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1. 陕西雷暴大风时空分布和气象条件分析
井宇, 陈闯, 赵强, 刘菊菊
干旱气象    2024, 42 (4): 576-587.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2024)-04-0576
摘要210)   HTML3)    PDF(pc) (21393KB)(615)    收藏

分析陕西不同区域雷暴大风形成环境差异,有助于更好地掌握此类过程的热力、动力和环流特征,为该类天气的预报预警提供参考。基于2017—2022年地面观测资料、闪电资料和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)发布的第五代全球气候再分析资料(ERA5),分析陕西雷暴大风时空分布特征,并分区域对比分析暖型雷暴大风的环境参数和环流特征。结果表明:陕北和关中东部为雷暴大风高发区,暖型雷暴大风明显多于冷型;夏季远多于其他季节,6—8月暖型雷暴大风陕北明显多于关中和陕南。雷暴大风高发时段为15:00—21:00(北京时,下同),且14:00—18:00暖型雷暴大风发生频率陕北明显高于关中和陕南。不同区域暖型雷暴大风发生前热力、动力条件存在一定差异,陕北过程前能量和水汽条件相对较弱,动力条件相对较强;陕南能量和水汽条件相对更强,动力条件相对较弱。频率高于15%的环流型为陕北西风型和反气旋配合西风型、关中西风型和反气旋配合西风型、陕南气旋配合西风型和反气旋配合西风型。陕北西风型和反气旋配合西风型,陕北位于冷涡低槽底部或低槽底部与副热带高压之间,850 hPa和500 hPa温差较大,为对流天气发生提供了一定的不稳定条件,过程平均发生位置附近有切变存在,有利于对流天气触发;关中西风型,低层偏南气流较强,温度露点差较小;陕南气旋配合西风型,T-ln P图表现为近V型且能量条件较好;关中和陕南反气旋配合西风型,T-ln P图表现为近V型且水汽条件较好。

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2. CMPAS融合产品在陕西短时强降水监测中的适用性评估
刘菊菊, 赵强, 井宇, 张蔚然, 戴昌明
干旱气象    2024, 42 (2): 263-273.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2024)-02-0263
摘要244)   HTML6)    PDF(pc) (13083KB)(828)    收藏

使用2016—2021年陕西省降水数据以及2018—2021年中国区域融合降水分析系统(CMA Multi-source Precipitation Analysis System,CMPAS-V2.1)的二源和三源融合降水分析实时产品,分析陕西省近6 a短时强降水的时空特征,并通过统计检验方法评估融合降水产品的准确性,为融合产品在短时强降水过程中的订正提供参考依据。结果表明:(1)陕西省短时强降水的最高频次出现在19:00(北京时,下同),强降水主要集中在16:00至次日02:00,且更多发生在6—8月。强降水极值在17:00至次日01:00和04:00—07:00相对较大。陕南地区短时强降水频次明显高于关中和陕北地区;陕北北部、关中东部以及陕南中东部的强降水极值相对更大。(2)两类降水产品的降水量均偏小。三源产品的平均绝对误差在陕北南部、关中大部和陕南南部地区较小,而其余地区二源产品较优。平均绝对误差随着降水量的增加而增大,对于20~50 mm的短时强降水,三源产品更为可靠,而对于50 mm以上的强降水,二源产品表现更佳。(3)两类产品平均绝对误差在13:00—19:00、23:00至次日01:00和04:00—06:00较大,在08:00—12:00、20:00—22:00和02:00—03:00较小,5—8月三源产品表现优于二源产品,而在9—10月二源产品较为可信。(4)降水量阈值降低时融合产品的准确性增加。三源融合产品在性能上优于二源;9—10月两类融合产品的降水量均优于5—8月。

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3. 有无台风影响下陕西西北涡暴雨特征对比分析
彭力, 赵强, 乔丹杨, 张雄, 徐浩天, 倪闻
干旱气象    2022, 40 (6): 981-992.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0981
摘要484)   HTML8)    PDF(pc) (11859KB)(1470)    收藏

基于2010—2020年地面日降水量资料、高空观测资料以及ERA5(0.25°×0.25°)逐小时再分析资料,对影响陕西的西北涡暴雨天气过程进行统计,并对有无台风影响下西北涡暴雨天气特征进行对比分析。结果表明:陕西西北涡暴雨多发生在7—8月,陕北为暴雨多发区,西北涡暴雨夜雨特征明显;有台风影响时暴雨强度更强,落区比无台风影响时偏北2个纬度。造成陕西暴雨的西北涡位于西太平洋副热带高压脊线北侧7~8个纬度处,西北涡具有低层辐合、高层辐散的动力特征,地形强迫抬升加强了西北涡上升运动,低层水汽输送和水汽辐合为西北涡暴雨发生提供了有利条件。台风影响时,副热带高压偏西偏北,台风外围水汽、能量随着西南低空急流向西北涡输送,西北涡低层呈对流不稳定,高空槽前正涡度平流及高空急流右侧强辐散促使西北涡发展加强,低涡东侧和南侧强上升运动触发不稳定能量释放,在陕北形成强锋区,锋生进一步增强了低涡东侧与南侧垂直运动,造成该区域大暴雨;无台风影响时,副热带高压偏东偏南,西南风风速较小,水汽输送较弱,高原槽前西南风将孟加拉湾和南海水汽向陕西输送,西北涡低层大气层结稳定,低涡中心南部为强上升运动区,冷暖空气在陕西中南部交汇,产生分散的弱锋区,造成低涡中心南部暴雨天气。

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4. 黄土高原两次不同类型暴雨水汽特征分析
陈小婷, 赵强, 刘慧, 彭力
干旱气象    2022, 40 (6): 968-980.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0968
摘要664)   HTML21)    PDF(pc) (18644KB)(1614)    收藏

为深入认识西北半干旱区暴雨的水汽特征及来源,提高该地区暴雨预报能力,利用高空及地面观测资料、欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)第5代全球大气再分析产品——ERA5(0.25°×0.25°)对2022年7月11日、8月9日陕北两次不同环流背景下、不同强度大范围暴雨过程的水汽输送及收支特征进行分析,并利用HYSPLIT (Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory)模型,定量分析水汽来源及贡献率。结果显示:高空槽、低层切变线及低涡、低空急流是7月11日暴雨过程的主要影响系统,700 hPa气旋式辐合、850 hPa低涡加强并缓慢移动造成区域性暴雨;短波槽、低层切变线是8月9日暴雨过程主要影响系统,切变线两侧次级环流抬升西太平洋副热带高压(简称“西太副高”)外围暖湿气流,触发不稳定能量释放,形成大范围对流性暴雨天气。7月11日地面至300 hPa水汽输送更强,700 hPa西南急流和850 hPa东南急流形成两支明显的水汽输送带,强辐合维持时间更长,湿层深厚,以稳定性降水为主;8月9日受副热带高压控制,陕北高温、高湿,整层可降水量大,水汽输送较弱,强辐合维持时间短,湿层较薄,但能量充足,以对流性降水为主。7月11日水汽净收入主要来自地面至500 hPa,其中800~500 hPa占比52%,降水加强阶段800 hPa以下东边界的收入迅速增加,纬向收入增加和强的经向收入共同作用使区域净收入维持高值,产生区域性暴雨;8月9日净收入几乎全部来自经向收入,水汽净收入主要来自地面至800 hPa(占比88%),700 hPa切变线南压,榆林北部辐合增强,南风出流减少,水汽经向收入明显增多,暴雨加强。HYSPLIT模型水汽输送轨迹显示7月11日水汽主要源自热带海洋,其中来自南海的水汽贡献率最大,本地及周边近地层高比湿大气也有重要贡献;8月9日水汽主要源自内陆近地层高比湿大气,其次为源自南海的水汽。

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5. “8·21”陕西中北部暴雨成因对比及预报偏差分析
赵强, 王楠, 陈小婷, 高星星
干旱气象    2020, 38 (4): 559-568.  
摘要513)      PDF(pc) (4739KB)(2197)    收藏
运用常规高空观测资料、地面加密观测资料、EC-interim高分辨率(0.25°×0.25°)再分析资料对2018年8月21—22日(简称 “8·21”)陕西中北部暴雨过程进行综合分析,对模式的降水量预报进行检验,重点对比陕北和关中西部环流条件、水汽条件、能量条件、强降雨的不稳定机制等方面。结果表明:在陕西中部地区交汇的由高原槽带来的冷空气和副热带高压(简称“副高”)外围的暖空气,为暴雨提供了有利的环流背景,700 hPa切变线为降雨提供了动力抬升条件,受河西地区西北路冷锋南压,陕北以冷锋后部的稳定性降水为主,而关中为冷锋触发的对流降水。暴雨过程中水汽输送弱,本地水汽含量大,关中西部比湿垂直梯度大,有利于对流增强、雨强增大。暴雨发生前,关中西部中低层存在显著的对流不稳定,对流有效位能(CAPE)较大,弱冷空气触发关中不稳定能量释放,产生对流暴雨,而陕北为中性层结,不稳定能量弱,中低层有条件对称不稳定,其造成较强的斜升气流,产生大到暴雨。冷暖空气交汇在关中产生锋生,是该地区产生对流暴雨的触发机制。模式对于大尺度降水预报偏强,而对于对流降水预报偏弱。

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6. 2018年1月陕西区域性暴雪过程诊断
徐娟娟, 郝丽, 刘嘉慧敏, 郭大梅, 赵强
干旱气象    2020, 38 (1): 117-125.  
摘要386)      PDF(pc) (3057KB)(2167)    收藏
利用高空、地面常规观测资料,FY-2G黑体亮度温度TBB资料和ECWMF 0.125°×0.125°高分辨率资料,对2018年1月3日陕西区域性暴雪进行诊断。结果表明:500 hPa切断低压分裂低槽、700 hPa西南急流和850 hPa东风回流是暴雪发生的主要影响系统。700 hPa强西南急流、偏东气流分别携带来自孟加拉湾和东海的充沛水汽是产生区域性暴雪的重要原因之一;中层冷空气的侵入是本次暴雪发生的主要触发机制;高层辐散与低层辐合的有利配置导致的强上升运动和中低层深厚正涡度的发展和维持是暴雪形成的动力机制。长约1100 km、宽约200 km、TBB≤-40 ℃的狭长云带东移过程中发展的TBB最低为-52 ℃、尺度为20~100 km的中-β尺度对流云团是造成小时降雪量超过2.0 mm、产生区域性暴雪的主要原因。本次暴雪属于冷季高架对流,对称条件不稳定导致的倾斜对流使上升运动加强,雷达回波表现为平行于0~6 km垂直风切变的平行带状结构,且雪带随气流移动。

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8. 影响陕西夏季旱涝的北半球前期大气环流特征
赵强,严华生 ,张谨文
J4    2012, 30 (4): 546-554.  
摘要1323)      PDF(pc) (2805KB)(1174)    收藏

利用NCEP/NCAR 提供的1961 ~ 2008 年500 hPa 位势高度值和风场月平均再分析资料、国家
气候中心提供的西太平洋副高指数资料和陕西夏季降水资料,探讨了前期大气环流异常对陕西夏季
旱涝的影响及机制。结果表明,陕西夏季旱涝与前期秋季、冬季、春季的低纬和中高纬西风带大气环
流异常密切相关,旱涝年对应不同的前期大气环流特征,当前期高度场上从太平洋到北美呈“+ -
+”的距平波列结构,即正的PNA 大气遥相关分布时,夏季西太平洋副高增强、偏西,中高纬度巴尔喀
什湖和鄂霍次克海阻塞高压也随之加强,陕西中南部有异常西南风水汽输送,北部有北风异常,陕西
夏季易涝,反之易旱。副高脊线位置主要影响陕西夏季雨带的南北移动。前期太平洋海温通过影响
西太平洋副高强度、位置变化影响陕西夏季降水,当前期秋、冬赤道中东太平洋海温偏高,海温呈El
Ni珘no 型分布时,夏季副高偏强、偏西,陕西夏季降水偏多。

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