华北两类产生极端强天气的线状对流系统分布特征与环境条件 被引量：20

1

作者 盛杰 郑永光 沈新勇 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期877-898,共22页

华北线状对流系统精细气候分布及其所产生的极端天气特征尚不清楚,本研究利用雷达拼图资料和客观识别方法普查2013—2018年华北171例线状对流系统的时、空分布特征,根据其所致强对流天气的统计结果,发现华北地区至少有2类线状对流系统,... 华北线状对流系统精细气候分布及其所产生的极端天气特征尚不清楚,本研究利用雷达拼图资料和客观识别方法普查2013—2018年华北171例线状对流系统的时、空分布特征,根据其所致强对流天气的统计结果,发现华北地区至少有2类线状对流系统,分别产生极端强雷暴大风和极端强降水。分析了这2类线状对流系统的环流形势、环境条件、地形作用和关键中尺度系统地面冷池等的特征。主要结论如下:华北线状对流系统的空间分布尤其是初始形成位置与大地形关系密切,京津冀的太行山和燕山山脚区域为其中的一个高发区;2类线状对流系统发生月份、空间尺度、移动速度、形成时刻和维持时间等都具有显著差异;2类线状对流系统的环流背景、环境条件和冷池也差别明显。强雷暴大风型线状对流系统的环境大气斜压性强,中层干和大的垂直减温率造成的最优对流有效位能、下沉对流有效位能大值区是产生极端大风的重要环境条件,地面强冷池以及0—3 km风垂直切变对前向传播起到了重要作用。强降水型线状对流系统产生的降水极端性较前一类型更为凸出,天气尺度强迫相对较弱,水汽条件极其充沛,地面弱冷池或地形与低层南风气流相互作用维持的后向传播是其发展和缓慢移动的主要机制,也是产生极端强降水的直接原因。 展开更多

关键词 线状对流系统 强雷暴大风 强降水 环境条件

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于骨架的线状对流系统客观量化识别算法研究 被引量：2

2

作者 盛杰 郑永光 +1 位作者 沈新勇 张小雯 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第6期1291-1304,共14页

本文将计算机图形学骨架概念应用到气象学领域,发展了回波图像预处理、骨架修剪处理以及长宽比量化处理技术,该方法能自动识别出雷达回波拼图中符合气象学标准的线状对流系统(quasi-linear convective systems,QLCSs)。首先结合2016年... 本文将计算机图形学骨架概念应用到气象学领域,发展了回波图像预处理、骨架修剪处理以及长宽比量化处理技术,该方法能自动识别出雷达回波拼图中符合气象学标准的线状对流系统(quasi-linear convective systems,QLCSs)。首先结合2016年黄淮地区一次双QLCSs过程给出了基于骨架的QLCSs客观量化算法的具体技术流程,然后利用该方法对2016年6月安徽地区的QLCSs进行客观筛选,并进一步量化识别QLCSs的移动特征,结合灾害天气实况与主观识别进行对比评估,结果表明:结合气象学标准改造的骨架图像识别算法,较好保留了气象回波形状信息,在准确量化对流系统长短轴的基础上,实现QLCSs的有效识别。而获得的量化移动矢量等特征,一方面可应用于致灾QLCSs的分类研究,为开展长序列统计及致灾机理分析提供个例识别方法和量化特征,另一方面也为QLCSs的短临监测预警业务提供新的思路。 展开更多

关键词 线状对流系统 图像识别 骨架 雷达回波 量化特征

在线阅读 下载PDF 职称材料

线状中尺度对流系统内多个强降水单体的结构演变及闪电活动特征 被引量：12

3

作者 易笑园 张义军 +3 位作者 王红艳 董昊 张楠 徐姝 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1035-1046,共12页

利用多普勒雷达、SAFIR3000三维闪电定位系统和气象自动站等观测资料,以线状中尺度对流系统内多个γ中尺度强降水单体为研究对象,揭示了单体之间、单体与β中尺度线状对流系统的多种相互关系,设计多种雷达参量对单体的结构演变进行定量... 利用多普勒雷达、SAFIR3000三维闪电定位系统和气象自动站等观测资料,以线状中尺度对流系统内多个γ中尺度强降水单体为研究对象,揭示了单体之间、单体与β中尺度线状对流系统的多种相互关系,设计多种雷达参量对单体的结构演变进行定量化描述,进一步建立了对流单体结构演变与闪电活动的相互关系。得到以下结论:(1)线状中尺度对流系统内顺义、房山、固安、宝坻对流单体分别造成了1 h降雨23、50、27、70 mm,在其演变过程中,顺义单体被另一个单体追逐、供给,房山单体包括2个更小单体的合并过程,而固安、宝坻单体的初生和发展与线状中尺度对流系统是被喂养、吞食的关系。(2)设计的雷达参量V_(40)(40 dBz强回波核的体积大小)、V_(40UP-6)(6 km高度以上40 dBz强回波核的体积大小)、S_(ET11)(回波顶在11 km处的回波范围大小)量化描述了单体的三维结构演变特征,F_(ic)(云闪频数)和F_(cg)(地闪频数)与上述雷达参量关系密切,如与V_(40UP-6)的相关系数为0.63—0.97;而F_(ic)比F_(cg)更敏感地呼应单体结构的变化。(3)固安单体在成熟阶段,主正电荷区(即辐射点最大密集区所处的地方)维持在较低位置,远低于其他单体在成熟阶段主正电荷区的高度。(4)在对流单体合并后,F_(ic)和F_(cg)增大且主正电荷区明显抬升、闪电频数陡增对应降水强度增大、闪电频数峰值超前于降雨强度极值等特征,对灾害天气的预警具有积极意义。 展开更多

关键词 线状中尺度对流系统 γ 中尺度对流单体 结构演变 雷达参量 闪电活动

在线阅读 下载PDF 职称材料

山东省线状中尺度对流系统的天气学特征 被引量：7

4

作者 侯淑梅 孙晶 +1 位作者 郑怡 韩永清 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第8期1053-1064,共12页

按照如下标准确定一个线状中尺度对流系统(linear mesoscale convective system,LMCS):40 dBz以上反射率因子连续或准连续回波带尺度≥100 km并持续至少1 h,镶嵌着40 dBz回波的35 dBz回波要求严格连续,线状或准线状的对流区域拥有一个... 按照如下标准确定一个线状中尺度对流系统(linear mesoscale convective system,LMCS):40 dBz以上反射率因子连续或准连续回波带尺度≥100 km并持续至少1 h,镶嵌着40 dBz回波的35 dBz回波要求严格连续,线状或准线状的对流区域拥有一个共同的前边缘,最大回波强度≥50 dBz。从2012—2016年雷达资料中挑选出27个影响山东的LMCS,分析其天气学特征。结果表明:影响山东的LMCS 8月出现次数最多,形成时间集中在傍晚到前半夜,生命史一般为1~2 h,大多数具有后向传播特征;形成LMCS的初始对流单体绝大多数位于河北省,单体生成后一般向东偏南方向移动;LMCS大多数是东北—西南向,尺度一般介于100~200 km。文章提炼了形成LMCS的后倾槽、前倾槽和冷涡等三类天气学模型。850 hPa伴有暖温度脊或暖中心是形成LMCS的一个重要特征,冷涡和前倾槽类500 hPa中空急流以及后倾槽类700 hPa以下低空急流在形成LMCS中起着重要作用。当850 hPa比湿>8 g·kg^-1,沙氏指数和抬升指数均为负值时,可能出现LMCS。若对流有效位能>1000 J·kg^-1,对流抑制较小,且850 hPa与500 hPa气温差大于25℃,出现LMCS的概率达80%。LMCS出现时均伴有短时强降水,70.4%的LMCS造成雷暴大风、冰雹或强降水灾害。冰雹和大风比短时强降水需要大气层结的不稳定度更高,仅有短时强降水出现时,0℃层和-20℃层的高度明显比冰雹和大风出现时的高度高。 展开更多

关键词 线状中尺度对流系统(LMCS) 天气学模型 物理量指标 灾害

在线阅读 下载PDF 职称材料

长江中下游地区梅雨期线状中尺度对流系统分析Ⅰ:组织类型特征 被引量：57

5

作者 王晓芳 崔春光 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期909-923,共15页

利用2010年6—7月长江流域雷达拼图和观测资料,统计分析了长江中下游地区梅雨期中尺度对流系统的类型和活动特征。结果表明,长江中下游地区梅雨期线状中尺度对流系统发生个数比非线状中尺度对流系统发生个数略多,存在8类典型的线状中尺... 利用2010年6—7月长江流域雷达拼图和观测资料,统计分析了长江中下游地区梅雨期中尺度对流系统的类型和活动特征。结果表明,长江中下游地区梅雨期线状中尺度对流系统发生个数比非线状中尺度对流系统发生个数略多,存在8类典型的线状中尺度对流系统:尾随层状降水中尺度对流系统(TS)、准静止后向建立中尺度对流系统(BB)、邻接层状单向发展中尺度对流系统(TL/AS)、前导层状降水中尺度对流系统(LS)、平行层状降水中尺度对流系统(PS)、断裂线状中尺度对流系统(BL)、镶嵌线状中尺度对流系统(EL)、长带层状降水中尺度对流系统(LL)。其中,有6类和已有的研究结果类似,EL中尺度对流系统和LL中尺度对流系统是长江流域梅雨期新统计的两类线状中尺度对流系统。TS、LS、PS和BL等4类中尺度对流系统是移动性的,TL/AS、BB、EL和LL类中尺度对流系统为移动缓慢相对静止的。线状中尺度对流系统平均持续时间大多数在7h以上,TL/AS和TS类持续时间较长。线状中尺度对流系统多形成在长江两岸附近,重庆北部至鄂西沿江地带、江汉平原地区、皖南和赣北地区、大别山地区是中尺度对流系统的多发地;中尺度对流系统移动路径分为东、东偏北、东偏南、南等4种,这与环境场的引导气流有关。长江中下游地区中尺度对流系统发展阶段日变化呈现多峰型特征,在成熟阶段的下午至夜间发生强降水的概率明显大于凌晨至上午。 展开更多

关键词 长江中下游地区 梅雨期 线状中尺度对流系统 组织模型 日变化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于动态模板函数的线状中尺度对流系统自动识别 被引量：3

6

作者 杨吉 刘黎平 +2 位作者 夏文梅 徐芬 徐坤 《气象》 CSCD 北大核心 2014年第11期1389-1397,共9页

在中尺度对流系统(mesoscale convective systems,MCSs)自动识别、跟踪基础上,根据拟合椭圆长轴设计动态模板和得分函数,完成了雷达拼图资料上的线状MCSs自动识别。并利用不同类型中尺度天气过程对算法进行检验,分析结果表明:(1)算法能... 在中尺度对流系统(mesoscale convective systems,MCSs)自动识别、跟踪基础上,根据拟合椭圆长轴设计动态模板和得分函数,完成了雷达拼图资料上的线状MCSs自动识别。并利用不同类型中尺度天气过程对算法进行检验,分析结果表明:(1)算法能够实现对线状MCSs的自动识别,由于对流系统分裂与合并造成的回波形态"突变",得分值结果能得到较好的反映;(2)算法能够实现对线状MCSs天气的跟踪,一般情况下跟踪效果较好,在分裂或者合并发生的时刻跟踪效果较差。 展开更多

关键词 线状中尺度对流系统 识别 动态模板 得分函数

在线阅读 下载PDF 职称材料

长江中下游地区梅雨期线状中尺度对流系统分析Ⅱ:环境特征 被引量：24

7

作者 王晓芳 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期924-935,共12页

利用2010年6—7月长江流域雷达拼图、各种观测资料和NCEP逐日再分析资料,合成分析了长江中下游地区梅雨期线状中尺度对流系统的环境特征及典型个例。结果表明,长江中下游地区梅雨期线状中尺度对流系统环境风相对对流线分量的垂直分布是... 利用2010年6—7月长江流域雷达拼图、各种观测资料和NCEP逐日再分析资料,合成分析了长江中下游地区梅雨期线状中尺度对流系统的环境特征及典型个例。结果表明,长江中下游地区梅雨期线状中尺度对流系统环境风相对对流线分量的垂直分布是决定线状中尺度对流系统组织模型的重要因子。尾随层状降水中尺度对流系统和邻接层状单向发展中尺度对流系统垂直对流线的风分量在对流层是从前向后,而前导层状降水中尺度对流系统垂直对流线的风分量在对流层中低层为从前向后,至中高层转为从后向前,这3类中尺度对流系统平行对流线的风分量都随高度明显增加;尾随层状降水中尺度对流系统和前导层状降水中尺度对流系统对流层风垂直切变主要是垂直于对流线,邻接层状单向发展中尺度对流系统则主要是平行于对流线方向。平行层状降水中尺度对流系统和准静止后向建立中尺度对流系统对流层平行于对流线的风分量占绝对优势,且随高度增大,前者增大得更显著,垂直于对流线的风分量较小。7月8日邻接层状单向发展中尺度对流系统形成于地面冷锋北侧的高湿、不稳定的环境中;6月7日准静止后向建立中尺度对流系统形成于一个变化的高温高湿的地面环境场中。高温高湿环境是各类线状中尺度对流系统发展环境的共同特征。 展开更多

关键词 长江中下游地区 梅雨期 线状中尺度对流系统 环境特征

在线阅读 下载PDF 职称材料

香港特大暴雨β中尺度线状对流三维结构研究 被引量：17

8

作者 刘淑媛 孙健 +1 位作者 王洪庆 陶祖钰 《大气科学》 CSCD 北大核心 2007年第2期353-363,共11页

β中尺度狭窄线状对流系统是造成锋前暖区暴雨的主要角色，对其结构和机理的研究具有重要意义。作者使用高时空分辨率的多普勒雷达观测资料。对1998年6月8～9日香港暴雨过程中的β中尺度的狭窄线状雨带进行流场、回波强度和散度的时空... β中尺度狭窄线状对流系统是造成锋前暖区暴雨的主要角色，对其结构和机理的研究具有重要意义。作者使用高时空分辨率的多普勒雷达观测资料。对1998年6月8～9日香港暴雨过程中的β中尺度的狭窄线状雨带进行流场、回波强度和散度的时空四维结构的深入剖析。利用观测资料得到线状β中尺度对流系统的三维流场和水平散度结构。发现线状β中尺度对流系统的水平散度垂直配置与低层强降水回波之间存在一定的关系,并给出发展和成熟阶段中线状β中尺度对流系统的流场和散度场配置的基本结构。 展开更多

关键词 β中尺度线状对流系统 多普勒雷达 流场 散度 回波强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

山东一次浅薄冷空气触发强降水过程的对流系统组织形态演变分析 被引量：3

9

作者 高帆 俞小鼎 +3 位作者 尹承美 李瑞 褚颖佳 焦洋 《气象》 CSCD 北大核心 2022年第8期993-1006,共14页

2015年7月30日山东突发较大范围暖区极端强降水,由于触发机制不明显、且对对流系统的发展方向判断不足,导致预报偏差较大。利用多源探测资料对此次过程对流系统的触发和组织形态演变机理进行分析,结果表明,高空槽和低空急流构成了深厚... 2015年7月30日山东突发较大范围暖区极端强降水,由于触发机制不明显、且对对流系统的发展方向判断不足,导致预报偏差较大。利用多源探测资料对此次过程对流系统的触发和组织形态演变机理进行分析,结果表明,高空槽和低空急流构成了深厚湿对流生成发展的有利形势,对流发生前水汽和热力条件有利,云图和雷达上呈现的水平对流卷进一步提高了对流生成和发展的潜势。初始对流由浅薄冷空气经渤海南下侵入山东北部触发,发展加强后产生地面冷池和阵风锋,阵风锋继续触发对流,形成后向发展(相对于风暴承载层平均风向,即平流方向)的多单体风暴,此阶段环境低层风向决定了对流风暴的发展方向。对流系统组织维持的机制为:冷池加强和对流风暴发展形成正反馈,冷池与环境低层垂直风切变达到动态平衡,多单体逐渐发展为线状中尺度对流系统(LMCS),且随着深层垂直风切变逐渐增强,LMCS结构逐渐紧密。对流系统减弱消亡的机制为:地面冷池受鲁中山区地形阻挡,主体滞留在山东中部,冷池前沿阵风锋强度迅速减弱,LMCS断裂为东西两段,在不利的低层垂直风切变配置下先后减弱消亡。RKW理论适用于解释此次LMCS组织形态的演变。 展开更多

关键词 浅薄冷空气 冷池 垂直风切变 线状中尺度对流系统 组织形态演变

在线阅读 下载PDF 职称材料

广州相控阵天气雷达组网方案设计及其观测试验 被引量：39

10

作者 程元慧 傅佩玲 +4 位作者 胡东明 包晓军 张羽 李浩文 黄辉 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第6期823-836,共14页

通过统计近3年广州强对流的回波结构特征,设计了由4部具有双线偏振功能的X波段相控阵天气雷达组网,覆盖广州中心城区。以期获得本地小尺度对流单体生消完整过程的精细探测资料,为对流单体生消机理分析提供数据基础,同时为分析城市冠层... 通过统计近3年广州强对流的回波结构特征,设计了由4部具有双线偏振功能的X波段相控阵天气雷达组网,覆盖广州中心城区。以期获得本地小尺度对流单体生消完整过程的精细探测资料,为对流单体生消机理分析提供数据基础,同时为分析城市冠层影响飑线等线状对流系统强度变化提供观测依据。观测试验表明:相控阵雷达网获取的高分辨率探测数据,监测本地生消的小尺度对流单体、线状对流系统的强度变化有明显优势,对预警信号发布等业务有很大帮助。不足之处是该相控阵雷达采取单波束扫描模式,加快扫描速度受到一定程度限制。 展开更多

关键词 双线偏振 相控阵雷达 本地中小尺度对流单体 线状对流系统 监测 预警

在线阅读 下载PDF 职称材料

2010年秋季一次海南东海岸特大暴雨的中尺度分析 被引量：23

11

作者 汪汇洁 孙建华 +1 位作者 赵思雄 傅慎明 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期518-532,共15页

综合利用NCEP再分析资料、地面加密观测、多普勒雷达观测和卫星观测等常规和非常规资料,对2010年10月5日海南琼海特大暴雨过程的天气背景、环境场特征以及中尺度云团的活动特征进行分析。这次过程发生时热带辐合带(ITCZ)异常活跃,热带... 综合利用NCEP再分析资料、地面加密观测、多普勒雷达观测和卫星观测等常规和非常规资料,对2010年10月5日海南琼海特大暴雨过程的天气背景、环境场特征以及中尺度云团的活动特征进行分析。这次过程发生时热带辐合带(ITCZ)异常活跃,热带低压在海南岛附近活动,为此次特大暴雨的发生提供了有利的环流背景,偏东气流在海南岛的东岸特殊地形的影响下形成中尺度切变线。切变线上有中尺度对流系统自南向北移近琼海,并发展加强。采用WRF模式的精细模拟结果,进一步研究了造成琼海特大暴雨的中尺度对流系统形成和维持的主要原因。结果表明,在海南岛东岸稳定维持的β中尺度对流带及其上活跃的对流系统是造成特大暴雨的直接影响系统。新的对流系统不断地沿对流带尾部生成,并沿对流带自南向北移动发展可能是造成琼海地区强降水持续的直接原因。该模拟阶段雨强的发展加强,伴随着偏东风急流的发展和北抬。急流的扰动不仅增强垂直风切变,还通过倾斜项的作用将水平涡度转化为垂直涡度,同时,在海南岛中尺度地形的抬升和阻滞下,并有水平平流及热力条件的配合,使对流在迎风坡的上游发展加强,造成此次特大暴雨。 展开更多

关键词 秋季极端降水 观测分析 线状中尺度对流系统 地形 湿Froude数

在线阅读 下载PDF 职称材料