天津一次夜间极端短时强降水的中尺度特征及成因探究 被引量：1

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作者 王莹 王艳春 +2 位作者 易笑园 孙晓磊 吴洋 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第12期1451-1466,共16页

为研究天津夜间极端短时强降水的中尺度特征及成因,利用加密自动气象站资料、分钟降水资料、多普勒天气雷达资料、风廓线资料及ERA5再分析资料,对2022年7月3日夜间发生在天津的一次极端短时强降水进行了分析。结果表明:此次强降水发生在... 为研究天津夜间极端短时强降水的中尺度特征及成因,利用加密自动气象站资料、分钟降水资料、多普勒天气雷达资料、风廓线资料及ERA5再分析资料,对2022年7月3日夜间发生在天津的一次极端短时强降水进行了分析。结果表明:此次强降水发生在500 hPa无明显低值天气系统、低层也无天气尺度低空急流背景下,主要由中小尺度天气系统强迫造成,具有明显的局地性、突发性、极端性。造成降水的β中尺度对流系统以组织性较高的多单体风暴形式呈现,其由零散回波组织合并形成,呈现出大陆强对流型回波特征。高温高湿环境下,边界层暖式切变线的增强与地面中尺度辐合线相配合,加之中层干冷空气入侵导致不稳定性增强,对流得以触发。初始对流形成的冷池与环境风构成清晰且不规则的出流边界,冷池强迫作用导致出流边界前侧有γ中尺度涡旋形成。夜间边界层惯性振荡导致的非地转风顺转以及逐渐形成的逆温层结,促使来自海上的东南暖湿气流不断加强为边界层急流,并造成0.1~2.5 km垂直风切变相应增大,低层风切变与逐渐增强的冷池之间相互作用并达到短暂平衡,因而使得出流边界前侧涡旋不断增强并自下而上发展,与涡旋相伴随的强动力辐合直接导致分钟级雨强快速增长并持续数分钟,最终导致了极端短时强降水的出现。研究结果为预测华北地区夜间局地短时强降水并探索其发生发展机制提供了一定的参考依据。 展开更多

关键词 极端短时强降水 边界层急流 对流冷池 垂直风切变 γ中尺度涡旋

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湖北省极端短时强降水MCS类型及特征分析 被引量：28

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作者 王珏 张家国 +6 位作者 吴涛 钟敏 王珊珊 周金莲 黄小彦 韩芳蓉 王孝慈 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第7期931-944,共14页

重点利用新一代天气雷达、常规探空和地面中尺度观测等资料,在详细分析湖北省2008-2015年62例极端短时强降水中尺度对流系统演变过程的雷达回波特征基础上,研究归纳了湖北省6类极端短时强降水MCS模态,其中包括4类线状(尾随层状云、平行... 重点利用新一代天气雷达、常规探空和地面中尺度观测等资料,在详细分析湖北省2008-2015年62例极端短时强降水中尺度对流系统演变过程的雷达回波特征基础上,研究归纳了湖北省6类极端短时强降水MCS模态,其中包括4类线状(尾随层状云、平行层状云、后向扩建类、邻近层状云类)和2类非线状(涡旋状类和层状云环绕类)MCS模态。初步研究表明:(1)4类线状MCS的模态和环境风相对对流线分量的垂直分布与早期的研究结果基本一致。(2)非线状的涡旋状类MCS模态典型特征是大范围层状云降水包裹着螺旋式涡旋对流回波带,多形成于西南涡前切变线附近,主要与西南涡前鄂西山地平原过渡带边界层中尺度涡旋系统的触发和组织有关。(3)湖北省后向扩建类MCS常出现在山脉迎风坡一侧,与中尺度地形对冷池的阻挡、冷池对MCS的组织作用等有关。(4)涡旋状MCS持续时间较长、范围较大,而层状云环绕类MCS维持时间较短。 展开更多

关键词 极端短时强降水 MCS模态 雷达回波特征 冷池

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基于加密自动气象观测站和国家气象观测站的山东省极端短时强降水时空分布特征的对比分析 被引量：32

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作者 侯淑梅 孙敬文 +3 位作者 孙鹏程 谷山青 邱粲 刘程 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第2期200-211,共12页

利用2008—2017年4—10月山东省加密自动气象观测站(简称全部站)和国家气象观测站(简称国家站)逐小时1 mm以上降水量资料,通过对比分析,探究不同分辨率数据对极端短时强降水时空分布特征的刻画效果。结果表明如下:全部站小时降水量的偏... 利用2008—2017年4—10月山东省加密自动气象观测站(简称全部站)和国家气象观测站(简称国家站)逐小时1 mm以上降水量资料,通过对比分析,探究不同分辨率数据对极端短时强降水时空分布特征的刻画效果。结果表明如下:全部站小时降水量的偏态特征比国家站明显,若分析小时降水量的平均状态,两者均具有代表性,若分析短时强降水的极端性,全部站数据更具有优越性。将各站第99.5%分位数作为极端短时强降水的阈值最合理,全部站和国家站对于30~45 mm阈值的空间分布特征相似,45 mm以上的阈值,全部站的数值和范围均大于国家站。山东省大部地区的极端短时强降水强度集中在40~60 mm·h-1,全部站和国家站在此区间的空间分布特征相似。国家站数据不能刻画40 mm·h-1以下和60 mm·h-1以上的极端短时强降水的空间分布特征。极端短时强降水强度的空间分布特征与地理位置及地形特征密切相关。鲁东南地区的极端短时强降水强度、日最大降水量及夏季降水量、年降水量均居山东省之首,鲁西北地区虽然强降水频次高、强度大,但与年降水量和夏季降水量没有正相关关系。全部站与国家站极端短时强降水频次的月变化和日变化特征一致,但国家站不能完全代表山东省极端短时强降水强度的月变化和日变化平均状况,全部站数据能更准确地反映山东省的时间变化特征。 展开更多

关键词 加密自动气象观测站 极端短时强降水 对比分析 阈值 时空分布

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副热带高压背景下极端短时强降水的双偏振相控阵雷达观测分析 被引量：18

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作者 潘佳文 彭婕 +5 位作者 魏鸣 郑秀云 吴伟杰 高珊 吴举秀 蔡菁 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期748-764,共17页

为了研究副热带高压(副高)背景下极端短时强降水系统的动力和云物理结构特征,利用厦门X波段双偏振相控阵雷达观测数据,采用多普勒雷达风场反演技术并结合高精度的地形数据,对2021年8月11日发生在厦门地区的一次极端短时强降水事件进行... 为了研究副热带高压(副高)背景下极端短时强降水系统的动力和云物理结构特征,利用厦门X波段双偏振相控阵雷达观测数据,采用多普勒雷达风场反演技术并结合高精度的地形数据,对2021年8月11日发生在厦门地区的一次极端短时强降水事件进行了分析。研究表明:(1)这次过程发生在副高控制之下,具有弱天气尺度强迫特征。地面辐合线促进了线状对流系统的形成,其后向传播过程导致了局地极端强降水的发生。(2)对流系统的中层存在大粒子累积区,大粒子的下泻导致雨强增大。倾斜上升(下沉)气流的配置使得大粒子的下泻不会影响上升气流,有利于对流系统的发展与维持。下沉气流与偏南气流相遇触发了上游对流系统的发展,形成后向传播。(3)在弱天气尺度系统背景下,局地地形对于降水系统的影响得以凸显。地形造成的低层辐合使得差分反射率因子(Z_(DR))、差分传播相移率(K_(DP))等双偏振参数在迎风坡处明显增大,且大值区在此处维持。更大、更浓密的降水粒子形成了极高的降雨效率。(4)暖雨过程和冰相过程在这次极端降水事件中并存,前者对雨水的形成起主导作用,冰相粒子的融化加速了这一进程。(5)强降水时雨滴的破碎和碰并趋于平衡,雨强的增大取决于雨滴浓度的升高。因此,K_(DP)可作为判断雨强是否增大的指标。(6)Z_(DR)柱与K_(DP)柱的演变对于地面雨强的变化具有预示性,特别是在持续降水过程中,Z_(DR)(K_(DP))柱的再度发展预示着降水系统的再次增强。 展开更多

关键词 双偏振相控阵雷达 极端短时强降水 弱天气尺度背景 地形降水

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太行山地形影响下的极端短时强降水分析 被引量：56

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作者 王丛梅 俞小鼎 +2 位作者 李芷霞 李江波 王秀明 《气象》 CSCD 北大核心 2017年第4期425-433,共9页

2015年8月2日午夜和2011年8月9日前半夜,在两种不同天气系统背景下太行山东麓都出现了小时雨量超过50 mm的极端短时强降水天气,两次过程都是雷暴先在太行山区触发加强,经过下山2 h先后在丘陵站平山和山前平原站石家庄市区产生极端短时... 2015年8月2日午夜和2011年8月9日前半夜,在两种不同天气系统背景下太行山东麓都出现了小时雨量超过50 mm的极端短时强降水天气,两次过程都是雷暴先在太行山区触发加强,经过下山2 h先后在丘陵站平山和山前平原站石家庄市区产生极端短时强降水。利用常规探测资料、地面加密观测资料、石家庄SA多普勒天气雷达资料,对不同天气系统背景下太行山特殊地形影响的极端短时强降水成因进行分析。结果表明:偏东气流被南北向的太行山地形强迫抬升,且与下山雷暴出流形成中尺度辐合线触发新的雷暴,雷达回波呈现后向传播特征和列车效应造成局地极端短时强降水。太行山地形通过增强辐合上升运动、增大垂直风切变使雷暴下山加强。不同天气系统强迫下,太行山特殊地形对雷暴发展作用不同。在偏西气流引导下,暖区极端短时强降水由阵风锋触发,具有突发性、降水时间短、伴随风力大的特点,下山雷暴出流加快且与山前偏东风的辐合加强,陆续在丘陵区和山前平原触发对流与下山雷暴合并加强造成极端短时强降水;而在东北气流引导下,回流冷锋和阵风锋共同触发的极端短时强降水具有持续时间较长、降雨总量较大、伴随风力较小的特点,太行山东坡对东北冷湿回流有阻挡积聚作用,东北偏北来的雷暴出流边界西端在迎风坡上强迫抬升使雷暴触发并加强,东北气流遇山后发生气旋性偏转使雷暴出流转向东南下山,与平原的偏东风辐合加强,造成丘陵区和山前平原的总降雨时间更长、降雨总量更大。 展开更多

关键词 太行山地形 极端短时强降水 雷暴下山 后向传播

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宜昌极端短时强降水中尺度对流系统特征分析 被引量：24

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作者 范元月 罗剑琴 +2 位作者 张家国 叶丹 陈亮 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第6期776-791,共16页

利用多普勒天气雷达和区域自动气象站资料以及常规观测资料,分析了2016-2017年宜昌极端短时强降水的环境条件和中尺度对流系统(MCS)的演变与活动特征。结果表明,极端短时强降水发生的形势背景共有三种:斜压锋生、准正压和低层暖平流强... 利用多普勒天气雷达和区域自动气象站资料以及常规观测资料,分析了2016-2017年宜昌极端短时强降水的环境条件和中尺度对流系统(MCS)的演变与活动特征。结果表明,极端短时强降水发生的形势背景共有三种:斜压锋生、准正压和低层暖平流强迫。在斜压锋生环境中,冷锋南下在宜昌中西部速度变缓,与暖倒槽中暖湿气流多次合并形成锋生,其造成的强烈抬升使MCS中单体质心较高,强回波厚达5~6 km,强的垂直切变导致单体出现悬垂结构,这些环境条件使气流合并时瞬时雨强较大;在气流合并、地形阻挡时对流持续时间较长,造成间歇性、分散性极端短时强降水。准正压Ⅰ型极端短时强降水发生在副热带高压边缘,地面鞍型场中南风气流发展,在地形作用下形成的辐合中心触发并增强对流单体,低质心、塔状、厚度高达7 km的强回波造成的瞬时雨强极大,引导气流较弱及下游山前减弱单体的后向传播效应导致山前的河谷地区对流再次加强,造成时间较短、范围极小而雨强极大的极端短时强降水;准正压Ⅱ型极端短时强降水发生在东风波西移过程中,暖湿的东风气流与边界层偏北气流合并时,导致超低质心的深厚塔状强降水回波,山体东侧过渡带地形使偏北风、偏东风多次合并,因而在过渡带地区造成雨强相对较小而范围较大、持续几个时次的极端短时强降水。在暖平流强迫环境中,西南急流加强时地面发展出辐合线,在辐合线上有向下游倾斜的深厚强回波单体沿着辐合线间隔排列,切变线、辐合线和雨带走向一致,使对流线上单体出现"列车效应",对流单体在对流线的上游新生、加强,向下游移动,在对流线上连续几个时次出现间隔分布的线状极端短时强降水。 展开更多

关键词 极端短时强降水 准静止 后向传播 列车效应

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重庆一次弱天气系统强迫下的极端短时强降水事件分析 被引量：19

7

作者 李琴 邓承之 《气象》 CSCD 北大核心 2021年第9期1073-1085,共13页

利用常规观测、多普勒雷达、FY-2F卫星、加密自动站等数据和ERA-Interim 0.125°×0.125°再分析资料,对2019年4月19日重庆极端短时强降水事件的环境条件和发展机制进行了分析。结果表明:在天气尺度垂直运动较弱的背景下,... 利用常规观测、多普勒雷达、FY-2F卫星、加密自动站等数据和ERA-Interim 0.125°×0.125°再分析资料,对2019年4月19日重庆极端短时强降水事件的环境条件和发展机制进行了分析。结果表明:在天气尺度垂直运动较弱的背景下,此事件由准静止的β中尺度对流系统(MβCS)形成。对流发展前本地水汽充足,“上干下湿”的层结不稳定特征显著。对流发生发展于云贵高原向四川盆地过渡的綦江河谷附近,河谷三面环山,地势由西南向东北倾斜。γ中尺度对流从河谷南侧下山增强,导致河谷内的局地强降水和冷池。冷池与河谷东坡上暖湿气团间的强中尺度水平温度梯度,有利于近地面西南风加速向东侧山体辐合,促使已移至河谷内的γ中尺度对流向东坡移动并加强为一个孤立的MβCS。受冷池的持续增强、东侧地形的阻挡、两个γ中尺度对流的并入和弱环境气流引导的共同影响,MβCS得以较长时间维持并影响同一局地区域,导致綦江、万盛局地发生极端短时强降水。 展开更多

关键词 极端短时强降水 复杂地形 冷池

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湘潭极端短时强降水的多尺度分析与临近预警 被引量：2

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作者 安明 林明丽 +3 位作者 卿燃莉 刘二影 袁红松 尹宝蓉 《农业灾害研究》 2021年第11期58-60,共3页

利用湘潭市2010—2019年4—9月区域自动站逐小时降水量、高空地面观测资料、多普勒天气雷达资料,采用统计学方法,分析了短时强降雨的时空分布特征,同时使用天气学诊断方法,深入研究了极端短时强降水发生的天气系统、物理量特征、雷达特... 利用湘潭市2010—2019年4—9月区域自动站逐小时降水量、高空地面观测资料、多普勒天气雷达资料,采用统计学方法,分析了短时强降雨的时空分布特征,同时使用天气学诊断方法,深入研究了极端短时强降水发生的天气系统、物理量特征、雷达特征。结果表明:极端短时强降水发生的环流背景为低槽切变型、波动气流型、副高边缘型、热带气旋型,其中低槽切变型出现次数最多。 展开更多

关键词 极端短时强降水 分布特征 天气模型 物理量 临近预警

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基于区域自动站的宁波地区短时强降水特征分析

9

作者 水旭琼 林陈爽 《农业灾害研究》 2023年第7期219-222,共4页

利用2013—2022年228个自动站逐小时降水观测资料,对宁波地区短时强降水时空分布特征进行研究分析。结果表明:(1)宁波地区短时强降水/极端短时强降水频次占比均存在明显的年际变化。(2)宁波地区短时强降水月际分布总体呈现单峰型,峰值... 利用2013—2022年228个自动站逐小时降水观测资料,对宁波地区短时强降水时空分布特征进行研究分析。结果表明:(1)宁波地区短时强降水/极端短时强降水频次占比均存在明显的年际变化。(2)宁波地区短时强降水月际分布总体呈现单峰型,峰值出现在8—9月,从日变化来看,14:00~19:00是短时强降水高发时段;极端短时强降水月变化和日变化特征与短时强降水总体相似,但分布更为集中。(3)宁波地区短时强降水和极端短时强降水空间分布特征存在显著差异,象山地区和中心城区是强降水高发区域,且为平均雨强和极端雨强中心,是需要重点关注的预报服务区域。西部山区是全市短时强降水概率最高的区域,但出现极端短时强降水的概率相对较低。 展开更多

关键词 小时雨量 短时强降水 极端短时强降水 时空分布特征

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豫北“21·7”极端暴雨过程特征及成因分析 被引量：43

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作者 苏爱芳 席乐 +2 位作者 吕晓娜 崔丽曼 张宁 《气象》 CSCD 北大核心 2022年第5期556-570,共15页

利用探空、地面自动站、多普勒雷达等观测资料及ERA5再分析产品,对2021年7月17—22日豫北地区的极端暴雨过程进行分析。结果表明,极端暴雨过程具有强降水持续时间长、降水强度极端及地形影响明显等特征。极端暴雨过程发生于稳定的大尺... 利用探空、地面自动站、多普勒雷达等观测资料及ERA5再分析产品,对2021年7月17—22日豫北地区的极端暴雨过程进行分析。结果表明,极端暴雨过程具有强降水持续时间长、降水强度极端及地形影响明显等特征。极端暴雨过程发生于稳定的大尺度天气形势下,在日本海高压西伸及台风烟花(2106号)、查帕卡(2107号)西北行背景下,黄淮低涡外围加强北上的东南急流/偏南急流为强降水的发生提供了异常充足的水汽、能量条件,对流层中低层暖湿平流强迫、叠加地形影响的强动力辐合抬升作用及低空弱冷空气扩散南下是形成强降水的重要条件,而大气“强-弱-强-弱”的对流不稳定层结特征转化说明强降水过程中存在着两种互补的物理机制。不同阶段极端短时强降水(小时降水量≥50 mm)对流系统的形态结构和发展演变特征不同,但从雷达回波的垂直分布来看,系统均具有“低质心”特征,质心强度≥55 dBz且≥50 dBz强回波垂直伸展至5~8 km、持续时间1 h以上。强降水对流系统在太行山前30 km左右范围内的后向发展特征明显,一方面与地面西行偏东风/东北风在太行山绕流作用下形成的地形辐合线不断南伸有关,另一方面也与强降水冷池效应促使山前偏北风进一步发展南下有关。 展开更多

关键词 极端暴雨 极端短时强降水 对流系统 低空急流 地形 冷池 豫北

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2020年9月19日漳州市大暴雨过程分析

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作者 张建华 靳婷 《农业灾害研究》 2022年第5期111-113,共3页

选用常规气象资料、自动站逐小时资料、风云卫星和雷达资料,从环流形势、物理量场等分析了2020年9月19日漳州市中北部暴雨大暴雨过程。结果表明:对流性强降水发生在低涡切变线南侧急流带上,在低槽携冷空气和副热带高压外围不稳定形势下... 选用常规气象资料、自动站逐小时资料、风云卫星和雷达资料,从环流形势、物理量场等分析了2020年9月19日漳州市中北部暴雨大暴雨过程。结果表明:对流性强降水发生在低涡切变线南侧急流带上,在低槽携冷空气和副热带高压外围不稳定形势下,高低空相互耦合贯通,共同造成了暴雨大暴雨维持发展机制;地面扩散冷空气和中尺度系统形成暴雨触发机制;暴雨区能量、水汽条件充沛,大气斜压不稳定性增强,加剧了降水发展,后向传播机制形成明显列车效应,加剧了降水,极端短时强降水发生在近飑线的强对流系统回波带其后侧入流通道导致带状对流弯曲断裂的位置。 展开更多

关键词 大暴雨 机制 极端短时强降水

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