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| 1 | 豫北“21·7”极端暴雨过程特征及成因分析显示文摘利用探空、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。 | 苏爱芳 席乐 吕晓娜 崔丽曼 张宁 | 2022 | 气象2022，48，5： | 20 |
| 2 | 近60年来中国主要流域极端降水演变特征显示文摘在全球增暖背景下,中国极端降水事件及洪涝、干旱等次生灾害近年来频发,严重影响生态系统、人民的生产生活和社会经济发展。本文基于气候变化检测和指数专家组(ETCCDI)定义的10个降水指数,利用中国台站日降水资料,系统分析了1961~2017年中国及九大流域片降水变化情况,并利用空间场显著性检验考察不同降水指数的显著变化是否与外强迫作用有关。结果表明,各降水指数的变化具有区域性特征。整体而言,全国范围内平均降水、降水强度、极端强降水和连续性强降水呈增强趋势的台站数多于呈减弱趋势的台站数,呈显著增强趋势的台站占比不可能仅由气候系统内部变率引起,还受到外强迫的影响。此外,中国大部分站点连续干旱日数(CDD)减少,观测中CDD呈显著减弱趋势的台站占比也与外强迫作用有关。九大流域片中,内陆河片能够观测到平均降水、降水强度、极端强降水和连续性强降水的增多以及连续干旱日数的减少,有洪涝灾害增多的风险,且上述变化可归因为外强迫的作用。长江流域片、东南诸河片和珠海流域片平均降水、极端强降水和连续性强降水均增强,其中强降水的变化与外强迫作用有关。西南诸河片极端强降水增强,但大部分站点CDD呈增加趋势,有干旱增加的风险。黄河流域片、海河流域片、淮河流域片及松辽河流域片的大部分站点及区域平均结果中,降水指数多无显著变化趋势。增暖背景下,不同流域片呈现出不同的降水变化特征,将面临不同的气候灾害风险。 | 江洁 周天军 张文霞 | 2022 | 大气科学2022，46，3： | 13 |
| 3 | 复盘河南“21·7”极端降水的可预报性及对决策气象服务的思考显示文摘2021年7月18日20时22日08时,500 hPa副热带高压异常偏北偏东,低纬度台风“烟花”与副高之间的东南风急流直达河南中部,与位于郑州、卢氏、南阳之间的强中尺度低涡系统共同作用,导致河南北中部出现历史罕见的极端暴雨过程。极端暴雨造成了严重的城市内涝、电力和交通中断、中小河流决口、水库超汛泄洪、农田房屋被淹及人员伤亡等灾害。采用多尺度观测资料和数值预报产品,对此次极端暴雨及其关键影响系统中尺度低涡、极端雨强的可预报性等进行复盘及根据降水强度对郑州城市积涝和水库超限的关键节点分析结果表明:(1)“21·7”极端暴雨的主要影响系统中尺度低涡预报难度较大,根据实时监测信息作出判断低涡出现的时刻较实况可提前约6 h;(2)雨强≥100 mm/h的降水出现频次高、范围大,其有效预报预警提前量仅30~60 min;(3)郑州及豫北发生重大气象灾害的关键节点与雨强≥80 mm/h出现密切相关,100 mm/h以上的雨强呈多时次、多站点,且落区集中是发生严重城市内涝和水库出现险情的最直接原因。关于此次极端降水决策气象服务的思考与经验有:(1)重视最新天气实况分析,在极端降水可预报性低的情况下,加强实时气象观测资料、特别是降水实况分析,是提高预报预警准确率的最有效手段;(2)准确把握灾害性天气的致灾关键节点,尽可能加大预警提前量,是决策气象服务获取实效的关键。 | 赵培娟 胡玉梅 孔海江 吕林宜 席乐 | 2022 | 气象与环境科学2022，45，2： | 6 |
| 4 | 2021年4月陕西一次极端暴雨过程的成因诊断显示文摘2021年4月23日陕西东南部出现了大范围暴雨天气,共有18站日降雨量超过4月日雨量极值,较为罕见。利用常规高空、地面观测资料及ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)对该暴雨过程成因及极端性进行诊断,结果表明:500 hPa高原槽前强西南气流带来的正涡度平流有利于低空急流的增强以及低涡的发展和维持。该过程有两支强水汽输送带,一支为偏南风水汽输送带,另一支为热带气旋外围的偏东风水汽输送带,700 hPa切变线以及850 hPa西南低涡给陕南带来显著的水汽辐合,持续充沛的水汽供应及辐合使得强降雨维持较长时间,从而形成暴雨。探空上有明显锋面逆温,锋区由南向北呈倾斜结构,锋生主要由辐合项和水平变形项贡献,其中水平变形项以伸缩变性项为主。西南暖湿气流沿着低层冷垫爬升,中低层大气的风速、风向切变以及锋生造成强烈水汽辐合上升,同时偏南急流沿着秦岭和大巴山迎风坡的强迫抬升进一步增强了降水。标准化异常(SD)诊断显示,700 hPa、850 hPa超过3σ的异常偏强偏南风水汽输送以及850 hPa超过3σ异常偏强的偏东风水汽输送,造成陕西整层水汽含量异常偏大,同时由于中层辐合加上锋生造成的垂直环流,使得陕西东南部上升运动较气候态异常偏强3σ,造成4月份陕西极端暴雨过程。 | 赵强 彭力 李文耀 李静睿 欧阳雨 | 2022 | 暴雨灾害2022，41，2： | 5 |
| 5 | 京津冀“7·5”强对流天气形成的环境条件及中尺度特征显示文摘2021年7月5日下午至夜间,京津冀中部地区陆续出现短时强降水、雷暴大风、小冰雹等混合型强对流天气,基于地面区域自动气象站、多普勒雷达、FY-2G气象卫星、微波辐射计以及欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第五代大气再分析资料ERA5等多源资料,重点对此次短时强降水形成的大气环境条件和中尺度特征进行探讨分析。结果表明:此次短时强降水、雷暴大风和局地小冰雹的混合型强对流天气发生前即显现出良好的水汽条件,低层和中层的水汽通量强辐合早于降水1~2 h出现,整层大气可降水量在强抬升作用下不断累积;垂直假相当位温(θ_(se))能量锋区的形成,“上干下湿”不稳定层结的维持,0~6 km强垂直风切变以及对流有效位能(convective available potential energy,CAPE)、K指数、SI增强等条件的建立,为强对流的爆发创造了热力、动力和不稳定环境;高空槽东移携带干冷空气南下与低空暖舌共同形成的不稳定层结,为强对流天气的出现提供了天气尺度上升运动;下午时段出现的强对流较夜间能量释放更大,高强度的降水导致局地气温骤降,冷池效应更明显,其南移过程中与强降水落区对应,冷池边界的地面辐合线为中尺度触发系统;云底高度迅速下降、云底红外亮温骤增预示着强对流云团形成,云体东南边界清晰的暗影表明积雨云强烈发展。大尺度天气系统背景下,对中尺度系统深入分析得到的重要特征可用于强对流天气的短临预报预警。 | 许敏 沈芳 刘璇 刘艳杰 张湘涵 | 2022 | 干旱气象2022，40，6： | 5 |
| 6 | 南疆西部干旱区两次极端暴雨过程对比分析显示文摘利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料、ERA5分析场数据等资料,对南疆西部两次极端暴雨过程的环境条件和形成机理进行对比分析,以更深入理解南疆极端降水特征和产生机制。两次过程分别发生在春季和夏季,高层环流存在显著差异,南亚高压分别呈东部型和双体型,但配合中层的“阶梯槽”形势,均为极端降水提供了特殊有利的环流背景。低空700~850 hPa偏东急流是南疆西部极端降水发生的重要天气系统,其不但是暴雨发生地主要水汽通道,还与地形形成强烈辐合,是极端降水重要的触发和水汽集中机制。引入二阶湿位涡对两次暴雨过程的非均匀特征及可能产生机制进行了对比分析。结果表明,二阶湿位涡高值区与降水的发展演变呈现较高一致性,二阶湿位涡主分量包含对流稳定度与绝对涡度垂直梯度的耦合,体现极端降水大气的主要动热力结构特点:发生在2021年6月15~16日的夏季过程,极端降水区主要位于昆仑山沿线,与塔里木盆地南侧强烈的低层气旋性旋转有关,旋转促进水汽快速集中,垂直方向表现为中层负涡度叠加于正涡度之上,垂直涡度梯度显著,同时水汽抬升凝结,中层大气加湿加热,对流稳定度在垂直方向非均匀性增强,两种垂直梯度结构均有助于垂直运动增强,促进极端降水形成;发生在2020年4月17~24日的春季过程,降水主要位于南疆西部喇叭口地形区,“阶梯槽”形势造成的越山干冷气流和塔里木盆地的偏东暖湿气流辐合,形成中层正涡度带,激发上升运动,是极端降水的主要成因。 | 胡素琴 希热娜依·铁里瓦尔地 李娜 冉令坤 常友治 | 2022 | 大气科学2022，46，5： | 4 |
| 7 | 2021年4月广西南部一次暴雨过程的短时强降水特征分析显示文摘利用常规观测、多普勒天气雷达、FY-4A卫星、美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料,对一次桂南暴雨过程中的短时强降水特征进行分析。结果表明:(1)高层辐散流场、中层副高和低槽、低层切变线为此次暴雨提供有利背景场。(2)中越边境和北部湾上空多个对流云团发展东移导致桂南对流性强降水,其冷云区的移动演变对降水落区有指示意义。(3)前期,多个对流单体形成“列车效应”导致暴雨;后期,地面中尺度辐合线有效组织分散对流活动触发强降水。(4)低层径向风辐合、中尺度涡旋及高层的辐散作用,是导致短时强降水的重要原因。(5)相应区域良好的热力、水汽及抬升条件有利于强降水的发生、发展。 | 骆凯 程乘 杨志宏 付勇刚 | 2023 | 气象研究与应用2023，44，3： | 2 |
| 8 | 南疆西部两次极端暴雨中尺度特征对比分析显示文摘利用常规气象观测、地面区域气象站逐小时观测数据、FY-2G云顶亮温、喀什CR/CC雷达产品及NCEP再分析等资料,对比分析南疆西部2020年4月17—24日和2021年6月15—17日(分别简称“过程1”、“过程2”)两次极端暴雨过程环流背景和短时强降水环境条件、中尺度特征。结果表明:两次过程均发生在500 hPa“东西夹攻”的有利环流背景下,100 hPa南亚高压分别呈东部型和双体型,低空急流、切变线和地面中尺度辐合线是两次暴雨重要的触发系统。两次强降水均发生在对流云团发展最强盛、范围最大时或TBB梯度最大处。但雷达回波特征明显不同,“过程1”影响系统为线性多单体强风暴,最大反射率因子达65 dBZ,具有中小尺度辐合和旋转特性,强降水期间VIL维持40 kg/m2以上并有跃增现象,更有利于产生强对流。“过程2”影响系统为分散性普通单体风暴,径向速度高层辐散不明显,VIL值明显小于“过程1”。 | 希热娜依·铁里瓦尔地 玛依热·艾海提 孟凡雪 胡素琴 孙雨 李建刚 | 2022 | 沙漠与绿洲气象2022，16，5： | 2 |
| 9 | 一次中-γ尺度短时大暴雨的成因及可预报性分析显示文摘利用常规气象资料、区域站加密数据、FY-4A卫星资料、ERA-5再分析数据、多普勒雷达数据及多模式预报数据,对2021年7月22日至23日在陕西东部山区发生的一次中-γ尺度短时大暴雨进行了分析。结果表明:此次过程受远距离台风外围偏东风水汽输送影响,对流层低层及边界层产生高温、高湿、高能,造成大气具有强的不稳定及较低的抬升凝结高度和自由对流高度,形成了有利于短时大暴雨的环境条件,地面辐合线是触发机制。由于对流层中下层水汽含量高,能量充足,沿着地面辐合线不断有生成的中-γ尺度对流云团发展。秦岭北麓的对流系统在地面中尺度辐合线附近生成发展,稳定少动,强降水时间较长;陕西省商洛市山阳县附近有大于45 dBZ的雷达回波,移动较慢并发展至5 km以上,与气旋性辐合中心及对流层中下层低空急流共同作用,加之列车效应,造成86.5 mm/h的极端短时强降水。本次降水过程表现出明显的地形效应,大暴雨发生在高海拔的秦岭北麓及山阳县附近的迎风坡处,高大山脉的阻挡使对流单体移动缓慢,而喇叭口状的迎风坡有利于加强上升运动,促进对流发展,造成降水量增加。该过程天气尺度动力条件弱,热力不稳定条件极为有利,全球模式和主观预报对此类短时暴雨的预报能力有限,多家模式漏报暴雨,主要原因是不能正确地预报触发机制;中尺度模式具有较好的参考意义,对短时暴雨的落区、范围和强度把握较好。 | 肖贻青 娄盼星 刘菊菊 刘胜男 | 2022 | 气象与环境科学2022，45，4： | 1 |
| 10 | 基于自动站资料的梧州市短时强降水时空特征分析显示文摘基于2013—2022年梧州市153个加密自动站的逐小时降水资料,分析梧州市短时强降水时空分布特征。结果表明:(1)梧州市短时强降水年发生频次呈现“W”式波动变化,主要出现在3—9月。月际分布总体呈现“双峰”结构特征,主峰出现在5—6月,次峰出现在8月。(2)短时强降水发生频次有明显的日变化特征,高频发时段出现在13:00—20:00。(3)梧州市短时强降水频次前汛期要多于后汛期,且空间分布有较大的差异性,南北多中部少,主要分布在大瑶山、大桂山以及云开大山附近,可能受地形影响有关。 | 孙靖雯 王建东 卢伟萍 谭胜寒 宁晨阳 | 2023 | 气象研究与应用2023，44，4： | 0 |
| 11 | 岳阳市两次突发性暴雨的预报偏差分析显示文摘利用常规观测资料及数值预报资料对岳阳市出现的2次(“0608”和“0609”)突发性暴雨过程进行对比分析,探讨各模式对降水、环流场预报性能的差异。结果发现,全球模式EC、GRAPES_GFS对中、小量级降水及落区有一定的预报能力,但对大量级降水表现各异。“0608”过程,GRAPES_GFS较EC模式预报效果好。“0609”过程EC对临湘(岳阳市东北部)的强降水有较好预报表现,GRAPES_GFS则对南部县市预报与实况较为一致。对于区域模式而言,华南模式对岳阳市暴雨落区有较好表现,对于局地强降水,区域模式对下垫面细节考虑更加全面,但是落区有所偏差;从环流场检验来看,模式对中高纬度环流形势的预报比较准确,但对中纬度西风槽的预报存在偏差;对850 hPa切变线强度和位置的预报尤为重要,“0608”过程GRAPES_GFS对切变位置的预报更加接近实况,“0609”过程EC对风速大小和风向的预报更好,这与降水强度和落区有密切关系,对副高范围预报偏东也会影响对降水的预报。 | 李坦 万凌云 王彩 朱浩 蒋帅 | 2022 | 中南农业科技2022，43，4： | 0 |
| 12 | 2020年深汕区两次特大暴雨过程成因的诊断对比显示文摘利用ERA5再分析、地面观测和雷达资料等,对广东省深圳汕尾特别合作区(下称“深汕区”)2020年5月20—22日(简称过程1)和2020年6月6—8日(简称过程2)两次极端性的特大暴雨过程中的降雨实况、环流形势、物理量、雷达回波特征等进行对比分析。结果表明:两次过程均是在有利的大尺度环流背景下发生,低层的西南急流持续带来充沛的水汽,同时低空暖湿气流的输送使暴雨落区低层长时间处于高能高湿区控制,强烈的辐合上升运动也提供了很好的动力条件,并在海上暖湿气流北推与陆上偏冷气流沿汕尾莲花山脉南下共同作用下形成地面辐合线,且特殊地形起到滞留作用。不同点是过程1暴雨落区低层风速更大,加强更明显,中尺度能量锋区强度更强,回波形态为海上北移至深汕区南侧辐合线附近迅速发展加强的强单体回波,稳定少动并伴有中γ尺度涡旋特征。过程2中水汽通量大值区较偏北,暴雨落区大气层结不稳定状态维持更长时间,垂直运动大值区高度范围更宽,回波形态为强降水回波在长时间维持的地面辐合线附近不断触发并形成列车效应的线状强回波带。 | 刘嘉劲 李泳泽 林佩贤 陈银兰 李天然 伍志方 | 2023 | 热带气象学报2023，39，5： | 0 |
| 13 | 8月内蒙古东部两次高空低涡型降雨对比分析显示文摘本文运用常规地面自动气象站和多普勒天气雷达等监测数据及ERA50.25°×0.25°再分析资料,对比分析了2020年8月7-14日内蒙古东部呼伦贝尔市连续两次出现的高空低涡影响下显著不同性质降雨的天气学成因。研究结果表明:两次过程由上到下的配置分别是高空低涡,低空暖脊,地面倒槽和高空低涡,冷性涡旋,锋面气旋,低涡的冷、暖性和垂直结构差异是形成稳定性或对流性降雨的主因;两次过程垂直方向上分别表现为低层东南风转为中层西南风较大的垂直风切变和一致偏南风气流,深厚湿层和弱的垂直风切变利于产生稳定性降雨;≥28℃的中低层温度差对强对流天气有指示意义;比湿条件高不是对流性降雨雨量大的充分条件。 | 王颖 赵春亮 | 2022 | 黑龙江气象2022，39，4： | 0 |
| 14 | 桂北地区前汛期两次极端强降水成因对比分析显示文摘利用地面高空常规观测资料和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的全球气候第五代大气再分析数据(ERA5)资料,对2022年4月25—30日(“4·25”过程)和2023年5月21—22日(“5·22”过程)两个极端强降水过程进行分析,探讨两次过程的触发机制。结果表明:(1)两次过程均发生在500~700 hPa高原东侧有小波动发展的天气尺度下,“4·25”过程具有持续时间久、范围大、短时雨强大和夜雨特征明显的特征;“5·22”过程具有持续时间短、降水中心范围小、短时雨强大和夜雨特征明显的特征。(2)有利的环境条件为暴雨的形成提供较好的水汽和热力不稳定条件。但“5·22”过程环境条件更强,异常强的层结不稳定和抬升作用对“5·22”极端强降水的发展提供有利条件。(3)超低空急流建立强劲的水汽通道,两次过程的强降水中心存在水汽通量辐合大值区,超低空急流输送的暖湿气流为强降水的产生提供稳定持续的水汽条件。 | 潘仕球 唐小琴 唐熠 欧阳荣谦 阳薇 李向红 | 2023 | 气象研究与应用2023，44，4： | 0 |
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