

2.4 Micaps3.1系统配置

系统在设计利用Micaps3.1系统对资料加载和系统自带的自动成图功能[7]。为了使资料的显示范围适合本地需求, 同时提高Micaps3.1系统加载的速度, 因此必须对Micaps3.1系统的配置文件Set.ini进行设置, 包括中心点配置 (配置本地的区站号、经纬度等) 、显示地图个数 (个数为1) 、删除菜单文件加载和一些不需要使用的模块进行删除。

3 关键技术

3.1 ASP.NET对服务器端Micaps3.1系统调用的实现技术

用户权限不够导致一般的Web客户端无法调用服务器上的EXE文件, 本系统仅用于内部网络, 安全性要求不高, 因此将ASP.NET应用程序的默认用户aspnet添加到administrators组中来提高aspnet用户权限。由于Micaps3.1系统对部分资料的自动成图要求前台必须运行Micaps3.1系统, 因此在“服务”中的“IIS Admin”项选上“允许与桌面交互”。

采用System.Diagnostics.Process类进行调用Micaps3.1系统, 关键代码如下:

3.2 doc文档转html文件实现技术

调用Word.dll组件实现对doc文档的控制, 并转成html格式文件, 关键代码如下:

3.3 Tree View控件异步加载技术

采用异步方式加载Tree View控件, 需对Tree View属性设置:

异步加载方法的关键代码:public void Populate Node (Object

4 结束语

重要天气过程个例系统设计和投入业务使用, 规范了历史重要资料的保存, 方便了预报人员操作和使用, 对重要天气过程的预报水平提高起到一定的作用。

摘要：当出现重要天气过程时, 预报员往往会查到相似的历史过程, 更好地做出预报, 基于此, 作者根据工作经验设计了重要天气过程个例系统设计。该系统架构web服务器, 基于.NET 2008平台进行开发, 以C#和JavaScript作为编程语言程, 同时采用asp.net Ajax技术进行数据的异步传输。

关键词：天气过程,设计,B/S,ASP.NET

参考文献

[1]刘劲武, 刘辉, 梁英, 等.基于B/S模式的办公自动化系统的设计与实现[J].湛江师范学院学报, 2003, 24 (6) :79-83.

[2]樊成勇, 殷贤亮, 段素娟.B/S系统中的访问控制机制的设计与实现[J].计算机安全, 2003 (4) :27-29.

[3]陈震解, 高阳, 陈世福.基于Web的B/S结构供电安全系统的实现技术[J].计算机应用研究, 2001, 10:132-133.

[4]张振国, 扬柯.ASP.NET技术在农村远程教育系统中的应用[J].安徽农业科学, 2007, 35 (9) :2820-2821.

[5]苗连强, 胡会萍.基于ASP.NET和AJAX技术的煤矿安全管理信息系统的设计[J].煤矿安全, 2010 (7) :90-91.

[6]刘宜轩, 李光耀, 刘晓静, 等.ASP.NET环境下的网上审批流程的设计及实现[J].计算机工程与设计, 2010, 31 (3) :525-528.

[7]中国气象局培训中心.MICAPS3系统培训教材[Z].内部发行:28-36.

天气过程 篇2

宁夏冬季寒潮天气过程对比分析

利用常规天气资料和数值预报产品,应用天气学分析和诊断方法,结合宁夏冬季寒潮预报指标,对～冬季2次寒潮天气从天气实况、环流背景、影响系统、天气成因等方面进行了对比分析.揭示了宁夏冬季2次寒潮天气的主要特点和成因,得到了一些宁夏冬季寒潮预报的指示信息.

作 者：周翠芳 张广平杨海山 ZHOU Cuifang ZHANG Guangping YANG Haishan  作者单位：周翠芳,张广平,ZHOU Cuifang,ZHANG Guangping(宁夏石嘴山市气象局,宁夏,石嘴山,753000;兰州大学大气科学学院,甘肃,兰州,730000)

杨海山,YANG Haishan(宁夏石嘴山市气象局,宁夏,石嘴山,753000)

刊 名：干旱气象 英文刊名：ARID METEOROLOGY 年，卷(期)：2009 27(2) 分类号：P425.5+4 关键词：寒潮   天气成因   预报指标  

新乡市大到暴雨天气过程个例分析 篇3

【关键词】大到暴雨；冷锋；急流；西南涡

0.引言

2005年5月16日，新乡市所辖八个县（市）普降大到暴雨，降水量分别为辉县35.7mm、卫辉46.6mm、获嘉42.5mm，新乡39.0mm，原阳42.9mm，延津40.8mm，封丘36.0mm，长垣38.7mm（图1）。华北地区的降水80%-90%出现在6-8月，主要集中在雨季，其中又以7月下半月和8月上半月最集中[1]，春季的强降水过程很少，本文根据现代天气预报的基本特点，资料信息量大、数值预报产品丰富、预报工具多[2]。采用暴雨预报的技术和方法，对本次过程进行分析和研究。气象研究人员对暴雨预报方法进行了深入的研究工作[3-5]，随着数值天气预报的迅速发展，常规气象资料和数值预报产品相结合，运用《天气学原理与方法》分析研究天气预报，仍是现代天气预报的基础。

1.中、短期环流形势的演变及分析

过程前期，500hPa图上，中高纬度地区维持二槽一脊型，副热带高压维持在南海一带。由于副高的加强北抬，和欧亚大陆发展东移的高脊合并，从南海到贝湖的东侧形成强大的暖性高压脊。由于暖性高压脊的形成，使得高脊后有强盛的SW气流得到强烈发展。16日08时在张掖、兰州、成都到思茅一线形成深厚的低槽。从温、压场的配置来看，该天气尺度系统是非对称的、斜压的，因此天气系统是发展加强的。在低槽前部的河套地区有饱和区；同时在重庆、达川到安康形成强盛的西南急流轴，轴线上的风速都在20m/s以上。强盛的西南急流，为降水天气的产生提供了水汽、能量和动力条件。

700hPa：14日20时，高原东部形成西南涡。15日20时，西南涡发展东移到玉树和达日一带，在低涡前部，从贵州、鄂西到郑州形成急流轴，新乡地区位于急流轴的前端，在这里有风速的辐合，有水汽和能量的聚集，有利于强降水天气的产生。16日08时，在延安和成都一带各生成一个低压环流， 低槽位于延安、西安到成都一线，延安到邢台形成一条切变线，延安附近的低涡将沿切变线向东北方向移动，新乡地区将处于低涡的东南象限里，这里对应着强降水的落区（图2）。从我国的西南到黄河南岸产生广阔的急流区，强盛的西南急流，源源不断地把水汽、能量、涡度输送到新乡地区，为强降水天气的产生提供了水汽和动量。

850hPa：由于冷暖空气活跃，15号08时在成都到重庆一带生成西南低涡形成。16日08时，西南涡略有加强北上，低涡中心位于重庆到成都一带，低槽和切变线分别位于达川、重庆到昆明和达川、南阳到南京一线。低涡中心沿切变线方向移动，即东移北上影响新乡地区（图3）。

地面图：15日08时在临河、兰州到托托河生成冷锋，西南地区有倒槽形成。在冷锋东移发展过程中，与西南地区向东北方向强烈发展的倒槽合并，生成黄河气旋。16日14时，同时受气旋影响出现强降水时段。

受高层西南急流、中低空西南涡和黄河气旋的共同作用在新乡地区产生大到暴雨天气。

2.数值产品的分析和检验

2.1欧洲风场、流场分析

欧洲中心的风场、流场预报检验，500hPa：15日20时，达日、甘孜到巴塘有一低槽，新乡地区处于槽前宽广的西南气流里；16日20时低槽发展东移到太原、洛阳、安康到重庆一线，槽前西南气流明显增强，新乡地区处于强盛西南气流的前端。700hPa：16日20时，由气旋性弯曲发展成西南涡向东北方向移动，其中心位置位于延安到太原一带，新乡地区位于气旋的东南象限，对应于强降水落区。由欧洲的风场预报来看，对这次降水系统的生成、强度和移动，和实况比较接近，预报能力较强，对天气分析预报有一定的参考价值。

2.2 T213物理量诊断分析

2.2.1垂直速度分析

T213物理量的预报场，500hPa：16日14时在新乡地区西部的平凉附近有最大垂直速度为-240×10-3百帕/秒的上升区，垂直速度的大值区呈南北向分布。20时，中心上升区向东北方向移动，数值增加至-372×10-3百帕/秒。17日08时，垂直速度数值猛增，极值中心位于河北南部和河南北部，数值为 -536×10-3百帕/秒。根据15日20时的预报场来看，在16日14时在河南的西南部有一中心值为-256×10-3百帕/秒上升区。

700hPa：14日20时预报场，16日08时，在我国西南地区武都附近，有垂直速度上升区，垂直速度最大值为-84×10-3百帕/秒。14时，垂直速度上升区东北移，中心移至平凉附近，最大值达-208×10-3百帕/秒，数值迅速增大。20时，最大中心移到延安附近，垂直速度最大值达-396×10-3百帕/秒。17日08时最大值移至河南北部，中心在安阳附近，最大值达-440×10-3百帕/秒。

850hPa：14日20时的预报场，16日20时在新乡地区的西部有垂直速度的上升区，17日08时，在河南北部到河北的中南部有一垂直速度的最大上升区，最大中心在河北南部，中心值达-264×10-3百帕/秒。通过对T213数值预报各层垂直速度的分析可以看出：T213对本次过程在垂直速度的预报上，移动路径上和实况一致，时效上落后36小时，空间位置上偏北3个纬距，因此T213对这次强降水动力过程的预报和实况有一定的偏差。

2.2.2涡度分析

14日20时涡度预报分析表明，17日08时850hPa，在黄河以北到河北中部分别有一正涡度区，最大数值达24×10-5/秒，和实况位置略偏西，时效落后。

2.2.3水汽通量分析

T213水汽通量预报场，15日20时，在重庆一带有120×10-7克/百帕·厘米·秒的大值区，16日02时增大到160×10-7克/百帕·厘米·秒，且向东北方向移动。16日08时，水汽通量中心移到湖北的西北部。14时，水汽中心转向偏东方向移动。20时，减弱东北移。从水汽的移动路径来看，起始位置和天气系统比较接近，移动方向有一定偏差。

从T213的物理量场分析可以看出，T213对这次强降水过程的预报场和实况场有一定的偏差，在指导预报上要进行订正。

3.云图分析

从红外卫星云图的连续演变和对比分析可以看出，16日05时，和西南涡相对应的低涡云系在河套西南部生成，随后逐渐东移；在东移过程中，低涡云系前方沿黄地区有对流云团生成，16日08时图中，a点上方有弱对流云团生成，到10时逐渐减弱消散，14时，a点附近再次有对流云团生成，15时有中尺度雨团在我市的西南上空开始生成，随后雨团发展东移影响新乡地区。和西南涡相对应的降水云系有一个生成发展过程，受中尺度雨团的影响，2小时后降水加强，16-18时在新乡地区产生大到暴雨天气过程，和中尺度雨团影响的时间相一致。

4.日本传真图的分析及应用

从日本降水预报可以看出，14日08时72小时预报：新乡地区的降水量在30-35mm之间，量级基本接近实况。南北各有一中心值，中心值有40mm以上，接近降水实况，位置有些偏差（图4），对本次降水预报很有指导作用。从日本降水预报的连续演变过程分析可以看出：随着时间的临近，降水预报误差的量级却逐渐在减小，对降水预报能力较强。因此，日本降水预报对系统性降水过程预报能力较强，可作为一个参考工具。

5.急流分析

低空急流是给中纬度暴雨和强风暴提供水汽和动量最重要的机制。根据统计，低空急流与暴雨之间的正相关系数高达0.80，暴雨一般发生在低空急流风速最大值的左前方。

5.1急流成因机制分析

根据天气图的分析可知：12号位于20°N以南的副热带高压加强北抬，同时，位于50°N以北的冷高压势力也在不断加强；南部的暖性高压势力强大，系统深厚，从低层到高层均受暖高压控制。北部的冷性系统，在850hPa以下表现为冷高压，850hPa以上为冷性低值系统，冷空气势力强大。两种热力性质不同的气团相向运动，使冷暖空气在中纬度地区交汇，形成空气质量的堆积。同时，由于冷暖空气的挤压作用，在水平方向上气压梯度 增大，在空气密度和地转参数的变化所引起的地转风的变化可以忽略不计的情况下，即地转风的变化主要是由于气压梯度的变化引起的，根据地转风公式：V=

由于气压梯度的增大，而使地转风Vg增大，结果在中纬度地区形成急流。这次过程中的急流在水平方向上产生的顺序为先在江淮之间形成急流，然后逐渐加强向北移动；在垂直方向上形成的顺序是由高层向低层发展延伸，即动量的向下传播。

5.2高低空急流的耦合分析

高空急流与锋面及锋面的次级环流有密切的关系，高空急流和锋面统称急流—锋系，它们相伴随的次级环流称急流—锋次级环流。低空急流是一种动量、热量和水汽的高度集中带，低空急流主要是以中尺度扰动的形式向暴雨区输送动量、热量和水汽[6]。高空急流的形成和传播诱导低空急流的产生和发展，高、低空急流的相互作用，引起三维质量—动量调整，三维质量—动量的调整必然伴随天气过程的产生和发展。在高空急流中心的入口区和出口区都有高低空急流的耦合，与高低空急流相联系的次级环流和上升支都位于低空急流的左侧。当地面冷锋前的上升运动与高低空急流耦合的次级环流的上升运动相叠加，有利于垂直运动的加强，产生强的天气过程。同时，在低空急流的前端，有较强的水汽通量和水汽通量辐合。对本次过程来说，高、低空急流和冷锋的配置关系和演变过程满足高、低急流的耦合关系，容易产生强天气过程，其平面配置图如图5所示。这次出现的强降水过程，就是在高、低空急流和地面冷锋的相互配合作用下而产生的大到暴雨过程。

6.降水时空分布规律及特点

15日08时，新乡市上空SW气流建立，降水开始，但由于是受暖性高压脊后部的SW气流影响，即暖气团的控制，降水性质多以阵雨或零星小雨为主，降水量不大。随着系统的发展东移，当冷锋逼近新乡地区时，即有冷空气侵入时，降水强度开始加大，表明冷锋的动力抬升明显，16日16-18时为降水的主要集中时段。强降水的落区位于冷锋前部、低空急流的前端。如图5，这里是暖湿空气的主要上升支。

7.结语

①对于春季强降水的预报，特别是对于长期少雨时段的转折过程，预报着眼点应放在天气尺度环流形势的调整上，只有在大尺度环流形势调整后，才有可能产生较强的天气过程。本次强降水过程是在大尺度环流形势调整的基础上，强冷暖空气在本地上空交汇产生的。

②对于本次区域性的强降水过程，具备了以下几个条件：稳定的天气尺度环流形势、低值系统的生成和发展、深厚的强SW急流，这些条件的形成对大到暴雨天气过程提供了动力条件。

③这次降水过程的主导天气系统500hPa的低槽，影响系统是西南低涡，西南低涡是在大的环流形势调整的过程中、在冷暖空气的交汇地区即在斜压大气中产生、发展起来的。

④用准地转理论很好地解释了急流的成因，通过对高、低空急流耦合和地面冷锋的配置关系，对分析降水落区和强度的预报有一定的参考价值。

【参考文献】

[1]朱乾根，林锦瑞，寿绍文等.天气学原理和方法（第三版）[M].北京：气象出版社，2000：360.

[2]中央气象台.天气预报方法与业务系统研究文集[M].北京：气象出版社，2002.

[3]陶诗言.中国之暴雨[M].北京：科学出版社，1980：1-225.

[4]《华北暴雨》编写组.华北暴雨[M].北京：气象出版社，1992：1-182.

[5]王键，寿绍文.“03·8”辽宁地区暴雨过程成因的诊断分析[J].气象，2003，31（4）：18-21.

强降水天气过程的观测要点 篇4

1 强降水天气过程来临前的准备工作

强降水天气过程来临前, 应全面检查自动站及人工观测用的各仪器设备, 主要做以下准备工作。

1.1 自动站仪器设备的检查

1.1.1 翻斗雨量传感器的日常维护

可对雨量传感器做以下常规维护。

(1) 将外筒、防堵罩和长过滤网用清水冲洗干净。 (2) 用清水冲洗翻斗和短过滤网, 注意不取防虫罩。 (3) 观察传感器底盘上的水平器中的水泡是否居中, 使传感器保持水平状态。 (4) 注意不要用手或其它物体抹试翻斗内壁, 以免沾上油污。

1.1.2 翻斗雨量传感器的汛前检查

翻斗雨量传感器至少每月定期检查一次, 检查内容包括传感器器口要保持水平, 不变形, 传感器器身稳固。

(1) 重点检查遥测雨量传感器漏斗是否堵塞, 以保证自动站降水数据的准确与及时上传。 (2) 定期清除承水器滤网上的杂物 (入口滤网可取下清洗) 。 (3) 检查漏斗通道是否有堵塞物。 (4) 保持节流管的畅通, 发现堵塞要及时清洗干净 (5) 翻斗表面必要时可用中性洗涤剂清洗, 传感器翻斗的内壁不能用手触摸。

1.2 人工观测仪器设备的检查

降水开始前, 应及时取下蒸发皿金属丝网圈, 检查雨量筒及蒸发专用雨量器内的承水器和储水瓶是否洁净, 重点检查虹吸式雨量计虹吸是否正常, 以保证人工测量的降水数据准确及时上传。

1.3 应急设备的检查

重点检查发电机、UPS电源以及SDH、VPN和3G上网卡三种主备通讯方式是否处于正常工作状态, 以保证网络的畅通和自动站的正常运行。

2 强降水天气过程中的注意事项

2.1 降水性质的正确判断

强降水天气过程来临时要更加密切的关注云的连续演变, 正确判断出降水性质, 以保证报文的正确编发。当判断为系统天气时, 重点注意当降水时间持续较长, 雨势仍没有转小, 降水量已超过20.0mm时, 此时应仔细观察云高及云状, 注意ASOP向NS的转变。当判断为对流天气出现时, 气象要素的变化比较显著, 有时会伴有短时大风, 雷暴, 冰雹等重要天气, 此时应注意重要天气报的拍发与航危报的拍发及相应解除。

2.2 降水量的观测要点

当降水较强, 降水量很大, 一般超过25.0mm时, 应及时从蒸发皿中取出一定的水量, 也可采用加盖方法, 以防水溢出导致蒸发量缺测。若降水量超过50.0m m时, 此时应提前量取雨量筒和蒸发专用雨量器内的降水量, 以防水溢出导致降水数据缺测。以上操作均应在气簿-1备注。

2.3 虹吸式雨量计的观测要点

(1) 换纸遇强降水时, 应先判断雨势是否有转小趋势, 若雨势有转小趋势, 可延后换纸;若判断不会转小, 则可在原自记纸的开始端重新记录 (此处须无降水记录, 或有降水自记记线不致重叠) 。换纸后分别在两天的记线上标明日期并注明情况。

(2) 测量自然排水量时有强降水, 暂不测量, 待雨势转小后再进行测量, 如在强降水期间出现几次自然虹吸的情况, 则测量自然虹吸的累计排水量。

2.4 不正常记录的处理

(1) 当虹吸式雨量计故障 (如虹吸不正常) 时, 此时应以人工观测的雨量筒内的降水量为准编发累积降水量重要天气报。

(2) 当遥测雨量传感器故障 (如降水量明显偏小或滞后严重) 时, 此时小时雨量和分钟雨量均按缺测处理, 输入“—”符号, 避免正点数据错误上传。以上情况应在气簿-1备注。

3 注意雷暴、冰雹等强对流天气过程

3.1 雷暴的观测要点

雷雨形式来临前注意观察云的演变过程, 当出现雷暴现象时, 观测员不要忙乱, 及时编发航危报及重要天气报等预警信息。其中, 雷暴重要天气报一天只发一份, 并以20时为日界。

3.2 冰雹的观测要点

一日中降雹多次, 无论间隔时间多长, 每次都应测其最大冰雹的最大直径, 以m m为单位, 取整数。当最大冰雹的最大直径大于10mm时, 还应同时测量冰雹的最大平均重量, 以克为单位, 取整数, 并及时记录纪要栏中。

冰雹来临所做工作如下: (1) 降雹前罩上防雹网罩。 (2) 降雹时测定最大冰雹的最大直径。 (3) 及时发出冰雹的重要天气报。 (4) 雹停后及时将地面温度表和曲管地温表的防雹网罩取掉。 (5) 若冰雹最大直径大于10毫米, 测冰雹的最大平均重量。 (6) 在换下的雨量自记纸背面注明降雹起止时间。

4 加强巡视区域气象观测站

观测员要每小时在正点前后十分钟内巡视区域气象站, 在强降水天气过程中, 更要加强对区域站的巡视, 一方面可以及时监测各区域站的运行状况, 以便出现故障时及时发现并排除, 保证区域站数据的正常传输;一方面可以通过巡视区域站的运行及各站点的雨量数据, 使观测员加强了解强降水过程的发展情况。

5 强降水天气过程结束后的整理工作

强降水天气过程结束后, 应及时排除仪器故障, 处理异常记录, 归纳总结此次强降水过程中的不足之处, 为下次极端天气过程积累经验。尤其是降水过程结束后要对自动站雨量和人工雨量观测值进行对比分析, 如多次发现10mm以上降水量的差值超过±4%, 则应及时进行检查。

主要检查以下几个方面: (1) 检查记录器是否正常工作, 记录值与计数是否相符, 干簧管工作是否正常, 有无漏发或多发信号现象。 (2) 如原因是由于仪器的基点位置不正确所造成时, 应调节仪器基点位置。

6 结语

天气过程 篇5

多普勒天气雷达资料在一次雨雪天气过程中的应用分析

利用多普勒天气雷达资料,对12月21-23日发生在江苏的一次雨雪天气过程进行了研究,分析了雨雪发展的`不同阶段,基本反射率场、基本速度场及降水系统风场和散度场垂直结构的演变特征,结果显示:降水云体中风场的调整往往预示着降水未来的演变,系统内部动力场结构的变化与降水的发生发展及消亡相联系.

作 者：吴海英 曾明剑 蒋义芳 王卫芳 王凌震 Wu Haiying Zeng Mingjian Jiang Yifang Wang Weifang Wang Lingzhen 作者单位：江苏省气象台,南京210008刊 名：气象科学 ISTIC PKU英文刊名：SCIENTIA METEOROLOGICA SINICA年，卷(期)：200727(2)分类号：P458关键词：多普勒天气雷达 基本反射率 基本速度 VAD风廓线 散度

天气过程 篇6

关键词 短时强降水；强雷电；特征分析；预警指标

中图分类号：P458.121.1 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）21--02

1 降水实况和环流形势

1.1 降水实况

据区域自动气象站统计，8月12日20：00-13日19：00，信丰县普降大到暴雨、局部大暴雨，以小河188.8 mm为最大，县气象台达167.6 mm（为历年同期最大值）。据区域自动气象站统计，全县平降雨量达63.1 mm。降雨量≥100 mm（大暴雨）站点有：小河188.8 mm、县气象台167.6 mm（为1957年以来8月24 h降雨量最大值）、大阿138.9 mm、正平141.6 mm、万隆134.5mm、嘉定洞高126.6 mm。降雨量≥50 mm（暴雨）站点有：新田金鸡54.7 mm、大桥62.3 mm、古陂茶坳80.6 mm、嘉定龙舌圣地果业90.9 mm、西牛黄泥65.5 mm、大塘埠55.3 mm、油山长安园艺场71.2 mm、油山77.6mm、铁石口69.9 mm、铁石口长远67.3 mm、正平九渡88.6 mm、万隆龙头64.1 mm。主要降雨时段为12日21：00-13日03：00期间，共有11站次出现，降雨量>30 mm/h（09：00-11：00小河镇降雨量达114.5 mm，10：00-12：00，2 h降雨量本站达89.6 mm），其中小时雨量大于50 mm共有5站次（1 h最大降雨量达58.7 mm，出现在小河镇政府）。本次强对流天气过程的最大雨强主要发生在信丰县城及其西部、南部乡镇，突发性强，降水时段集中，强降水持续约2～3 h。

1.2 环流形势分析

8月12日20：00，200 hPa高层受东风系统影响，赣南处东风波前辐合区内；500 hPa为二脊一槽型，江西省南部受偏南气流控制；700 hPa江西省中部以南有冷式切变存在，850 hPa以下处湿区，925 hPa江西省处暖中心控制，低层增温明显，地面则处鞍型低压环流辐合区内（图1和图2）。

2 中尺度天气环境条件场分析

2014年8月12日17：00、20：00，受中高层东风波和低层切变线影响，深层垂直风切变较为明显，具备一定的辐合抬升条件，低层偏南风气流向江西省南部提供暖湿输送。同时，低层受暖脊控制，处于高温高湿状态，不稳定能量较高，本站午后最高气温远高于对流温度；高空东北气流的西移和地面显著的3 h负变压中心的存在（负变压中心易形成中小尺度的辐合流场）（本站17：00的3 h变压为-1.0），容易触发强对流天气，整层可降水量普遍维持在50 mm以上，因此，江西省南部将有以短时强降水为主的强对流天气。

图1 2014年8月12日20：00 500 hPa

图2 2014年8月12日20：00 700 hPa

3 大气稳定度分析

根据临近原则，分析与信丰相距约60 km处的赣州和相距约180 km处的河源探空站资料的CAPE、K、LI以及假相当位温垂直递减率和垂直风切变。发现暴雨区均有大量不稳定能量积累。过程发生当天，大气层结呈现极不稳定，K指数在41～42 ℃，沙氏指数SI<（-2.12～-1.47） ℃，850 hPa与500 hPa假相当位温θse之差Δθse（850～500）>20 ℃，对流性不稳定极强，风向随高度顺转，由低层西南风转为高层东北风，表现出暖平流特征，上干下湿的喇叭口状，不稳定层结以及较低的抬升凝结高度有利于对流发生，中层垂直风切变的存在能使对流更好发展[1]。

4 雷达回波特征分析

图3 2014年8月12日20：30雷达回波

從组合反射率（CR）图上可以看到，20：00左右开始不断有回波从大余、南雄交界处向信丰县油山、大阿移动，并发展；20：30左右在县城附近有块回波生成，并迅速发展（图3）。到22：00左右信丰县境内生成发展成多个单体风暴与从大余、南雄西移过来的单体、多单体风暴合并，此时回波强度大于55 dbz的多单体风暴，位于信丰县西南部的万隆、小河、正平等乡镇呈带状分布，与强降水落区相对应，且稳定少动（图4）；23：54开始强风暴在信丰县内减弱，信丰县降水迅速减弱。

图4 2014年8月12日22：06雷达回波

5 结论

此次强对流过程满足水汽条件，不稳定层结，抬升条件，其转换条件是明显的垂直风切变。

低层暖湿空气（LFC位于20 ℃层）被强烈上升运动迅速抬升至-20 ℃层以上（CAPE释放），形成冰晶和过冷雨滴，在垂直风切变作用下形成强回波梯度，冰晶和过冷雨滴下落过程中部分融化的大雨滴与暖云区内的水滴并碰过程形成更大雨滴，出现短时强降水[2-3]。

参考文献

[1]王彦，于莉莉，李艳伟，等.边界层辐合线对强对流系统形成和发展的作用[J].应用气象学报，2011，22（6）.

[2]马文彦，冯新，扬芙蓉.地面资料在侦测暴雨天气过程中的应用[J].气象，2010（1）.

[3]陶祖钰.基础理论与预报实践[J].气象，2011，37（2）.

天气过程 篇7

台风是影响我国的主要灾害性天气系统之一。在其活动过程中, 伴随有狂风、暴雨、巨浪和风暴潮。因此, 台风对经过的地区虽有解除伏旱的作用, 但也会造成人民生命财产的巨大损失。我国北起辽宁, 南至两广的沿海一带, 每年都有可能遭受台风的袭击, 其中又以登陆广东、福建和台湾三省的台风次数为最多。

1003号台风“灿都”是2010年登陆广东的首个台风, 2010年7月19日20时在北纬15.6度, 东经116.5度, 即珠江口偏南方约800公里的南海中东部海面上生成热带风暴, 21日下午18时加强为台风, 后以15公里左右的时速向偏西北方向移动, 强度不断加强, 中心附近最大风力12级 (35米每秒) , 中心最低气压970百帕, 8级大风半径约200公里。22日下午13时45分在广东省湛江吴川市登陆, 登陆时中心附近最大风力12级。登陆后继续向西北偏西方向移动, 强度逐渐减弱, 于22日19时进入广西。 (图1)

1 台风“灿都”特点及影响概述

本次“灿都”台风具有四个特点:一是路径曲折, 在向西北方向行进中先转向西南, 又转向西北方向移动, 预报难度较大;二是近海加强, 原本近海属于冷水区, 但2010年7月22日06时, 广东沿海海温还维持在26℃, 有利于台风加强;三是风雨猛烈, “灿都”在鼎盛期登陆, 局部地区已经出现大暴雨和12级大风;四是影响面广, 与第2号台风“康森”登陆位置偏南不同, 随着“灿都”登陆并深入内陆, 海南、广东、广西、云南、贵州等都受到风雨影响。

据民政部统计, 台风“灿都”造成广东、广西、云南3省份622.3万人受灾, 因灾死亡9人, 紧急转移安置30余万人;倒塌房屋3.6万间, 损坏房屋8.6万间;因灾直接经济损失55.4亿元。广东省共有23县市的249个乡镇受灾, 受灾人口达236万人, 死亡6人, 直接经济损失达人民币30.62亿元人民币。其中, 湛江市、茂名市受灾较严重, 香蕉、甘蔗、花卉、瓜菜等农作物受毁灭性打击, 海水网箱养殖“全军覆灭”, 小型水库等水利工程设施多处受损。

2 天气形势分析

2.1 500hPa形势特征

在500hpa天气图上看, 副热带高压强度十分强盛, 往年这个时候台风多半在粤东登陆, “灿都”登陆位置偏西, 与副热带高压位置有关, 目前副热带高压仍牢牢控制着江南华南一带, “阻挡”台风北上, “灿都”在副高边缘环流引导下在粤西一带登陆。

2.2 850hPa形势特征

21日08时, 由于台风“灿都”的靠近, 我省沿海一带风速逐渐加强, 东南风十分强盛, 为降水带来有利的水汽条件。22日下午台风登陆, 粤西地区风速加大, 并有明显的辐合上升运动。沿海一带出现28m/s的强风, 之后台风向西北偏西移动。到23日, 我省雷州半岛上空一直有台风残留的低涡和切变线维持, 大部分地区上空为西南气流控制。

2.3 地面形势分析

从21日11时的地面填图 (图4) 开始可以看到, 由于受台风外围下沉气流的影响, 我省大部分地区以多云天气为主, 气压较高, 气压梯度较小, 风力较小, 温度比较高, 某些近海海面在22日02时达到28℃以上。从图5看, 22日下午台风登陆湛江吴川市, 受台风云系影响, 广东省开始下雨, 气压下降, 地面风力加大, 温度下降, 粤西大部分地区温度都在26℃以下。21-23日, “灿都”中心经过我省的地区也出现4~6级阵风、7~9级的大风。“灿都”过境令湛江、茂名、阳江西部出现暴雨到大暴雨局部特大暴雨, 其中最大雨量出现在湛江东海岛, 达到280.4毫米, 湛江市坡头镇24小时降水也达到200毫米以上。

2.4 海温分析

由地面填图分析, 从10到22°N, 南海海面的温度大致在26~30℃之间。较高的海温给台风的形成和发展提供有效的能力积累, 特别是靠近海南和广东的海面上, 使台风强度能够迅速加强。

2.5 卫星云图特征

从22日06时的卫星云图上看, 台风眼比较清晰, 中心附近风力12级, 台风的云系和主要螺旋云带组成“9”字型结构时, 这类型台风几乎都向偏西北方向移动的。后期在台风密蔽云团的西北侧出现了强对流云区, 该云区逐渐向西北发展也跟着向偏西北方向移动。 (如图6) 。在湛江吴川市登陆之后, 从20时的红外云图上看, 台风的强度已经明显减弱, 螺旋结构也开始松散。但是还有大量云系停留在雷州半岛一带, 造成粤西一带下了二三百毫米的降水量。

3 结论

一次春季大风天气过程分析 篇8

一、高空环流形势

200h Pa, 23日08时在黄河以南有一急流轴, 急流轴上最大风速超过80m/s, 我区偏西风速达58m/s, 并且出在-40℃冷中心里;20时, 急流轴南压, 我区偏西风速为56m/s, 冷中心东移, 我区东部仍处在冷中心里。500h Pa, 08时我区处在槽前西南气流中, 急流位于黄河流域, 从温压场配置看, 温度槽落后与高度槽, 有利于槽的发展加深, -40℃冷中心位置比较偏北, 我区温度在-28℃~20℃之间;20时, 高空槽明显东移, 我区位于槽后西北气流中, 急流轴南压, 温度槽仍然落后于高度槽, 我区温度在-28℃~24℃之间。700h Pa, 08时槽较500h Pa偏前, 我区位于槽后西北气流中, 从温压场配置看温度槽明显落后于高度槽, 对槽脊的发展比较有利, 在华北地区风向与等温线基本垂直, 表明我区受明显冷平流影响;20时, 槽东移, 我区仍位于槽后西北气流里, 风向与等温线不再垂直, 冷平流略有减弱, 但我区仍处在冷平流的控制下。850h Pa, 08时在内蒙古东部和山东半岛东部海上各存在一个低压环流, 我区处在环流后部西北气流里, 西北风速达8m/s, 从温度场和风场看, 在我区上游是明显的冷平流, 未来会有冷平流影响我区, 锋区位置比较偏南, 位于东南沿海;20时, 低压中心加强东移至日本海, 我区处在低压后部西北气流里, 风速在10m/s以上, 从温度场和风场配置看, 我区转为弱的暖平流控制, 锋区依然位于东南沿海。925h Pa, 08时在山东半岛东部海上—朝鲜半岛有一个低压环流, 我区处在低压环流后部西北气流里, 风速达到16m/s, 从温度场与风场配置看, 在河北省北部为弱的冷平流, 我区处在弱暖平流中, 锋区位置与850h Pa一致;20时, 低压中心加强东移至日本海, 我区依然位于低压后部西北气流里, 风速在10m/s以上。

二、地面形势演变

23日, 海平面气压场上呈现西高东低的的形势。11时, 高压中心有所东移, 中心强度达到1037.5h Pa, 等压线密集带也随之东移, 110~120°E之间有8条等压线, 气压梯度为20h Pa;14时, 高压中心减弱东移, 110~120°E之间有7条等压线, 气压梯度为17.5h Pa;20时, 气压梯度明显减小, 110~120°E之间气压梯度为12.5h Pa, 大风天气逐渐结束。

三、动力和热力诊断分析

从散度垂直剖面分析, 23日08时我区低层为正散度区, 中高层为负散度区, 即低层为辐散中高层为辐合, 有利于下沉运动的发展, 对大风的发生条件非常有利;到了20时, 中低层为负散度区即辐合, 高层为正散度区即辐散, 这种配置对下沉运动不利, 此时我区大风天气已结束。

从垂直速度垂直剖面分析, 23日08时我区处在强的下沉运动区里, 下沉中心在850h Pa, 中心值为108, 非常强的下沉运动对大风天气的产生非常有利;到20时下沉运动明显减弱, 下沉中心依然位于850h Pa, 中心值减小为54, 并且中高层开始有上升运动区出现, 大风天气结束。

从温度平流垂直剖面分析, 23日08时, 我区从低层到高层均为负的温度平流, 即冷平流, 冷平流的存在和维持也是大风天气产生的有利条件之一;到了20时, 低层依然维持冷平流, 高层开始转为暖平流。

四、小结

1) 此次过程属于低压槽型西北大风, 大风发生区域位于200h Pa急流轴北侧。2) 地面冷高压中心强度达到1037.5h Pa, 冷空气沿西北路径向东南扩散逐渐影响邢台地区。3) 地面气压梯度非常强, 110~120°E10个经度内有8条等压线, 气压梯度为20h Pa/10个经度。4) 垂直速度场上邢台处于强下沉运动区, 低层辐散中高层辐合的散度配置使得邢台地区下沉运动进一步加强, 又有冷平流长时间维持, 为大风的发生提供了有利的动力和热力条件。

摘要：利用micaps资料对邢台地区一次春季大风天气进行分析, 结果表明:1) 此次过程属于低压槽型西北大风, 大风发生区域位于200h Pa急流轴北侧;2) 地面冷高压中心强度达到1037.5h Pa, 冷空气沿西北路径向东南扩散逐渐影响邢台地区;3) 地面气压梯度非常强, 110-120°E10个经度内有8条等压线, 气压梯度为20h Pa/10个经度;4) 垂直速度场上邢台处于强下沉区, 低层辐散中高层辐合的散度配置使得邢台地区下沉运动进一步加强, 又有冷平流长时间维持, 为大风的发生提供了有利的动力和热力条件。

关键词：春季大风,低压槽,气压梯度,下沉运动

参考文献

[1]河北省气象局编著.河北省天气预报手册[M].北京:气象出版社, 1987.

[2]朱乾根, 林锦瑞, 寿绍文等.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社, 2007.

[3]金巍等.1971~2000年营口地区大风特征及其变化分析[J].气候变化研究进展, 2009.

[4]吴春英等.1986~2005年抚顺大风特征分析及预报[J].气象与环境学报.2008.

[5]高瑞华等.渤海海峡大风的气候特征分析[J].海洋预报, 2008.

[6]王正旺等.长治市近30年大风天气变化的特征分析[J].山西气象, 2006.

[7]刘和平等.河南大风灾害分布特征及成因分析[J].气象与环境科学, 2008.

一次冰雹天气过程的综合分析 篇9

1 大尺度环境场及影响系统分析

8月12日08时300hPa天气图上,黄河中段向北到蒙古国,然后一直向东至我国东北的大部分地区(42°N以北,98～130°E)为宽广的低槽区,对应500 hPa天气图上该区域也为低槽区,从贝加尔湖到哈密一线有一槽存在,在蒙古国至我区阿盟的巴彦毛道(40～45°N,105°E)有一零下16℃的冷中心,在包头至成都还有另一短波槽。河套地区处在阶梯槽中,北部槽区前部,受西北偏西气流控制。配合贝加尔湖到哈密的低槽在700 hPa和850 hPa图上都有相对前倾的槽与其相配。同时从低槽区的西侧到南面在300 hPa到700 hPa均有一条明显的比较窄的先西北后偏西的大风轴,风向转变基本集中在河套地区,在大风轴上,500 hPa位于河套西北附近有强风速中心。另外700hPa图上,沿黄河中段一线(40°N附近)有明显的风速切变,850 hPa这一带则有西南或偏南气流存在,起到输送暖湿空气的作用。地面图上在中蒙边境(105°E,42°N)附近有一低压区,配合有平直的冷暖锋。以上分析看出,在降雹区低层为西南暖湿气流,而中高层则存在冷平流,符合上干冷、下暖湿的天气条件。

2 物理量条件分析

2.1 沙氏指数SI

沙氏指数SI是表示对流层中下层稳定度的定量指标。8月12日08时沙氏指数分布图(图略)上,在河套的西北角有范围比较大的为-4℃的低值中心,表示中低层存在不稳定。这次降雹就出现在这一低中心的下游,从平流的观点看,这个区域是不稳定和将要变得不稳定的区域。

2.2 500hPa风场和湿比有效位能场

分析500hPa风场和低层能量场,在河套的西北角500hPa大风轴上有16m/s的强风速中心。湿比有效位能垂直剖面图(图略)上,在强风速中心的低层有一高能舌,降雹就发生在风速中心及高能舌的下风方。

2.3 假相当位温θse

从850hPa与500hPaθse差值的分布图(图略)可以看山,在河套西北角有一正值中心,说明此处中层有不稳定层存在,而且具备了上干冷、下暖湿的条件,降雹也出现在此中心的下风方。

3 卫星云图分析

从8月12日每隔一小时发送的GMS卫星云图看出,影响这次降雹天气过程主要是对流积雨云团。14时,在河套北部到西北附近已有一条由小云团或单体组成的不连续的云带,其中靠近河套西北附近的小云团C1发展很快。15时发展成比较大的云团,呈东西走向,到了16时云团的范围扩大,在高空风的影响下,云团的上风方边缘清楚,结构紧密,下风方边缘模糊,有云向东伸展,云顶温度在-30℃以下,说明云层深厚,对流强烈,此时在云团C1的右后侧出现积雨云团C2。根据有关资料,16时左右,在巴市的五原、乌中旗出现降雹。17时云团C2并入C1(图略),C1云团向东南方向发展,范围更大,西到西北部,云团的边缘更加光滑整齐,此时临河正处在云团的上风边缘处,17时左右开始降雹。18时云团C1继续向偏东方向移动,云顶温度约-39℃。19时云团C1东移并处在包头市的上空,云团西南部的云顶温度略有下降,云团结构紧密。19时30分左右,包头开始降雹。到了20时,云团的西北部分结构开始松散,而西南到南部的部分边缘清楚,结构紧密,东部似有云砧向东伸展,云体范围开始减小,此时云团已进入呼市上空,呼市有降雹,但无灾。21时,云团明显减弱,降雹天气结束。对流云团从14时到21时,持续时间8个小时。

4 雷达回波分析

对流云团C1位于包头市上空时,位于包头市市区的711三公分波长数字化雷达在降雹前后观测到—系列回波图。其中最有雹云回波特点的是19时10分和19时25分。19时10分PPI图(图略)上,在测站东北部10～40公里之间有复合单体,最强的回波中心位于复合单休的西南,距测站东北方向12～18公里之间,中心强度60～65dbz,主体面积约30×10平方公里,在其后部有十分明显的V型缺口。RHI图(图略)上,主体回波高度11.5公里,回波强度60～65dbz,强度50dbz的回波高度8公里。19时25分PPI图上,主要回波分布在测站东到东北部20～55公里之间,强中心位于测站东部21～30公里之间,强度60～65dbz,面积约25×20平方公里。RH1图上,主体回波高度12公里,强度60～65dbz,有明显的悬挂体回波结构。这些都是雹云的典型特征。

5 结语

(1)这次降雹发生在08时500 hPa大风轴强风中心、SI负值中心及850hPa与500hPaθse差值正中心以及低层湿比有效位能高能舌的下风方,在黄河以北、大青山以南的狭长地带内。(2)这次降雹产生在边缘整齐光滑的对流积雨云团中,此云团14时在上述三个中心的下风方附近生成,在向偏东方向的移动中发展,21时以后减弱消亡,持续时间8小时。(3)这次降雹的雷达回波是一个复合单休,中心强度60～65dbz,高度11～12公里,有明显的V型和悬挂回波特征。

参考文献

[1]白肇烨,徐国昌,等.中国西北天气[M].北京:气象出版社,1991,3.

一次冰雹天气过程的诊断分析 篇10

分析其天气形势及形成过程, 以期找到预报着眼点, 通过分析高低空天气形势、物理量特征、卫星云图、层结稳定度等要素, 来确定冰雹发生的特征。

1 天气概况

8月22日, 陇南市西和县出现了37.6mm的降水, 23日白天天气转晴, 早晨温度较低, 中午升温较快, 最高温度达28.4℃, 早晨温度低, 湿度大, 中午太阳辐射强烈, 造成空气对流旺盛, 则易发展成积雨云而形成冰雹。8月23日午后到傍晚, 西和县出现冰雹并伴有短时雷雨大风, 强降水持续时间较短, 降水量0.6mm, 本次降水主要集中在西和县附近。

2 高空天气形势分析

500hPa高度场分析图1 (a) , 西北地区包括新疆、青海、甘肃、宁夏以及内蒙古大部为西北气流控制, 青藏高压强盛, 在东北和华北地区的交界处有一长波槽, 在甘肃南部和青海交界处有一温度冷槽, 是造成午后雷阵雨、冰雹天气的直接影响系统。

700hPa高度场分析图1 (b) , 和500hPa高度场相似, 西北地区为暖高压控制, 且在甘肃南部、青海南部以及四川大部, 316线为一闭合高压中心, 中心最大值为318, 陇南为西北风和东北风的交界区域, 高压中心在甘南和青海顺着316线的边缘有一强风切变线, 此切变线可能是造成午后雷雨、冰雹天气的主要影响系统。

200hPa高度场分析图1 (c) :西北地区为风场很强的西北气流, 在蒙古国有一中心为-60℃的冷中心。

通过以上分析, 所得结论如下:整层为上冷下暖的结构层结, 500hPa高度有温度冷槽, 700hPa高度有切变线与之配合, 高层风场强, 低层风场弱。中高纬度环流径向度比较大, 有高空冷涡和较强的冷平流配合, 为典型的华北楞涡形式。

3 物理量特征分析

3.1 水汽条件

8月22日, 西和县出现了37.6mm的降水, 23日天气晴好, 局地蒸发量很大, 从图2 (a) 可以看出, 西和所处的陇东南区域相对湿度在60以上;而从图2 (b) 可以看出, 西南暖湿气流向北输送水汽明显, 由此, 出现强对流天气的水汽条件已经形成。

3.2 温度平流特征

温度平流不仅可以造成大气层结不稳定, 而且可以产生垂直运动[5,6]。西和县所处的陇东南区域, 在200hPa温度平流场图3 (a) 上, 为显著的暖平流;在500hPa温度平流场图3 (b) 上, 则是强的冷平流中心;而在700hPa温度平流场图3 (c) 上, 该区域为弱的暖平流;在底层850hPa (图略) 温度平流场上, 该区域有一暖平流。即高层暖平流显著, 中层为强的冷平流, 700hPa以下则为相对弱的暖平流, 这种温度平流垂直分布为雹暴的发生、发展创造了强的层结不稳定条件;同时高低空温度平流的配置月冰雹的落区有很好的对应关系, 而降雹区正好位于中高层温度平流强中心和底层暖平流相叠区域。

3.3 动力场特征分析

对8月23日08时垂直速度进行分析, 500hPa图4 (a) 高度上陇东南处在0～5×10-3hPa·s-1的正值区域, 为下沉气流;700hPa图4 (b) 高度上陇东南处在-5×10-3～0×10-3hPa·s-1的负值区域, 为上升沉气流;对流比较明显, 有利于雹暴天气的发生发展。

高空正涡度平流是促使地面低压发展的动力因子, 强雷暴天气往往是有地面中低压发展以及高层辐散加强所引起的[7,8]。在500hPa槽前有正涡度平流, 底层有暖舌, 地面为高温区, 如果高空还有加强的辐散场, 则垂直上升运动便会加强[9]。对8月23日08时涡度进行分析可知, 500hPa图5 (a) 高度上陇东南处在4×10-5～12×10-5s-1的正涡度区域, 表明气流在该层为辐合;700hPa图5 (b) 高度上陇东南处在-8×10-5～0×10-5s-1的负涡度区域, 气流在该层为辐散。高层正涡度平流诱发高层辐散, 抽吸作用使底层辐合产生明显的上升运动, 形成强对流。

对8月23日08时散度进行分析, 500hPa图6 (a) 高度上陇东南处在0～10×10-5s-1的负散度区域, 表明气流在该层为辐合;700hPa图6 (b) 高度上陇东南处在0～10×10-5s-1的涡度区域, 气流在该层为辐散;“抽吸作用”导致上升运动明显。

对强对流冰雹过程的天气尺度动力场诊断分析发现, 8月23日08时动力场表现为:高层辐合、底层辐散, 上升运动明显, 促使不稳定能量的释放。雹暴天气发生、发展的动力条件已经具备。在冰雹天气发生前后动力条件演变迅速, 高低空的动力配置对冰雹的产生较为有利。

4 卫星云图分析

14时卫星云图上图7 (a) , 和高空图上西北地区西北气流相对应的地区为大面积的晴空区, 但在青海湖附近和甘肃南部的交界处, 有大面积的细胞状云团生成, 且有面积区域较小的成核的对流云团生成, 对流云的区域继续东移并发展, 有三个大的对流云单体的云顶亮温较低, 出现红色区域。

16时卫星云图上图7 (b) , 对流进一步加强, 亮温低云的红色区域已经联成片, 并有所南压, 从中间分裂一小块冷空气的前部已经移到陇南北部的礼县、西和一带。

18时卫星云图上图7 (c) , 北部的对流云团已经从强盛转为消亡阶段, 南部的对流云团已经形成一个卵圆型的对流单体, 位于西和一带。

19时卫星云图上图7 (d) , 该云团发展最为旺盛, 强对流天气爆发, 在云核中有冰雹产生, 随着能量的释放, 对流云团减弱消失, 持续不到半小时的强对流天气过程结束。

实况反应:到19时, 西和本站出现了雷雨冰雹天气, 降水量为0.6mm。但区域较小, 和云区的位置对应不太明显。

5 本站层结和稳定度分析

5.1 8月23日08时武都站Tlog-P图分析

K指数是考虑了气层水汽条件的一种不稳定指数。由于K指数中考虑了中低层的水汽条件, 是分析强对流、暴雨的一种较好的热力稳定度指数。这次过程中, K指数值为24度, 表现为不稳定层结特征。而沙氏指数值比较大, 有利用于发生雷阵雨天气, 近地面层和600hPa层附近湿度较好, 800～750hPa层之间为干空气, 500hPa以上湿度较小, 但早晨层结显示没有不稳定能量, 不利于强对流天气的发生。如图8所示。

5.2 0℃层和-20℃层高度分析

一般来说冰雹都发生在0℃层和-20℃层高度适宜的情况下, 以为0℃等温线至-20℃等温线之间的区域主要由过冷水滴、雪花及冰晶组成, 这个区域是冰雹生成的“雹源区” [10,11,12]。利用武都站的高空探测资料, 分析了8月23日08:00的0℃层和-20℃层高度。

0℃层高度维持在600hPa附近, 这样的高度使得对流云可向更高处发展, 使底层的水汽通过强烈的上升运动能够达到该高度, 为冰雹生成提供了丰沛的水汽条件, 且当雹粒增长到足够大而下落时, 不至于因暖层过厚而被融化[11]。从-20℃层高度看, -20℃层明显在400hPa以下, 与0℃层之间的厚度不到3000m。

H0～-20℃表示-20℃层与0℃层之间的垂直温度梯度, △H0～-20℃越小, 表明垂直温度梯度越大, 大气层结越不稳定[13], 有利于产生冰雹, 同时, 雹胚在过冷却水含量丰富的环境中相互碰撞的机会增大, 有利于生成大冰雹。

6 小结

1) 中高纬度环流径向比较大, 高空有冷涡和较强的冷平流是产生强对流冰雹天气的背景条件。高空冷涡是陇南市强对流天气的主要影响系统。

2) 中好空下滑的北方干冷空气叠置在底层暖湿空气上, 造成强不稳定层结, 是产生强对流天气的重要原因, 对流层底层出现的逆温层更是有利于深厚对流活动的产生。高层暖、中层冷、底层暖的三层温度平流为冰雹的发生、发展创造了强的层结不稳定条件, 强的温度差动平流加剧了大气的不稳定度和上升运动。同时还发现, 高低空温度平流中心的配置区域与冰雹落区有很好对应关系。

3) 适宜的0℃层和-20℃层高度有利于雹粒的增长, 0℃层和-20℃层间的厚度愈小时, 大气层结愈不稳定, 愈有利于生成大雹。

4) 地形和局地热力抬升作用, 可以触发不稳定能量, 发展对流天气。

5) 冰雹天气发生历时短, 强度大, 天气尺度小, 从形成、发展、成熟、消亡需要的时间很短, 落区难以判断。发短时临近预报和预警, 加强跟踪服务做好短时预报, 是一种较好应急的措施。

参考文献

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天气过程 篇11

关键词 区域性暴雨；低层辐合切变；物理量

中图分类号：P458.121 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）21--02

陕西省位于我国中部，境内地形地貌复杂，属大陆季风性气候，南北间气候差异明显，春、秋季温度升、降快，夏季炎热多雨，降水量占全年总降水量的39%～64%，主要集中在7-8月，暴雨相对始于4月，集中在6月底-7月初，11月结束，其中关中、陕南出现洪涝较多，是当地主要灾害之一[1]。本文利用常规天气资料、NCEP1°×1°分析资料等，对2013年5月25日陕西区域性暴雨进行分析研究，为做好入汛后强降水预报服务提供参考。

1 降水实况

受冷空气和西南暖湿气流共同影响，2013年5月24夜间-26日，陕西省出现了2013年入汛后最强的一次降水天气过程，强降水主要集中在陕南中东部地区，此次降水也是历年5月较强降水过程之一，全省31个县区降水量超过50 mm，其中杨凌区、周至县、兴平市、武功县4个县（区、市）降水量超过100 mm，分别为101.3、107.7、104.9、130.5 mm。强降水主要集中在24日20：00-25日20：00，强降水区域位于陕南大部和关中地区，关中地区17个国家气象观测站日降雨量突破历年5月降水量记录。

2 天气形势分析

2.1 高空形势

500 hPa上，23日20：00，欧亚大陆环流形势呈纬向型，副热带高压588 dagpm线稳定维持在20°N附近，中纬度地区处于平直气流影响范围内，短波槽活动频繁；内蒙古临河-巴彦诺尔公-甘肃民勤-张掖一线存在西风槽，为东北-西南走向，槽线南北长约5个纬距，青海南部-四川北部-西藏东部之间有一风切变，呈南北走向。24日08：00，西风槽东移，到达陕西中北部与甘肃东南部一带，28～33°N、90～95°E区域内生成东北-西南走向的高原槽，该槽长度大于5个纬距；20：00，西风槽继续东移出陕西，高原槽也出现东移。25日08：00，中纬度环流形势由纬向型转为经向型，环流指数下降，高原槽不断加深，约为10个纬距，其北侧出现辐合，且辐合逐渐加强；14：00，低槽维持不变，低涡辐合区东移北抬约4个纬距，移至陕西中部地区，在这种北涡南槽天气形势影响下，陕西中部地区出现暴雨。26日08：00，中低纬环流为经向环流，低槽向东移动，逐渐移出陕西，低槽南北长度约为20个纬距，陕西强降水天气也随之结束。

24日20：00，700 hPa上，陕西西部至甘肃东南部之间有弱的切变线存在，偏南风和东北风在陕西南部和川北地区交汇，形成辐合区。25日08：00，陕西中南部出现强降水，偏南风快速加强，云南-贵州-四川北部一带出现偏南风急流，风速>12 m/s，建立了大范围的低空水汽通道，大量水汽沿水汽通道向川北至陕南地区输送。同时，陕西省西南部和甘肃省东南部以及四川省北部风场存在中尺度辐合中心，并在此持续维持12 h以上。从850 hPa上可以看出，整个强降水过程中，陕西中南部地区始终处于偏东气流影响范围内。

2.2 地面形势

在25日08：00、14：00地面上，冷锋移动缓慢，贝加尔湖至南疆地区为冷锋主体所处位置，河套到黄土高原中部地区存在热低压，陕西西部为热低压前部气压密集区；而日本海附近存在一冷高压中心，陕西中南部地区处于冷高压后部，冷高压中心不断有冷空气向西部地区扩散，冷、暖空气在陕西中南部交汇，形成区域性暴雨天气过程。

3 物理量分析

3.1 水汽通量散度

24日08：00，陕西中西部至甘肃东南部一带存在一中心值为2×10-7g/（s·cm?·hPa）水汽通量辐散区，四川北部到陕南地区存在中心值为-3×10-7g/（s·cm?·hPa）的水汽辐合区，水汽辐合强度偏弱。25日08：00，陕西关中、陕南地区到四川均处于大片的水汽通量辐合区范围内，辐合中心值为-6×10-7g/（s·cm?·hPa），位于四川中部地区，降水开始；14时，水汽通量辐合区强度增强并北抬至陕南至关中地区南部，辐合中心值达到了-7×10-7g/（s·cm?·hPa）；20：00，水汽辐合区继续东移并北抬，到达陕西东南部地区，该地区出现降水，之后水汽辐合区逐渐移出陕西省，影响陕西省的区域性降水随之停止。

3.2 涡度和散度

25日08：00，108°E附近300～500 hPa上存在一强度较小的正涡度大值区，而500hPa～800 hPa上为负的涡度区，正、负涡度区垂直对峙，这种形势对于深厚对流的发展极为不利。25日14：00，300～800hPa全部转为正涡度区，108～110°E附近500 hPa上为正涡度区大值中心，中心值达到10×10-5/s，正涡度区大值中心持续维持到20时才减弱并东移。

24日20：00以前，108°E上空存在弱的辐合、辐散区，且辐合、辐散区分布散乱；25日08：00，陕西中南部地区上空600 hPa以下中心值为-3×10-5/s的辐合区，600～500 hPa为辐散区，中心值为2×10-5/s且位于500 hPa上，而400～300 hPa为中心值为-3×10-5/s的辐合区，大值中心位于300 hPa上，300 hPa以上高空为辐散区，暴雨发生区域上空呈现辐合-辐散-辐合-辐散的从对流层低层到高层的双层复杂的散度场结构分布；25日14：00，暴雨区上空低层出现了弱的辐散，700～400 hPa全部转为中心值为-6×10-5/s的辐合区，300 hPa以上仍维持较强的辐散，中心值>6×10-5/s，呈现出辐散-辐合-辐散的高、低空配置，这种强烈的低层辐合和高层辐散分布，形成强烈的抽吸作用，为深厚对流的发展提供了有力的动力条件。

4 結语

1）高空低槽和低空急流是形成此次区域性暴雨天气的主要影响系统，而低层辐合切变和地面东路回流冷空气触发了此次暴雨天气的发生发展[2]。

2）在整个暴雨过程中，水汽输送强度不断增强，受其影响，降水强度也逐渐增强，850 hPa水汽通量辐合演变完全对应暴雨强度落区。低层辐合和高层辐散形成强烈的抽吸作用，十分有利于深厚对流的发展。

参考文献

[1]朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理[M].北京：气象出版社，2003：67-638.

[2]杜继稳，侯明全，梁生俊，等.陕西省短期天气预报技术手册[M].北京：气象出版社，2007：72-73.

天气过程 篇12

1 2次寒潮天气实况

过程1, 即2016年1月22—24日, 烟台市北部地区出现中到大雪, 局部大到暴雪, 南部地区小到中雪, 全市平均降雪量为5.2 mm, 其中牟平最大为10.2 mm。主要降水时段出现在23日白天到24日中午。此次寒潮过程降温明显, 23日夜间气温最低, 多地气温创历史新低。其中市区最低气温达-14.5℃, 创1951年建站以来新低;长岛县最低气温达-13.7℃, 创1958年建站以来新低;蓬莱市最低气温-14℃, 海阳市最低气温-14.3℃, 创1981年以来新低;莱州市最低气温-13.6℃, 栖霞市最低气温-16℃, 福山区最低气温-14.2℃, 接近1981年以来极端最低气温。

过程2, 即2016年2月13—14日受强冷空气影响, 全市平均降水量32.2 mm, 北部地区普遍出现了中到大雨转中雪天气, 南部地区出现了中到大雨转雨夹雪天气, 最大降水量43.2 mm, 出现在福山, 全市11个大监站中有8个单日降水量突破历史同期极值, 实属罕见。14日全市最低气温-8.2℃, 出现在栖霞。

通过对比分析可见, 2次寒潮天气过程造成了不同的极端天气事件, 过程1多地最低气温创历史新低, 过程2多地降水量突破同期极值。

2 天气形势分析

2.1 高空形势

过程1, 造成此次寒潮天气过程的中高纬度环流形势为倒Ω流型。从20日8:00 500 h Pa图上 (图1a) 可以看出, 在乌拉尔山和鄂霍次克海附近有暖性高压脊存在, 极涡位于贝加尔湖附近, 且有-48℃冷中心与之相配合, 极涡向西伸出一个东西向槽, 槽前后是偏北风与偏西风的切变。温度脊落后于高度脊, 使得两脊不断经向发展, 并逐渐在极地打通, 使得强冷空气向南堆积。21日20:00 (图1b) 在乌拉尔山附近生成闭合的反气旋环流, 形成极地高压。脊前的偏北气流也随之加强, 不断引导冷空气在贝加尔湖附近的横槽内聚积, 形成一股极寒冷的冷空气。从22日20:00, 随着乌拉尔山高压脊的不断加强并向东伸, 极涡不断南压, 弱的暖平流区移到脊前, 极涡西伸的横槽后部出现暖平流, 横槽前出现冷平流, 预示着横槽将转竖并向南加深, 将引导强冷空气大举南下。

在极涡不断东移南压的过程中, 横槽前的偏西气流中不断有小槽生成并引导冷空气南下, 由于没有明显暖湿气流配合, 所以22日14:00前只是造成了大风和逐渐降温。随着850 h Pa温度的继续下降, 海气温差逐渐加大, 22日20:00 850 h Pa温度达到-20℃, 海气温差达到18℃, 全市开始出现较为明显的冷流降雪 (图1) 。

过程2, 12日8:00 (图2a) , 半岛处在南支槽前的西南暖湿气流中, 贝加尔湖附近有一横槽位于蒙古, 配合-44℃冷中心, 鄂霍次克海附近的暖高脊逐渐加强, 使得横槽在东移过程中受到阻挡转竖影响半岛 (图2b) 。12日8:00 700h Pa (图2c) 有西南急流前端到达鲁南, 850 h Pa (图2d) 鲁西南有较为明显的低层切变, 都给此次寒潮过程带来了丰富的水汽。

2.2 地面形势

过程1, 中心强度为1 060 h Pa的冷高压主体从乌拉尔山附近逐渐东移至贝加尔湖地区, 且范围逐渐扩大。1 035h Pa等压线21日8:00位于内蒙古附近, 到24日8:00已基本覆盖东亚大陆。

过程2, 在江淮地区有气旋生成, 并发展北上, 13日5:00, 气旋入海加强, 中心气压1 006 h Pa, 烟台处于气旋顶部, 受其影响, 全市出现了中到大雨, 随着冷锋的逐渐东移南压, 降水性质逐渐由雨转为雪。

3 降水成因分析

3.1 过程1降水成因分析

高低空没有暖湿气流的配合, 主要考虑为冷流降雪。由于19日已有一次冷空气影响, 使得海面温度较低, 所以22日14:00前850 h Pa虽已降至-14℃, 海面温度为-1.5℃, 但海温差不足以形成冷暖气流扰动产生冷流云。后期随着冷空气不断补充, 850 h Pa温度进一步下降, 温差继续增大, 开始出现冷流降雪。根据之前冷流降雪预报经验, 1月850h Pa温度与海温之差需大于12℃, 可以看出22日14:00前未达到冷流降雪指标。另外, 此次寒潮过程前期风力一直比较小, 也不利于海气热量交换, 同时低涡位置偏东, 造成烟台市实际降水量比预报偏少。

注:a为20日8:00, b为21日20:00, c为22日20:00, d为23日20:00。

注:a为12日8:00 500 h Pa, b为14日8:00 500 h Pa, c为12日8:00 700 h Pa, d为12日8:00 850 h Pa。

3.2 过程2强降水成因分析

高空槽、700 h Pa低空急流和地面气旋的相互配合是此次寒潮天气出现较强降水的原因。南支低槽为降水提供动力条件, 低空急流和气旋提供水汽输送, 使得13日前期全市出现明显降雨。随着冷空气不断南下, 气温降低, 中午开始逐渐转为降雪。因2月渤海海水表面温度低, 海气温差小于20℃, 对冷流降雪不利, 14日烟台北部地区局部出现了微量的冷流降雪, 降水基本结束。

3.2.1 水汽条件。

12日傍晚开始到夜间烟台全市大部分地区出现大雾天气, 从12日20:00和13日8:00的1 000h Pa温度露点差场 (图3a) 可以看出, 烟台地区的温度露点差都在1℃以下, 底层水汽条件充足, 是降水的有利条件。到13日20:00 (图3b) , 烟台地区的温度露点差增大, 对应降水也基本停止。

3.2.2 垂直速度场。

从垂直速度场分析得出, 35°~43°N之间500~700 h Pa层上存在一个较强的垂直上升气流区, 850 h Pa上升气流区偏南。其中700 h Pa在12日20:00烟台上空垂直速度仅为0 h Pa/s, 到13日8:00垂直速度增加到40 h Pa/s, 为降水提供了上升条件。13日20:00上升运动迅速减弱, 降水也逐渐停止。

3.2.3 不稳定能量场。

降水的产生不仅需要充沛的水汽输送, 还需要一定的能量和不稳定条件。θse是表征大气的温湿特征量。通过分析13日8:00的θse场表明, 从地面到500 h Pa高空烟台处于高能舌内, 表明有较深厚的暖湿气流存在, 而暖湿气流中蕴藏着潜在不稳定能量。在鲁西北到辽东半岛是θse密集区的前沿, 这条锋区与地面冷锋相对应。由于锋区的强迫抬升作用, 当地面冷锋移到烟台地区时, 触发了不稳定能量的释放, 使烟台地区附近高能量的暖湿水汽沿锋面上升凝结后在锋区梯度最大区降落, 形成较强降水天气。

4 降温分析

4.1 过程1强降温分析

4.1.1 高空冷空气强度较强且冷中心整体南压影响半岛。乌拉尔山高脊不断加强北伸, 脊前偏北气流引导强冷空气不断向南堆积, 乌拉尔山高脊和鄂霍次克海高脊在极地打通, 使得极涡直接南压引导冷空气南下, 配合的冷中心气温低于-48℃。

4.1.2地面冷高压较强。地面蒙古冷高压中心强度达1 060h Pa, 范围较大, 1 060 h Pa等压线最南到达北纬35°附近。

4.1.3 850 h Pa等高线与等温线相垂直 (图4) , 冷平流较强。半岛北部850 h Pa温度从21日20:00的-13℃降至23日20:00的-27℃, 半岛南部850 h Pa温度从21日20:00的-11℃降至23日20:00的-25℃, 过程降温幅度较大。因此, 此次强降温以平流降温为主。

4.1.4前期基础温度较低。此次寒潮过程影响前期, 冷中心伴随着极涡不断东移南压, 横槽前不断有小槽引导冷空气南下, 已使各地气温不断下降。在23日20:00 500 h Pa-44℃冷中心已位于渤海附近, 半岛850 h Pa温度也降到最低值-26℃左右, 随着横槽转竖携带冷空气主体过境, 使得各地气温进一步下降, 在23日夜间出现此次寒潮影响过程的最低值。

4.2 过程2降温分析

本次过程发生在前期气温偏高的气候背景下。2月上旬, 烟台全市平均温度是-0.6℃, 较常年同期偏高0.5℃。12日全市最低气温, 沿海在3℃左右, 内陆在5℃左右;最高气温, 沿海在10℃左右, 内陆在11℃左右。分析850 h Pa温度平流, 12日烟台受暖平流影响, 13日开始受冷平流影响, 到14日8:00, 荣成站850 h Pa过程降温18℃, 等温线与等高线交角较大, 说明冷平流较强, 烟台所有大监站降温幅度都在8℃以上, 都达到寒潮标准。但前期基础温度较高, 所以最低温度未创新低。

5 结论

(1) 2次寒潮过程均由横槽转竖造成寒潮爆发, 但转竖的时间不同。过程1中随着乌拉尔山高压脊的不断加强并向东伸和鄂霍次克海高脊在极地打通, 迫使极涡不断南压, 故横槽前期一直南压为主, 转竖时间较晚;过程2中鄂霍次克海暖高脊逐渐加强北伸, 使得横槽在东移过程中受到阻挡转竖影响半岛, 转竖时间较早。

(2) 影响系统不同造成2次过程降水量及降水性质有明显差别。过程1中只有单一的强冷空气影响, 无明显暖湿气流配合, 故只形成冷流降雪, 且因1月、2月海水温度较低, 也造成降水量级相比较小;过程2中高空槽、700 h Pa低空急流和地面气旋的较好配合是造成此次寒潮天气多地降水超过同期极值的重要原因, 且前期降水性质为降雨, 后期随着冷空气不断南下影响转为降雪[7]。

(3) 前期气候背景的不同造成2次过程最低气温也有明显差异。过程1前期冷中心伴随着极涡不断东移南压, 横槽前不断有小槽引导冷空气南下, 已使各地气温不断下降。随着横槽转竖携带冷空气主体过境, 使得各地气温进一步下降, 在23日夜间出现多地最低气温打破历史极值;过程2前期受暖平流影响基础气温较高, 所以最低温度未创新低。

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