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    旱区暴雨研究 栏目所有文章列表
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    1. 西北干旱区一次极端暴雨局地性增强的对流环境特征
    傅朝, 刘维成, 宋兴宇, 徐丽丽, 沙宏娥, 马莉, 崔宇
    干旱气象    2022, 40 (6): 909-921.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0909
    摘要501)   HTML28)    PDF(pc) (28699KB)(968)    收藏

    干旱地区极端降水事件往往会造成巨大的人员伤亡和经济损失,研究其演变特征及成因有利于提升该类天气的预报准确率。2022年8月13日西北干旱区甘肃省金塔县出现暴雨天气,日降水量和小时降水量均突破河西走廊国家级气象站历史极值,极端性、局地性特征显著。利用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和实况观测资料对其成因进行分析。结果表明:暴雨出现在稳定的南亚高压北侧,对流层中、高层动力强迫较弱,斜压系统主要位于低层,为500 hPa短波槽前的低层切变线和地面冷锋;青藏高原热低压外围的低层水汽持续输送,形成了暴雨区局地性的极端水汽条件和中等强度的层结不稳定;地面冷锋前部,酒泉中东部低层水汽输送的区域差异形成了明显的湿度锋区和干线;造成极端短时强降水的中-γ尺度对流系统由干线触发,在冷锋和干线的交叉点处发展为导致极端暴雨的深厚湿对流,干线对流单体发展到深厚湿对流过程具有显著局地性特征。

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    2. 陇东半干旱区一次特大暴雨事件的降水极端性分析
    张君霞, 黄武斌, 杨秀梅, 刘维成, 周子涵, 沙宏娥
    干旱气象    2022, 40 (6): 922-932.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0922
    摘要493)   HTML24)    PDF(pc) (12856KB)(845)    收藏

    2022年7月15日地处半干旱区的甘肃陇东出现一次特大暴雨过程,多站日雨量和小时雨量均突破历史极值。利用2022年7月14日20:00至15日20:00(北京时)逐分钟、逐小时降水观测数据,甘肃省庆阳市192个区域气象站建站以来日降水量、小时降水量资料,以及地面-卫星-雷达三源融合降水分析产品(CMA Multi-source Merged Precipitation Analysis System,CMPAS)10 min和1 h降水量数据,分析此次特大暴雨过程的降水特征及极端性。结果表明:这次特大暴雨过程具有累积降水量大、暴雨及以上量级降水落区集中、对流性降水强、降水中心稳定少动、短时强降水持续时间长等特征,其中累积降水量、降水强度和短时强降水持续时间的极端性明显。特大暴雨中心位于庆城县中北部的翟家河站,最大累积雨量达373.2 mm,是该站建站以来观测最大值,接近甘肃省所有国家站日降水量极值的2倍;最大小时雨量达84. 9 mm,位居庆阳市所有测站建站以来小时雨量第3位;短时强降水最长持续时间达6 h,是庆阳市所有测站建站以来最大值。分钟级降水量演变表明,强降水中心的降水强度具有脉动变化特征,降水位置在东、西、南、北方向存在摆动,但摆动幅度较小。

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    3. 西北东部半干旱区一次极端特大暴雨的触发和维持机制
    沙宏娥, 傅朝, 刘维成, 徐丽丽, 刘娜, 刘新雨, 马绎皓
    干旱气象    2022, 40 (6): 933-944.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0933
    摘要415)   HTML11)    PDF(pc) (29447KB)(904)    收藏

    2022年7月15日地处西北东部半干旱区的甘肃庆阳出现特大暴雨,多站日雨量和小时雨量均突破历史极值,利用多源观测资料和ERA5再分析资料,针对这次特大暴雨过程形成机制进行分析。结果表明,本次过程是发生在黄土高原复杂地形下弱天气尺度斜压强迫、弱不稳定能量及深厚湿层背景下的暖区暴雨,局地性强、强降水持续时间长;南亚高压、副热带高压及低层气压系统上下叠加的环流形势配置有利于中尺度对流系统发生发展;地面辐合线和偏南低空急流触发对流系统初生、发展,低空急流的发展和长时间维持使地面辐合线不断加强,同时急流左侧(暴雨区)与其出口区和入口区右侧形成的稳定次级环流是对流系统维持的关键,而凝结潜热释放引发的局地锋生、低层正涡度发展则是对流系统发展维持的另一重要因素,同时也是大气不稳定度维持的重要原因。中尺度对流系统呈现深厚低质心、准静止特征,雷达回波具有后向传播和列车效应特征。

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    4. 陇东黄土高原旱区短时强降水的时空分布特征及地形影响研究
    杨丽杰, 曹彦超, 刘维成, 徐丽丽, 张洪芬, 孙子茱
    干旱气象    2022, 40 (6): 945-953.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0945
    摘要349)   HTML6)    PDF(pc) (28834KB)(779)    收藏

    利用陇东黄土高原旱区2013—2020年302个区域自动气象观测站逐小时降水数据、数字高程模型数据和欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料等,分析短时强降水时空分布特征及其与地形、地理因子的关系,并结合2021年一次极端短时强降水事件,总结地形的影响机制。结果表明:(1)陇东黄土高原旱区短时强降水主要集中在夏季,7月日数占比(35.9%)最多、极端性最强,8月次数占比(46.9%)最多、强度最强;雨强主要分布在22.0~31.0 mm·h-1,日变化呈多峰型特征,17:00(北京时,下同)至次日00:00最为活跃,次数占比为56.8%,且强度和极端性最强。(2)短时强降水次数和小时雨量极值空间分布极不均匀,前者东南多、西北少,且随着雨强增大骤减,高发区主要集中在河谷喇叭口地形区,而掌地也是30.0 mm·h-1以上强降水高发区;后者中部小、东北与西南大,大值区主要分布在庆城东部—合水西部。(3)地理、地形因子对短时强降水次数影响显著,主要由地理位置贡献,而对极值无明显影响,地形强迫抬升并非是陇东黄土高原旱区短时强降水的主要影响机制。(4)山谷风环流及其诱发的地面中尺度辐合线是陇东黄土高原旱区河谷喇叭口地形区短时强降水形成的重要原因。

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    5. 应用FY卫星产品分析陇东半干旱区特大暴雨事件云特征
    李晨蕊, 伏晶, 刘维成, 王基鑫, 王一丞, 傅朝, 郑新
    干旱气象    2022, 40 (6): 954-967.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0954
    摘要354)   HTML29)    PDF(pc) (12273KB)(834)    收藏

    降水与云的发生发展密切相关,研究强对流云特征,对降水机理分析、降水监测和预报具有重要意义。2022年7月15日地处西北半干旱区的甘肃陇东出现一次特大暴雨过程,多站日降水量和小时降水量均突破历史极值,本文基于FY-4A、FY-4B静止卫星扫描成像辐射计(advanced geostationary radiation imager, AGRI)数据,FY-3D极轨卫星微波湿度计(micro-wave humidity sounder, MWHS)和微波温度计(micro-wave temperature sounder, MWTS)融合产品,分析此次特大暴雨事件中云宏微观特征、云系演变特征及大气环境条件。结果表明:(1)暴雨云系的云顶类型为过冷水云、混合云、不透明冰云和多层云等,发生强降水的云顶类型以不透明冰云为主,云顶高度达14 km以上;暴雨云系云体深厚,主要为小粒径冰云且伴有强烈上升气流。(2)此次暴雨事件存在对流云团新生、合并及加强过程,对流云团稳定维持是导致特大暴雨发生的主要原因,降水与云顶相当黑体亮温(black body temperature, TBB)及其变化的关系密切,TBB低值区对应强降水,且强降水发生前TBB迅速下降。(3)强降水发生前大气层结表现出浅层对流不稳定的特征,中低层强烈增湿是对流不稳定发展的主要原因,低层绝对湿度的差异造成了不稳定条件及降水量级的差异。

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    6. 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435)   HTML19)    PDF(pc) (18644KB)(804)    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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