鄂西地区一次低层锋生背景下的极端强降水MCS组织化观测分析

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作者 章翠红 黄小彦 《气象》 北大核心 2025年第6期686-699,共14页

2018年4月22日宜昌出现特大暴雨过程,高度组织化的强降水中尺度对流系统(MCS)是特大暴雨的直接制造者。利用常规观测资料、地面区域站观测资料,结合雷达和ERA5再分析资料等,分析了极端强降水MCS的组织化特征及其形成机制。结果表明:此... 2018年4月22日宜昌出现特大暴雨过程,高度组织化的强降水中尺度对流系统(MCS)是特大暴雨的直接制造者。利用常规观测资料、地面区域站观测资料,结合雷达和ERA5再分析资料等,分析了极端强降水MCS的组织化特征及其形成机制。结果表明:此次极端暴雨过程是在高空弱强迫,低空由弱强迫转为强强迫并伴有强烈锋生的背景下发生的,高温、高湿、极不稳定的大气环境有利于强降水的发生。低层暖湿偏东气流受宜昌东部“C”字地形强迫抬升触发宜昌东部山区平原过渡带的强降水回波,边界层暖倒槽顶部暖湿东南风或偏东风在宜都至公安的平原地区激发出分散性絮状对流。极端强降水MCS组织化经历合并阶段和涡旋阶段:山区平原过渡带的MCS受天气系统弱强迫影响,沿低洼地形向东南方向传播,与平原地区北上的暖区絮状回波沿三条路径合并;在中低层偏东急流的引导下,由低层东西向锋生带和地面辐合线共同组织下形成的东西向MCS向西移动,与山区平原过渡带的南北向MCS持续合并,为最强降水阶段;MCS冷出流与环境气流组成的近地层中尺度气旋性环流和强降水潜热对中层大气加热,有利于涡旋MCS的组织发展加强,低层暖湿偏东急流的水汽能量输送有利于涡旋MCS长时间维持。极端强降水主要发生在MCS合并阶段和长历时的涡旋阶段,天气尺度系统强迫、低层强烈锋生、中尺度地形和中尺度天气系统的正反馈作用是此次极端强降水形成的重要成因。 展开更多

关键词 极端暴雨 强降水MCS 组织化 弱强迫 锋生

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2016年7月18—20日湖北省特大暴雨过程的中尺度特征分析 被引量：31

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作者 赵娴婷 王晓芳 +4 位作者 王珏 汪小康 肖艳姣 冷亮 付志康 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第4期490-502,共13页

利用多种常规和非常规观测资料诊断分析了湖北2016年7月18—20日特大暴雨过程的降水特点以及中尺度对流系统(MCS)的发生发展特征和环境场条件,结果表明:此次特大暴雨过程具有很强的极端性,分为梅雨锋南侧暖区降水和梅雨锋面降水两个阶段... 利用多种常规和非常规观测资料诊断分析了湖北2016年7月18—20日特大暴雨过程的降水特点以及中尺度对流系统(MCS)的发生发展特征和环境场条件,结果表明:此次特大暴雨过程具有很强的极端性,分为梅雨锋南侧暖区降水和梅雨锋面降水两个阶段,都具有较为极端的水汽条件。第一阶段在地面风场辐合的作用下触发了初生对流单体,西南低空急流出现脉动,湿层的增厚促进了强雷暴的发展。新生单体在雷暴上游生成,迅速并入强雷暴,后向传播是其稳定少动的重要原因之一。强盛阶段,强雷暴具有暖云低质心的特征,低层垂直风切变与雷暴偏北风出流的方向配置、中气旋的出现都促进了上升运动,促使强雷暴长时间维持,造成了马良站连续数小时出现高强度降水。第二阶段,环境风平行分量远大于垂直分量,促进了东北—西南向平行层状MCS(PS型MCS)的形成。具有多单体依次排列的特征,新生单体在系统西南侧地面辐合线的作用下不断生成发展,使得PS型MCS增强维持,移动缓慢。马良站受到PS型MCS对流线和西北侧层状回波的影响,小时强降水明显较第一阶段偏弱。 展开更多

关键词 极端暴雨 强雷暴 平行层状MCS 风廓线

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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：30

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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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边界层急流在粤东暴雨中心两次极端强降水过程中的作用 被引量：22

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作者 陈芳丽 姜帅 +4 位作者 李明华 曾丹丹 马泽义 李娇娇 甘泉 《气象》 CSCD 北大核心 2021年第3期290-302,共13页

基于广东省气象观测资料、汕尾多普勒天气雷达产品和全球再分析资料CSFR,分析了2013年8月和2018年8月发生在粤东暴雨中心的破纪录极端强降水过程,阐明边界层急流的作用。结果表明:(1)两次过程的主要影响系统分别为长时间缓慢移动的1311... 基于广东省气象观测资料、汕尾多普勒天气雷达产品和全球再分析资料CSFR,分析了2013年8月和2018年8月发生在粤东暴雨中心的破纪录极端强降水过程,阐明边界层急流的作用。结果表明:(1)两次过程的主要影响系统分别为长时间缓慢移动的1311号台风尤特残余环流和季风低压外围环流,当粤东暴雨中心处于台风环流东南侧和季风低压东侧时,边界层急流在该区域辐合抬升,形成的中尺度能量锋利于强降水的触发;(2)边界层急流为强降水提供了充沛的、源源不断的水汽条件,同时配合特殊地形的摩擦、阻挡等作用,在粤东暴雨中心内形成了明显的水汽通量辐合;(3)持续性强降水发展期间,大气层结长时间处于不稳定状态与对流层低空暖湿平流的不断输送密切相关。两次过程中不同点主要表现为边界层急流强度和风向不同,由此带来的气流辐合方式和强降水范围有明显的差异,季风低压影响过程中边界层急流作用更显著。 展开更多

关键词 边界层急流 极端强降水 粤东暴雨中心 惠东高潭

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福建省主要流域的暴雨洪涝特征 被引量：6

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作者 陈惠 陈家金 +1 位作者 李文 蔡文华 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2006年第S1期276-280,共5页

利用1989-1999年近11年的水文、气象资料分析了福建省6个主要流域主控站水位与降水量的关系和洪涝的时间变化规律,进而分析了暴雨致洪的特征,结果表明:(1)福建省6个主要流域洪峰水位与上游有关气象站前期平均总降水量相关显著,暴雨是福... 利用1989-1999年近11年的水文、气象资料分析了福建省6个主要流域主控站水位与降水量的关系和洪涝的时间变化规律,进而分析了暴雨致洪的特征,结果表明:(1)福建省6个主要流域洪峰水位与上游有关气象站前期平均总降水量相关显著,暴雨是福建省洪涝发生的主要原因;(2)根据闽江(竹歧站)、九龙江(浦南)、交溪(白塔)、木兰溪(濑溪)4个站的达警戒水位或危险水位的降水指标,可利用暴雨预报作为洪涝预警预测的依据。(3)上世纪80年代后,洪水的高低变化有增大的趋势,应进一步完善抗洪防洪预警系统,提高抗洪防洪的应变能力。 展开更多

关键词 主要流域 暴雨洪涝 特征规律

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山东省三次暖切变线极强降水的对比分析 被引量：37

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作者 杨晓霞 吴炜 +6 位作者 姜鹏 徐娟 胡顺起 刁秀广 高留喜 王文青 华雯丽 《气象》 CSCD 北大核心 2013年第12期1550-1560,共11页

应用加密观测、常规观测、卫星云图和雷达探测的资料及NCEO/NCAR(1°×1°)再分析资料,对由东省三次极强降水天气进行了诊断和对比分析。结果表明,,低层暖式切变线和500 hPa西风槽是三次强降水的主要影响系统。强降水前低... 应用加密观测、常规观测、卫星云图和雷达探测的资料及NCEO/NCAR(1°×1°)再分析资料,对由东省三次极强降水天气进行了诊断和对比分析。结果表明,,低层暖式切变线和500 hPa西风槽是三次强降水的主要影响系统。强降水前低层大气高温、高湿、对流不稳定同,有较高的对流不稳定能量。低层暖式切变线辐合和暖湿平流产生的上升运动与地面辐合线附近产生的上升运动相叠加,触发对流不稳定能量释放,产生强对流,造成强降水。较强的风垂直切变使得对流有组织地发展。强降水期间,中高层弱的干冷空气侵入,使得对流不稳定加强,中高层具有高位涡的干冷空气入侵诱发低层中尺度涡旋发展,辐合上升运动加强。低层暖湿气流螺旋式辐合上升与中高层入侵的干冷空气相遇,水汽凝结率增大,降水强度增强。中高层干冷空气侵入的时段与极强降水的时段相对应。有利的地形对局地短时极强降水有重要作用。低层暖式切变线和500 hPa低槽的位置、强弱不同,中高冷空气的强度和入侵路径不同,对流云团的发生发展、内部结构和移动方向不同,造成强降水的地理位置和强度不同。 展开更多

关键词 极强降水 诊断和对比分析 低层暖切变线 高空槽 中高层干冷空气侵入 地形作用 云团特征

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1931年江淮异常梅雨 被引量：3

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作者 章淹 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期8-16,共9页

1931年江淮流域的异常丰梅,造成了我国近代史上极为严重的一场洪涝灾害,其灾难之深重与死亡人数之众多,为近121年(1885-2005年)梅雨中之最,对该年梅雨及其有关大气和海洋影响因素及其变化特点进行了简要讨论,并认为1931年江淮异常梅雨... 1931年江淮流域的异常丰梅,造成了我国近代史上极为严重的一场洪涝灾害,其灾难之深重与死亡人数之众多,为近121年(1885-2005年)梅雨中之最,对该年梅雨及其有关大气和海洋影响因素及其变化特点进行了简要讨论,并认为1931年江淮异常梅雨有其特定的影响因素,这些影响因素有些在数月之前或前一年已有先兆,因而具有一定的长期预报意义。 展开更多

关键词 异常丰梅 强北冷南暖 连续强雨 江淮

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2020年6—7月长江中下游地区梅汛期强降水的极端性特征 被引量：47

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作者 张芳华 陈涛 +2 位作者 张芳 沈晓琳 蓝渝 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第11期1405-1414,共10页

2020年6—7月长江中下游地区出现了极为严重的暴雨洪涝。基于国家站长时段逐日降水资料、国家站和区域自动站小时降水资料等分析了强降水的极端性特征。长江中下游地区降水异常偏多的范围明显大于1998年和2016年同期,仅次于1954年。大... 2020年6—7月长江中下游地区出现了极为严重的暴雨洪涝。基于国家站长时段逐日降水资料、国家站和区域自动站小时降水资料等分析了强降水的极端性特征。长江中下游地区降水异常偏多的范围明显大于1998年和2016年同期,仅次于1954年。大别山区、皖南山区和鄂西南山区是三个雨量大值中心,最大累计降雨量均在1500 mm以上。降水的异常偏多与强降水长时间维持在长江中下游地区密切相关。2020年长江中下游梅雨期历时52 d,较常年偏多23 d,且是1961年以来唯一一年6—7月逐旬降水均偏多的年份。不同等级雨日的分析表明,该年中雨、大雨、暴雨、大暴雨及以上站次均为1961年以来同期最多,后三种等级偏多更为显著。强降水的极端性同样体现在小时尺度的短历时降水中,2020年6—7月长江中下游地区出现大于等于20和50 mm·h-1短时强降水的累计站日数分别为1612和100站日,均列1981年以来的同期第一位;强降水中心的黄山、祁门、岳西和鹤峰站小时降水超过20 mm的时次数是常年同期的2~4倍,各自前43、21、19和27次最强小时降水累加即超过常年6—7月累计降水量。上述结果表明,2020年6—7月长江中下游地区梅汛期强降水在总雨量、持续时长及雨强等方面均具有明显的极端性特征。 展开更多

关键词 长江中下游 梅雨 强降水 极端性

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2017年5月7日广州极端强降水对流系统结构、触发和维持机制 被引量：90

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作者 田付友 郑永光 +4 位作者 张小玲 张涛 林隐静 张小雯 朱文剑 《气象》 CSCD 北大核心 2018年第4期469-484,共16页

2017年5月7日,广州市增城区新塘镇等地出现了小时雨量超过180mm、3h雨量超过330mm的极端强降水事件(简称"5·7"极端强降水事件),导致了严重的经济损失。这次过程的高强度降水分为两个主要阶段:花都区降水和增城区降水,每... 2017年5月7日,广州市增城区新塘镇等地出现了小时雨量超过180mm、3h雨量超过330mm的极端强降水事件(简称"5·7"极端强降水事件),导致了严重的经济损失。这次过程的高强度降水分为两个主要阶段:花都区降水和增城区降水,每个阶段的强降水均集中在2~3h内,最大分钟级降水达到了5mm的强度,增城区新塘镇184.4mm的极端小时雨量中约120mm的雨量是在05:30—06:00的半小时内产生的。地闪监测显示,对流发展的第一阶段伴有较少的负地闪,第二阶段仅伴有几个闪电。雷达和卫星资料显示,强降水对流系统具有空间尺度小,发展迅速的特征;但发展成熟阶段的反射率因子大值区和卫星低TBB区在空间上出现明显偏离。强倾斜上升气流可能是造成反射率因子大值区和卫星低TBB区空间偏离的原因。雷达资料垂直剖面显示,对流具有回波顶高较低、云底高度低、强回波质心低等低质心暖云降水的特征。地势分布和辐射降温是花都北部低温中心的主要成因,大尺度弱冷空气和冷中心伴随的地形的共同作用,使得偏南暖湿气流向北移动受阻后,在花都地形的强迫抬升下触发了对流。偏南暖湿气流的持续输送、花都地形的阻挡和冷池的作用是01—03时对流维持的主要原因,弱冷空气的南下对03—04时对流系统的快速南移起到了重要作用,而冷池驱动的对流发展模型可以解释增城地区05—06时对流的较长时间维持。弱的环境引导气流和偏南暖湿气流使得高效的低质心、高效率强降水对流系统较长时间影响同一局地区域,从而导致了花都和增城两地局地极端强降水的出现。 展开更多

关键词 极端强降水 结构、触发和维持机制 低质心暖云降水 地形影响

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“12.7.21”西南涡极端强降雨的成因分析 被引量：38

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作者 陈贵川 谌芸 +6 位作者 张勇 陈鹏 王欢 黎中菊 刘念 翟丹华 龙美希 《气象》 CSCD 北大核心 2013年第12期1529-1541,共13页

利用常规观测资料、ECMWF分析场、区域自动站、多普勒雷达及SWAN系统产品等资料对2012年7月21日西南涡暴雨过程及盘龙极端强降雨进行分析。分析发现:此次过程是"北槽南涡"形势下,地面冷空气触发西南涡其东侧辐合上升运动强烈... 利用常规观测资料、ECMWF分析场、区域自动站、多普勒雷达及SWAN系统产品等资料对2012年7月21日西南涡暴雨过程及盘龙极端强降雨进行分析。分析发现:此次过程是"北槽南涡"形势下,地面冷空气触发西南涡其东侧辐合上升运动强烈发展,高层强辐散,因而产生了对流性暴雨天气过程;冷空气从西侧侵入西南涡是925 hPa"S"形冷锋形成的直接原因,也是地面辐合线形成的重要因素;极端短时强降雨就发生在西南涡东侧中尺度雨带的中部偏北区域,有地面辐合线相配合,降雨最强时MCC冷云中心TBB达最低值。雷达回波表明:西南涡两侧冷暖空气的交绥促进了β中尺度气旋式环流的形成;偏南风低空急流为强降雨提供了充足的水汽,增强了中低层的垂直风切变,有利于强降水超级单体风暴的发展和维持;盘龙的极端短时强降雨是β中尺度气旋式环流中,伴随有深厚中气旋的强降水超级单体风暴在环流中心附近持续发展的结果。 展开更多

关键词 西南涡 极端强降雨 中气旋 强降水超级单体风暴

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“23·7”华北特大暴雨过程雨强精细化特征及动力和热力条件初探 被引量：33

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作者 符娇兰 权婉晴 +7 位作者 麦子 罗琪 陈涛 李晓兰 许先煌 朱文剑 华珊 韩旭卿 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第12期1435-1450,共16页

基于ERA5再分析资料、国家级和区域级地面气象观测、双偏振多普勒雷达、地面雨滴谱仪、闪电定位仪、风廓线雷达等多源观测资料,对“23·7”华北创纪录极端降水过程中雨强的精细化特征,导致极端降水的中尺度对流系统(MCS),极端降水... 基于ERA5再分析资料、国家级和区域级地面气象观测、双偏振多普勒雷达、地面雨滴谱仪、闪电定位仪、风廓线雷达等多源观测资料,对“23·7”华北创纪录极端降水过程中雨强的精细化特征,导致极端降水的中尺度对流系统(MCS),极端降水的微物理特征及动力和热力条件进行了分析。结果表明:整个过程小时雨强表现出面弱点强的特点,局地小时、分钟级雨强具有极端性。雨强阶段性特征明显,2023年7月30日08:00至31日20:00(第二阶段)雨强最强,与多个β-MCS发展有关,并伴有后向传播及列车效应等中尺度过程,降水以中等直径、高浓度雨滴为主,具有一定量的低浓度大粒子雨滴样本,属于海洋性与大陆性混合型降水,暖云碰并与冰晶聚合融化过程共存。7月29日08:00至30日08:00(第一阶段)和7月31日20:00至8月2日08:00(第三阶段)雨强相对较小,对应于前者的MCS垂直伸展高度较低、强度不强,以暖云降水为主导,雨滴浓度高、直径中等,对应于后者的MCS发展强盛,但移动速度快,也具有海洋性与大陆性降水混合型降水特征。三个阶段的大气整层可降水量最大值均超过70 mm,第一阶段天气尺度强迫强,对流有效位能(CAPE)在500 J·kg^(-1)左右,MCS发展高度相对较低;第二阶段后期天气尺度强迫有所减弱,但华北中南部对流不稳定能量再次重建,上游地区CAPE较第一阶段有所增大(600~1000 J·kg^(-1)),导致极端降水的MCS发展为深厚湿对流系统,雨强明显增大;第三阶段天气尺度强迫明显减弱,低层偏南风脉动辐合和大的CAPE为MCS强烈发展提供了有利条件。 展开更多

关键词 “23·7”特大暴雨 极端降水 雨强 中尺度对流系统 降水微物理特征 动力和热力条件

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