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2024年7月5日山东菏泽龙卷灾害现场调查与中尺度特征
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作者 曹艳察 郑永光 +3 位作者 周晓敏 王秀明 孟宪贵 张亚妮 《气象》 北大核心 2026年第2期174-189,共16页
2024年7月5日,受高空槽和黄淮气旋共同影响,山东省出现爆发性龙卷事件,在罕有龙卷发生的菏泽市,导致了较为严重的人员伤亡和财产损失。利用现场灾情调查、互联网视频和照片、ERA5再分析数据、双偏振雷达观测等资料,详细分析了菏泽市东... 2024年7月5日,受高空槽和黄淮气旋共同影响,山东省出现爆发性龙卷事件,在罕有龙卷发生的菏泽市,导致了较为严重的人员伤亡和财产损失。利用现场灾情调查、互联网视频和照片、ERA5再分析数据、双偏振雷达观测等资料,详细分析了菏泽市东明县和鄄城县龙卷的发展演变过程、环境条件和中尺度特征。主要结论如下:综合评估,两地龙卷最大强度达强龙卷(相当于EF2~EF3级);其发生在黄淮气旋东北象限距中心约50 km处,具备整层水汽充沛、抬升凝结高度低、对流不稳定能量充足、强风暴相对螺旋度和强垂直风切变等有利于超级单体龙卷的环境特征,地面β中尺度辐合线和合适的冷池强度为龙卷母风暴的触发、发展以及近地面垂直涡度加强提供了有利条件。两地龙卷在同一超级单体母风暴西南—东北移动过程中先后形成,该超级单体强回波质心约为5 km,具备深厚持久的中气旋和垂直倾斜结构特征,龙卷出现在超级单体钩状回波顶端,龙卷发生时段伴随中气旋尺度缩小、气旋性涡旋增强等信号。两地龙卷雷达均探测到龙卷涡旋特征和龙卷碎片特征,最早探测到龙卷涡旋特征的时刻比龙卷发生时间分别提前了15 min和5 min,龙卷发生时段龙卷涡旋特征对应位置的相关系数迅速减小,最低值(0.46)出现时刻对应地面灾害最严重时段,可能是由水凝物粒子和强上升气流携带的大量碎片物质的混合,以及强上升气流造成的信噪比降低共同导致。龙卷消散后,相关系数低值特征仍维持了15 min以上。上述结论可为黄淮气旋龙卷监测和预警业务提供参考依据。 展开更多
关键词 龙卷 现场调查 黄淮气旋 超级单体 龙卷涡旋特征 龙卷碎片特征
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土壤湿度非均匀性对青藏高原一次中尺度对流系统初生过程影响的数值模拟研究
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作者 张荣平 孟宪红 +1 位作者 杨显玉 魏倩 《高原气象》 北大核心 2026年第1期1-16,共16页
为探究土壤湿度非均匀性对青藏高原中尺度对流系统初生过程的影响,本文利用卫星遥感资料、地闪观测资料和再分析资料筛选出2022年8月10日青藏高原上空的一次由孤立对流初生发展而来的中尺度对流系统个例进行观测分析和数值模拟研究。结... 为探究土壤湿度非均匀性对青藏高原中尺度对流系统初生过程的影响,本文利用卫星遥感资料、地闪观测资料和再分析资料筛选出2022年8月10日青藏高原上空的一次由孤立对流初生发展而来的中尺度对流系统个例进行观测分析和数值模拟研究。结果表明:(1)本次中尺度对流系统在弱天气强迫背景下初生于06:00(世界时,下同),发展过程中向东北方向移动并通过合并云团不断增强,在强对流阶段伴随有闪电活动。对流初生位置附近土壤湿度存在显著的西南干、东北湿的空间非均匀分布型。(2)基于中尺度数值模式,模拟了西南侧干区受地表热力强迫作用下形成的地面辐合,及由此产生的上升气流沿土壤湿度梯度方向发展、增强至形成对流初生的时空特征。对流初生发生时刻,初生位置上空低层大气处于干绝热层结状态下,对流有效位能(对流抑制能量)为946.5 J·kg^(-1)(0 J·kg^(-1)),2 m气温在对流初生发生前1 h达到对流温度,此时边界层高度突破自由对流高度,随后对流迅速发展并增强。(3)敏感性试验结果表明,去除土壤湿度非均匀特征后,初生对流强度减弱,位置向西移动,这与土壤湿度非均匀性改变对流初生前大气动热力和水汽条件有关,即土壤湿度非均匀性通过增强地表温度梯度从而间接增强西南侧干区感热通量,进而增强初生前地表上升运动,以及改变风场方向从而增强初生时刻该位置的地表风场和水汽的辐合强度,使得对流发展强度增大。(4)土壤湿度均一状态下,土壤湿度值的增加使地表水汽更充沛、地面风场辐合更强,进而使得水汽辐合强度增加,对流发展增强,同时较高的土壤湿度通过减小地表温度和感热通量抑制了对流初生发生前上升气流的发展强度,使对流发展过程减缓,导致对流初生的出现时间更晚。 展开更多
关键词 青藏高原 土壤湿度 中尺度对流系统 对流初生 数值模拟
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基于Q矢量分解的上海沿岸水域近海北上热带气旋大风成因分析 被引量:1
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作者 管靓 岳彩军 +2 位作者 陆文婧 陈曦 姚瑶 《高原气象》 北大核心 2026年第1期136-147,共12页
基于非地转干Q矢量(Q^(D))分解方法,结合ERA5再分析资料和中国气象局热带气旋最佳路径资料,诊断分析了1981-2022年近海北上热带气旋(Tropical Cyclone,TC)造成上海沿岸水域大风的成因。结果表明:(1)影响风力越大,垂直上升运动越强,强上... 基于非地转干Q矢量(Q^(D))分解方法,结合ERA5再分析资料和中国气象局热带气旋最佳路径资料,诊断分析了1981-2022年近海北上热带气旋(Tropical Cyclone,TC)造成上海沿岸水域大风的成因。结果表明:(1)影响风力越大,垂直上升运动越强,强上升中心高度越低,垂直上升运动层次越厚,TC的影响风力与其环流内的垂直运动关系密切;(2)大风影响期间,Q^(D)矢量散度辐合区的范围和强度与垂直上升运动区对应,垂直上升运动中心与Q^(D)矢量散度辐合中心基本一致,且垂直上升运动越强,Q^(D)矢量散度辐合越强,表明TC大风影响区域内的垂直上升运动与Q^(D)矢量散度辐合场有很好的对应关系;(3)将Q^(D)矢量沿等位温线分解得到Q_(s)^(D)和Q_(n)^(D),分别反映大尺度和中尺度的天气系统信息,结果表明:在大风影响期间,Q_(s)^(D)和Q_(n)^(D)矢量散度辐合强度随影响风力的增大而增强,相同风级的Q_(n)^(D)矢量散度辐合强度均强于Q_(s)^(D)矢量,且影响风力越大,Q_(n)^(D)矢量散度辐合强度与Q_(s)^(D)矢量之间的差异越大,10级风区域可比7级风区域大两个量级,表明中尺度天气系统的强迫作用可能是造成TC大风的主要原因。本研究结果对TC大风的预报有较好的指导意义和业务应用价值。 展开更多
关键词 非地转Q矢量分解 上海沿海 热带气旋大风 成因分析
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华北地区两次暴雨过程低涡结构和发展演变机制对比分析
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作者 胡艺 张夕迪 +2 位作者 黄海波 符娇兰 黄鸿惠 《大气科学》 北大核心 2026年第1期185-200,共16页
本文基于地面常规观测资料和ERA5再分析数据对比分析了2016年7月19~21日(个例1)和2021年7月11~13日(个例2)两次华北低涡强降水过程的低涡垂直结构及其发展演变机制。结果表明:两个低涡系统均在西低东高的相似环流背景下生成,随后沿太行... 本文基于地面常规观测资料和ERA5再分析数据对比分析了2016年7月19~21日(个例1)和2021年7月11~13日(个例2)两次华北低涡强降水过程的低涡垂直结构及其发展演变机制。结果表明:两个低涡系统均在西低东高的相似环流背景下生成,随后沿太行山东麓东移北上并给华北地区带来强降水,个例1高空急流明显强于个例2,这是大尺度环流背景的显著区别。两个低涡的垂直结构存在差异,个例1低涡在垂直方向发展深厚,分别在高层(300 hPa)和低层(850 hPa)存在正涡度中心,低层正涡度中心随低涡的移动强度逐渐减弱,高层正涡度中心强度逐渐增强,且呈现上暖下冷的温度分布,中层400 hPa存在弱暖心结构,其下为冷气团,低涡中心轴线西侧有干冷空气。个例2低涡发展较为浅薄,仅存在低层一个正涡度中心,且始终位于850 hPa附近,对流层中层700~300 hPa之间呈现明显的暖心结构,冷心较强,位于近地面。两个低涡系统的发展均与高空位涡下传、低层暖湿气流的输送有关,但个例1有干冷空气侵入,高低空存在明显锋生和对流不稳定,有利于上升运动的产生和正涡度的增强。个例2对流层整层以暖平流为主,且位涡中心和暖平流中心均位于850 hPa以下,两者近乎重合,产生上升运动,使低涡系统发展。涡度收支分析表明,两个低涡在各演变阶段低涡中心北侧和东侧收支为正,表明低涡有向东、向北移动的趋势,水平散度项和扭转项在发展阶段对两个华北低涡低层涡度增长起到了主要的正贡献,之后平流项和散度项呈显著正贡献,后期个例1垂直输送项在低涡中心及其东侧为正贡献,而个例2垂直输送项始终为负贡献。 展开更多
关键词 低涡 垂直结构 发展机制 涡度收支方程 对比分析
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一次锋前暖区强对流的触发及双偏振雷达特征分析
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作者 林确略 黄小燕 +3 位作者 陆秋霖 张容菁 林宝亭 李秀昌 《热带气象学报》 北大核心 2026年第2期290-304,共15页
利用SA波段双偏振雷达、FY-2G黑体亮温、地面加密观测、常规观测及ERA5再分析资料,使用天气学诊断和系统风分离推算海风贡献的方法对2023年“3.23”锋前暖区强对流的触发及双偏振雷达特征进行了分析。结果表明:(1)在暖区对流生成前,即... 利用SA波段双偏振雷达、FY-2G黑体亮温、地面加密观测、常规观测及ERA5再分析资料,使用天气学诊断和系统风分离推算海风贡献的方法对2023年“3.23”锋前暖区强对流的触发及双偏振雷达特征进行了分析。结果表明:(1)在暖区对流生成前,即使环境条件很好,但预报员没有分析出暖区中的抬升触发条件而漏报;(2)在暖低压发展、低层暖平流强迫背景下,午后锋前暖区里的中尺度辐合加强,且出现西南干暖气流与向岸湿冷气流的汇合;通过系统风分离推算海风贡献,证实了午后南宁受到海风影响,海风加强深入至内陆约100 km,带来水汽和浅薄冷平流,与低层中尺度辐合共同作用触发了对流。(3)强单体A、B的三体散射长钉TBSS伸出前均出现明显的前兆特征,即回波呈“短钉”状,反射率因子较强(Zh,45~65 dBZ)、对应小的差分反射率因子(ZDR,0 dB左右)、小的相关系数(CC,0.9~0.95),起始位置Zh较弱(10~25 dBZ)、ZDR很大(6~7 dB)、CC小且嘈杂(0.6~0.9)、KDP≈0°·km^(-1)或缺值,且中末端的弱回波尚未伸展。TBSS特征表现为反射率因子核(即冰雹核)极强(Zh在65~71 dBZ之间dBZ,CC小、ZDR为负值、KDP空洞),其径向前方伸出较长且呈“火焰”状的弱回波、对应的相关系数CC和径向速度V均较小且嘈杂、ZDR呈现“先大后小”特征。成熟阶段的强单体B呈现悬垂、有界弱回波区以及双涡旋结构等超级单体雹暴云结构。(4)Zh、ZDR、CC等偏振参量联合使用提供了更确切识别三体散射及发现三体散射前兆特征的信号,有利冰雹的早期预警。 展开更多
关键词 锋前暖区 强对流 海陆风环流 超级单体风暴 三体散射
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甘肃省春季三次东风型沙尘天气的形成机制及传输特征对比研究
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作者 李文静 梁小刚 +3 位作者 苟尚 程蓉 马莉 秦豪君 《高原气象》 北大核心 2026年第3期782-797,共16页
在“西北暖湿化”的背景下,甘肃省沙尘天气呈现出显著的区域性特征,东风型沙尘天气的形成机制及传输特征研究相对缺乏。本文基于常规气象观测资料、ERA5再分析资料及卫星遥感资料,并利用GDAS气象数据驱动HYSPLIT后向轨迹模式进行模拟,... 在“西北暖湿化”的背景下,甘肃省沙尘天气呈现出显著的区域性特征,东风型沙尘天气的形成机制及传输特征研究相对缺乏。本文基于常规气象观测资料、ERA5再分析资料及卫星遥感资料,并利用GDAS气象数据驱动HYSPLIT后向轨迹模式进行模拟,对比分析了甘肃省春季三次区域性东风型沙尘天气的气候背景、环流形势、热动力物理量特征及传输特征。研究表明:(1)东风型沙尘气候背景与西风型沙尘无显著差异;扬沙发生前气温较历史同期偏高约2℃,沙尘暴偏高4~6℃,且降水距平百分率较历史同期偏少五成及以上的地区更易出现沙尘天气。(2)与西风型沙尘“西高东低”环流形势及锋区动量下传机制不同,东风型沙尘的形成与500 hPa高空槽偏北、地面“北高南低”(冷高压与南疆或青海东部热低压配合)的形势密切相关,冷锋位置偏北,系统东移时冷锋底部掠过甘肃北部,受冷锋后部及冷高压底部偏东大风影响,从而引发沙尘。(3)在热动力物理量特征方面,东风型沙尘与850 hPa上小于-4×10^(-5)K·s^(-1)的冷平流、700 hPa以下大于0.4 Pa·s^(-1)的正垂直速度区及中低层大于100 m^(2)·s^(-2)的正水平螺旋度区有较好的对应关系,与前人所得西风型沙尘天气对应负垂直速度区、负水平螺旋度区的研究成果存在差异。(4)沙源传输方面,东风型沙尘以外源输送为主,其中扬沙天气的远距离沙源贡献大于周边沙源,沙尘暴天气则主要依赖本地荒漠及附近沙漠(如巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠)的起沙。 展开更多
关键词 甘肃省 东风型沙尘 形成机制 传输特征
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基于极端梯度提升回归模型的日间边界层湍流耗散率估计
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作者 郑昊 周博闻 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期236-248,共13页
大气中的湍流耗散是指湍动能受分子黏性作用转化为热能的过程.湍流耗散率是量化湍流强度、混合和输运特性的关键参数,也是航空安全、风能发电等工程应用的重要指标.无线电探空是大气风、温、湿垂直观测的常用手段,但因湍流耗散发生在大... 大气中的湍流耗散是指湍动能受分子黏性作用转化为热能的过程.湍流耗散率是量化湍流强度、混合和输运特性的关键参数,也是航空安全、风能发电等工程应用的重要指标.无线电探空是大气风、温、湿垂直观测的常用手段,但因湍流耗散发生在大气的最小连续性尺度(毫米和毫秒级),探空无法提供耗散率观测.为了突破这一限制,丰富湍流耗散率的垂直廓线观测,采用深度学习方法,基于大涡模拟获得的日间对流边界层高分辨率数据,训练XGBRegressor模型,以风、温、压等关键气象要素的垂直廓线及其垂直梯度为输入,诊断耗散率的垂直廓线,研究了该算法在特征提取和泛化能力方面的表现.结果表明,所提出的模型具有良好的诊断效果,优于传统的Thorpe耗散率诊断方法,且在不同的垂直分辨率数据集中表现出泛化能力.模型为依据探空廓线观测诊断湍流耗散率提供新的途径,也为数值模式中湍流耗散率的参数化提供新的机器学习思路. 展开更多
关键词 湍流动能耗散率 探空廓线 深度学习
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2024年“4·27”广州致灾超级单体强龙卷风过程研究
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作者 曾琳 张羽 +4 位作者 陈炳洪 刘显通 谢宸浩 刘子杰 高铭祥 《热带气象学报》 北大核心 2026年第1期53-68,共16页
利用广州不同波段双极化天气雷达及风廓线雷达等新型观测资料,研究分析2024年4月27日广州白云超级单体强龙卷的环境潜势及风暴结构特征。此次龙卷出现在西太平洋副热带高压及高原南侧西南风持续偏强的背景下,当日大气呈上干下湿的“喇... 利用广州不同波段双极化天气雷达及风廓线雷达等新型观测资料,研究分析2024年4月27日广州白云超级单体强龙卷的环境潜势及风暴结构特征。此次龙卷出现在西太平洋副热带高压及高原南侧西南风持续偏强的背景下,当日大气呈上干下湿的“喇叭状”层结,早上抬升凝结高度(LCL)很低约180 m,能量充沛(对流有效位能(CAPE)均值约为2500 J·kg^(-1)),对流抑制(CIN)为0,0~3 km平均垂直风切变较大(17 m·s^(-1)),具备利于强龙卷发生发展的能量和动力条件。造成此次龙卷的超级单体风暴发展时间长且反复多次增强,龙卷出现在两个峰值之间的相对低值时段,预报预警难度大。龙卷母体风暴的钩状回波和中气旋特征并具有“下降式”发展特征,受地面摩擦影响小,风暴发展更充分;母体风暴下沉气流形成冷池,最强冷池中心温度低至22℃,范围约30 km,冷池前侧与暖湿气流辐合处形成阵风锋,加强风暴底层的辐合抬升,使得中气旋到达地面后更加剧烈;龙卷发生前中气旋垂直涡度为0.026 s^(-1),龙卷涡旋特征(TVS)垂直涡度为0.46 s^(-1)。此外,XPAR-D较CINRAD/SA-D捕捉到了清晰的TVS、龙卷碎片特征(TDS)等龙卷特征,以及低仰角钩状回波的精细演变过程,在实际业务中形成优势互补,能够更好地刻画局地强对流云团的发生发展,为短临预报预警提供重要的技术支撑。 展开更多
关键词 广州 强龙卷 超级单体 双极化天气雷达
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利用探空观测评估北半球卫星及再分析对流层臭氧数据 被引量:3
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作者 杨景怡 田文寿 +2 位作者 雒佳丽 段佳康 何昕 《高原气象》 北大核心 2025年第1期95-109,共15页
对流层臭氧是一种污染气体,也是重要的温室气体,它可以影响人类健康、严重危害生态环境。本研究利用WOUDC(The World Ozone and Ultraviolet Radiation Data Centre)发布的臭氧探空观测数据,评估了2007-2018年北半球地区GOME-2A(Global ... 对流层臭氧是一种污染气体,也是重要的温室气体,它可以影响人类健康、严重危害生态环境。本研究利用WOUDC(The World Ozone and Ultraviolet Radiation Data Centre)发布的臭氧探空观测数据,评估了2007-2018年北半球地区GOME-2A(Global Ozone Monitoring Experiment 2 aboard METOP-A)、OMI(Ozone Monitoring Instrument)卫星的对流层臭氧柱含量产品以及TCR-2(Updated Tropospheric Chemistry Reanalysis)再分析对流层臭氧产品。分析结果表明,在赤道美洲地区、亚热带地区、欧洲西部和加拿大地区,GOME-2A与探空观测之间的相关系数最高可达0.56,相对偏差百分比绝对值不超过15%;在加拿大地区、美国东部地区和欧洲西部地区,OMI与探空观测之间的相关系数为0.65~0.72,标准化的均方根误差为0.47~0.56;就整个北半球区域而言,TCR-2对流层臭氧柱含量与探空观测之间的相关系数为0.41~0.95,标准化的均方根误差为0.18~0.48,优于其他两种卫星资料。此外,进一步探讨对流层臭氧柱含量趋势结果发现,TCR-2对流层臭氧柱含量变化趋势与探空观测结果较为一致。利用评估后的数据进一步分析发现,在赤道美洲地区、欧洲西部地区和中国地区对流层臭氧柱含量增加,而近年来在北极地区、加拿大地区和美国东部地区对流层臭氧柱含量减少。 展开更多
关键词 对流层臭氧 对流层臭氧柱含量 资料评估 北半球
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东北亚地区冷涡活动特征及其影响期间我国东北暖季降水分布 被引量:2
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作者 黄丽君 崔晓鹏 陈力强 《大气科学》 北大核心 2025年第2期325-336,共12页
本文客观识别和追踪了2000~2019年东北亚地区持续时间为[6 h,24 h)和[24 h,48 h)以及≥48 h(传统东北冷涡)的3730次冷涡过程,分析了不同持续时间冷涡时空分布、强度和尺度特征的差异及其影响期间我国东北暖季降水分布。结果表明:(1)持... 本文客观识别和追踪了2000~2019年东北亚地区持续时间为[6 h,24 h)和[24 h,48 h)以及≥48 h(传统东北冷涡)的3730次冷涡过程,分析了不同持续时间冷涡时空分布、强度和尺度特征的差异及其影响期间我国东北暖季降水分布。结果表明:(1)持续时间为[6 h,24 h)的冷涡发生频次最多(占比约60%),传统东北冷涡频次最少(占比约15%)。(2)冷涡存在明显的年际和月际变化,其更易出现在暖季5~8月,但不同持续时间冷涡频数峰值月份不同。(3)持续时间为[6 h,24 h)、[24 h,48 h)和≥48 h的冷涡中心活动主要高频区分别出现在识别区域东北角、东北象限和中部;冷涡中心初现时刻位置主要位于45°~55°N的识别区域西边界附近,另外,持续时间为[6 h,24 h)和[24 h,48 h)的冷涡中心初现时刻位置在识别区域东北象限(中北部)亦存在高频区;冷涡中心在分析区域内的最后出现时刻较多位于40°N以北的分析区域东边界附近。(4)冷涡持续时间越长,强度越强、半径越大;冷季冷涡强度和半径大于暖季。(5)东北暖季,冷涡背景下总降水量和短时强降水量占比均值均超过60%,后者更大,冷涡持续时间越长,上述占比相对越大;不同持续时间冷涡影响期间,总降水量/短时强降水量占比空间分布存在明显差异。 展开更多
关键词 冷涡 不同持续时间 降水 暖季 东北 东北亚地区
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强对流天气客观临近预报技术进展和展望 被引量:8
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作者 周康辉 郑永光 +4 位作者 杨波 盛杰 张小雯 田付友 唐文苑 《气象学报》 北大核心 2025年第3期798-812,共15页
总结了强对流天气监测和临近预报技术以及临近预报系统进展,重点回顾了综合多源资料应用深度学习方法的监测和临近预报技术进展,指出了面临的挑战和未来展望。近年来,基于双偏振天气雷达、静止气象卫星等多源观测资料,利用结构特征识别... 总结了强对流天气监测和临近预报技术以及临近预报系统进展,重点回顾了综合多源资料应用深度学习方法的监测和临近预报技术进展,指出了面临的挑战和未来展望。近年来,基于双偏振天气雷达、静止气象卫星等多源观测资料,利用结构特征识别统计、模糊逻辑、深度学习等技术的强对流天气类型和强度、对流初生、对流风暴单体的识别追踪等监测能力进一步提升。应用深度学习和深度生成模型的技术方法显著提升了强对流天气临近预报的准确率和预报时效。中国气象局SWAN 3.0系统性能显著提升,得到广泛业务应用。未来,需要充分利用百米级精细观测和数值预报资料,加深强对流天气γ中尺度和小尺度等机理的认识,综合应用机理规律和深度学习等多种技术方法,发展临近预报大模型,持续提升分类型、分强度的强对流天气精密监测和精准临近预警技术水平,充分发挥预报员的复杂智慧综合研判作用和提升对极端强天气的预报能力等。 展开更多
关键词 强对流 多源 监测 临近预报 深度学习
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惠州前汛期暖区暴雨环流分型及其环境参量统计分析 被引量:1
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作者 付智龙 姜帅 +5 位作者 李国平 陈芳丽 黄楚贤 骆蓉 张秋明 梁惠龙 《气象》 北大核心 2025年第4期473-483,共11页
利用自动气象站雨量资料、ERA5再分析数据对2003—2022年4—6月惠州前汛期暖区暴雨个例进行挑选和环流分型,对比分析了不同类型暖区暴雨发生时的平均环流场和环境场特征。得到以下主要结果:2003—2022年惠州前汛期共发生48次暖区暴雨,... 利用自动气象站雨量资料、ERA5再分析数据对2003—2022年4—6月惠州前汛期暖区暴雨个例进行挑选和环流分型,对比分析了不同类型暖区暴雨发生时的平均环流场和环境场特征。得到以下主要结果:2003—2022年惠州前汛期共发生48次暖区暴雨,可以分为切变型(第一类)、短波槽+低空急流型(第二类)和副热带高压外围+低空急流入口型(第三类)。进一步对比各类暖区暴雨的平均环流场发现,在500 hPa上除第二类暴雨受到短波槽影响外,其余两类暴雨惠州地区都处于西风气流、副热带高压外围西南气流的控制之下;在低层,第二、三类暴雨惠州附近都出现了双低空急流(西南低空急流和边界层低空急流),而第一类暴雨只在925 hPa珠江口以南出现了边界层低空急流。环境场特征分析表明,ERA5再分析资料计算的环境参量具有一定的可信度和适用性,第二、三类暴雨整体上水汽和能量条件优于第一类暴雨,但对于动力条件而言,第一类暴雨的垂直风切变则明显高于第二、三类暴雨,同时第一类暴雨的静力不稳定度也要高于其余两类暴雨。 展开更多
关键词 暖区暴雨 环流型 环境参量 双低空急流
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二级地形触发的东移中尺度对流系统影响下游降水的典型个例 被引量:1
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作者 杨如意 张元春 +2 位作者 孙建华 慕建利 于廷照 《大气科学》 北大核心 2025年第3期767-784,共18页
本文针对发生在2016年6月29日至7月1日的一次典型二级地形中尺度对流系统(mesoscale convective system,MCS)东移与高原东移对流合并影响下游对流系统个例开展数值模拟研究。本次过程导致长江中游至江淮流域地区出现了一次范围较大的强... 本文针对发生在2016年6月29日至7月1日的一次典型二级地形中尺度对流系统(mesoscale convective system,MCS)东移与高原东移对流合并影响下游对流系统个例开展数值模拟研究。本次过程导致长江中游至江淮流域地区出现了一次范围较大的强降水过程。高分辨率的数值模拟清楚地再现了二级地形对流东移与高原东移对流合并发展影响下游对流系统的发展过程,较好地刻画出长江中下游地区降水的时空分布特征。此次对流发展过程主要经历形成、移出、合并和减弱阶段。在形成阶段,由于西南低涡东北的气旋式扰动,二级地形MCS于夜间在西部山地地区形成,至次日凌晨东移到二级地形东部边界并且增强发展。发展加强后的二级地形MCS逐渐移出地形之后下游已有零散对流(高原东部对流东移至二级地形东部所致)在午后逐渐组织起来,受到夜间增强的低空急流影响,与二级地形东移对流合并发展。合并后的MCS东移并发展,推动上升运动增强,从而低层辐合增强,对流层低层诱发中尺度涡旋,涡旋和对流共同发展,引发长江中下游地区强降水。 展开更多
关键词 二级地形 东移中尺度对流系统 影响机理 数值模拟
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0427广州强龙卷超级单体雹暴结构与闪电特征 被引量:3
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作者 王晨曦 郑栋 +3 位作者 张义军 张阳 殷启元 汤欢 《应用气象学报》 北大核心 2025年第5期618-629,共12页
利用闪电定位和双偏振多普勒天气雷达数据,分析2024年4月27日(简称0427)广东产生强龙卷和10 cm冰雹的超级单体。结果表明:超级单体内中气旋持续时间长达4.5 h,强龙卷触地前中气旋高度降低、尺度缩小。总闪频次达到16067次,以云闪为主(92... 利用闪电定位和双偏振多普勒天气雷达数据,分析2024年4月27日(简称0427)广东产生强龙卷和10 cm冰雹的超级单体。结果表明:超级单体内中气旋持续时间长达4.5 h,强龙卷触地前中气旋高度降低、尺度缩小。总闪频次达到16067次,以云闪为主(92.30%),与融化层之上的霰粒子体积密切相关(相关系数为0.85,达到0.05显著性水平),霰粒子体积超前于总闪频次变化。强龙卷发生前,正地闪比例高(51.73%),闪电辐射源高密度区底部快速向下发展,自4.2 km高度下降至2 km高度。强龙卷发生时,对应中气旋位置出现闪电洞,闪电通道穿越密度大于20 km^(-2)区域,位于闪电洞的北侧。强龙卷发生后,超级单体内上升气流再次增强,冰相粒子体积增加,闪电活动较之前更为活跃,闪电辐射源高密度区顶部整体升高约1 km。降雹时-25℃温度层冰雹聚集区内闪电凸壳面积和闪电通道穿越密度较小,冰雹落地位置位于-25℃温度层冰雹聚集区和闪电活跃区域的西侧。 展开更多
关键词 超级单体 闪电活动 闪电洞 闪电尺度
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华北平原一次大气涌及其对夜间对流的影响 被引量:1
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作者 姚安琪 陈起英 华维 《应用气象学报》 北大核心 2025年第2期178-189,共12页
大气涌(一种特殊的大振幅重力波)已被证明对夜间中尺度对流系统的触发和维持具有重要作用。为探究大气涌对华北平原夜间对流的潜在作用,深入了解大气涌的产生及影响机制,对2022年6月17—18日一次起源于太行山北部并向东传播至华北平原... 大气涌(一种特殊的大振幅重力波)已被证明对夜间中尺度对流系统的触发和维持具有重要作用。为探究大气涌对华北平原夜间对流的潜在作用,深入了解大气涌的产生及影响机制,对2022年6月17—18日一次起源于太行山北部并向东传播至华北平原东部的对流过程进行观测分析,并使用CMA-MESO业务模式(水平分辨率为1km)进行数值模拟和诊断。结果表明:对流产生的密度流侵入夜间稳定边界层触发大气涌。根据线性波理论,由稳定度项和风速曲率项共同定义的斯科勒参数表征了大气对重力波的捕获能力。研究过程中,夜间低空急流产生的垂直切变使斯科勒参数在500~1100m高度范围内随高度递减,这一变化表明该高度层形成有利于大气涌能量集中和水平传播的波导结构,有利于大气涌的维持和传播,使其持续约3h。大气涌经过后,夜间大气稳定度降低,对流有效位能约增加270J·kg^(-1),对流抑制能量约降低100J·kg^(-1)。大气涌比对流系统的传播速度更快,通过垂直抬升减弱逆温覆盖,将底层水汽向上输送,触发了新的对流单体,新对流单体与原对流系统合并,使此次夜间对流增强并维持。 展开更多
关键词 华北平原 夜间对流 大气涌 CMA-MESO
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龙卷发生环境与机理及灾情调查研究进展 被引量:2
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作者 郑永光 曹艳察 周晓敏 《气象学报》 北大核心 2025年第4期990-1006,共17页
龙卷致灾性强、社会关注度高。文中回顾了龙卷机理研究、强度等级和灾害现场调查技术进展,给出了龙卷涡旋形成机制、现场调查需要注意的方面和强度估计存在的难点等,对未来进行了展望。通常认为中气旋龙卷的有利环境条件已非常明确,但... 龙卷致灾性强、社会关注度高。文中回顾了龙卷机理研究、强度等级和灾害现场调查技术进展,给出了龙卷涡旋形成机制、现场调查需要注意的方面和强度估计存在的难点等,对未来进行了展望。通常认为中气旋龙卷的有利环境条件已非常明确,但不同环流背景下并不尽然,如冷涡背景下的大气低层湿度条件必要性、台风龙卷的对流有效位能作用等,以及龙卷爆发事件同一般龙卷事件的环境条件是否存在差异还有待深入研究。中气旋龙卷形成的关键是低层中气旋的形成,近地表涡旋小块的产生、组织和增强以及地表摩擦作用使得涡旋发展为具有涡旋边界层和拐角流区域的龙卷。地势分布对龙卷影响非常复杂;通常龙卷上坡会减弱、下坡会加强。不同龙卷的消亡机制可能不同。F等级、EF等级和T等级为常用的龙卷强度等级,目前得到广泛应用的是EF等级,中国国家标准的龙卷风强度等级与EF等级有明确对应关系。中国的风灾现场调查技术方法已发展较为成熟,获得了大量龙卷灾害调查数据;但综合应用多源精细遥感资料的龙卷灾害评估技术还有待进一步发展。龙卷的致灾机制非常复杂,强度估计有很大的不确定性。龙卷观测、现场调查、机理研究和预报、预警能力的精细度需要持续提升。 展开更多
关键词 龙卷 环境条件 涡度 机理 消亡 现场调查
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非典型对流台风快速增强机制:地表潜热通量作用 被引量:1
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作者 沈上骐 黄绮君 葛旭阳 《大气科学》 北大核心 2025年第3期752-766,共15页
利用再分析资料和红外云图普查西北太平洋具有非典型对流分布特征(对流集中于逆切变一侧)的快速增强(RI)台风个例。通过与具有典型对流分布(对流集中于顺切变一侧)的缓慢变化个例(noRI)对比分析后发现,RI组在风切方向左侧拥有更强的地... 利用再分析资料和红外云图普查西北太平洋具有非典型对流分布特征(对流集中于逆切变一侧)的快速增强(RI)台风个例。通过与具有典型对流分布(对流集中于顺切变一侧)的缓慢变化个例(noRI)对比分析后发现,RI组在风切方向左侧拥有更强的地表潜热通量高值中心。为进一步探讨可能机制,本文选取非典型对流台风利奇马进行敏感性数值试验。诊断结果表明,风切方向左侧较高的地表潜热通量有利于建立该地区对流不稳定。同时,地表潜热通量会通过“边界层熵恢复”机制削弱“通风效应”作用。在高层东风切变下,当对流从顺切变一侧移动至逆切变一侧,对流活动在高地表潜热区域可以得到增强,从而激发出强的上层出流通道;而出流通道的建立(出流阻挡机制)可以抵抗环境东风流,从而削弱垂直风切强度,帮助台风恢复直立发展。 展开更多
关键词 热带气旋 快速增强 高层切变 出流 地表潜热通量
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强龙卷超级单体与非龙卷超级单体的双偏振雷达回波特征对比
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作者 费海燕 王秀明 +1 位作者 俞小鼎 管理 《气象》 北大核心 2025年第11期1559-1570,共12页
超级单体风暴产生的强龙卷致灾严重,预警难度大,有必要增加对超级单体精细回波结构的认识。基于具有双偏振功能的S波段多普勒天气雷达观测资料,选取9个强龙卷超级单体和9个非龙卷超级单体,对比分析强龙卷和强风发生前的回波特征,结果表... 超级单体风暴产生的强龙卷致灾严重,预警难度大,有必要增加对超级单体精细回波结构的认识。基于具有双偏振功能的S波段多普勒天气雷达观测资料,选取9个强龙卷超级单体和9个非龙卷超级单体,对比分析强龙卷和强风发生前的回波特征,结果表明二者存在显著差异:强龙卷超级单体的差分反射率因子(Z_(DR))弧向钩状回波处延伸,中低层雹区面积小于非龙卷超级单体;强龙卷超级单体低层差分传播相移率(K_(DP))足质心和Z_(DR)弧质心之间的分离距离平均值比非龙卷超级单体更大;强龙卷超级单体低层中气旋显著偏强,且龙卷发生前24 min和6 min中层中气旋维持在较低的高度(平均值分别为4.2 km和3.1 km)。上述差异还需要更多个例来进一步确认,以便为深入研究超级单体回波结构特征与龙卷形成机理之间的关系提供更多依据。 展开更多
关键词 强龙卷超级单体 Z_(DR)弧 K_(DP)足 中气旋
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地形重力波拖曳对四川盆地一次低温过程的影响机理研究
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作者 季玉枝 艾真珍 +1 位作者 衡志炜 徐昕 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期353-362,共10页
受高空槽和强冷空气影响,2023年4月20日至22日四川省及其周围地区出现明显强降温天气.为了探究地形重力波拖曳作用对复杂地形区低温天气的影响机理,利用再分析资料,结合西南区域业务模式开展地形重力波参数化敏感性试验.分析模拟结果发... 受高空槽和强冷空气影响,2023年4月20日至22日四川省及其周围地区出现明显强降温天气.为了探究地形重力波拖曳作用对复杂地形区低温天气的影响机理,利用再分析资料,结合西南区域业务模式开展地形重力波参数化敏感性试验.分析模拟结果发现,地形重力波拖曳(GWD)试验可有效改善控制试验在川西高原中部及四川盆地的温度模拟暖偏差.为了探究暖偏差改善的原因,分析500 hPa风场,发现地形重力波拖曳使青藏高原中部风速减弱,高原南坡西风绕流增强,从而使位于青藏高原东南坡的川西地区风速增强.基于Barnes滤波的尺度分离结果显示,大尺度风场的变化是模拟风场变化的主要原因,地形重力波拖曳试验中高原南坡西南风速的增加使冷平流增强,是川西高原暖偏差改善的主要原因,而四川盆地暖偏差改善是由850 hPa盆地东南部暖平流减弱导致的. 展开更多
关键词 复杂地形 地形重力波拖曳 低温 西南区域业务模式
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2020年“6·26”四川冕宁暴雨降水物理过程模拟诊断研究
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作者 齐铎 崔晓鹏 +2 位作者 邹强利 姜柔伊 高华 《大气科学》 北大核心 2025年第1期211-228,共18页
利用WRF模式,借助三维降水诊断方程和降水效率定义,针对2020年6月26日四川冕宁一次突发性暴雨过程开展高分辨率数值模拟诊断研究,从不同强度降水的垂直动力结构、水凝物分布及各种宏微观过程对降水的贡献等角度进行对比分析,进一步揭示... 利用WRF模式,借助三维降水诊断方程和降水效率定义,针对2020年6月26日四川冕宁一次突发性暴雨过程开展高分辨率数值模拟诊断研究,从不同强度降水的垂直动力结构、水凝物分布及各种宏微观过程对降水的贡献等角度进行对比分析,进一步揭示复杂地形区强降水过程中与水物质(水汽和各种水凝物)相关的宏微观特征。结果表明,此次冕宁暴雨过程可分为两个阶段:第一阶段(6月26日18:00~22:00;北京时,下同),强降水区上升运动强度最大,在水汽辐合达最强的同时,促使较弱降水区的液相水凝物向强降水区辐合,强降水区收集的丰富液相水凝物一部分转化为冰相水凝物供应云系增长(此时>35 dBZ的对流性回波伸展高度最高),另一部分转化为强降水降至地面,造成第一阶段的强降水发生;第二阶段(26日23:00至27日01:00),强降水区的局地上升运动有所减弱,导致强降水区液相水凝物辐合减弱,但仍保持强烈的水汽辐合,上升运动极值中心有所降低,有助于云、雨滴碰并和水汽凝结等过程发生,上升运动呈现双极值分布,回波强度在垂直方向表现为强—弱—强的结构,高层云中的冰相粒子对低层云系具有一定播撒效应,有助于液相水凝物高效转化为强降水。不同降水强度间的降水效率差异显著,变化范围为5%~70%,越大的降水效率对应越强的地面降水。 展开更多
关键词 四川暴雨 高分辨率数值模拟 三维降水诊断方程 降水效率
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