湿位涡诊断分析在河南台风远距离降水中的应用
台风暴雨相当位涡诊断分析
台风暴雨相当位涡诊断分析
蔡义勇
【期刊名称】《气象学报》
【年(卷),期】1992(050)001
【摘要】位势涡度作为热力学与动力学相结合的物理量,能更有效地显示出暴雨系统的一些特点,国内外气象学者曾用位涡来分析诸如龙卷、冰雹等强对流天气,杨大升曾用位涡成功地研究过印度季风的爆发问题,并将位涡应用于我国的暴雨诊断分析上,但暴雨过程不可能是干绝热过程,将有大量的凝结潜热释放,而潜热释放对天气系统的发生发展起着重要的反馈作用,所以将位涡应用于暴雨诊断时还应考虑水汽凝结潜热的作用。
为了弥补位涡的局限性。
【总页数】8页(P118-125)
【作者】蔡义勇
【作者单位】福建省气象局
【正文语种】中文
【中图分类】P458.12
【相关文献】
1.“珍珠”(0601)台风暴雨的广义湿位涡诊断分析 [J], 曾华;王磊;黄丽娜
2.对一次台风暴雨的位涡与湿位涡诊断分析 [J], 黄亿;寿绍文;傅灵艳
3.“珍珠”台风暴雨的广义湿位涡诊断分析 [J], 黄丽娜罗艳艳卢劲展
4.2013年“菲特”台风暴雨成因及湿位涡诊断分析 [J], 曹楚;王忠东;刘峰;梁艳
5.副高西北侧一次大暴雨能量位涡和相当能量位涡诊断分析 [J], 王鹏祥
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2012年初春一次强降雪天气过程分析
［ ７ ］ 范学峰， 夏卫 东． 远 距 离台风暴 雨过 程分析【 Ｊ １ ． 气象与环
似， 特别是穿越吉林省时路径非 常相近。９ ７ １ １ 号 台风属于与西风带相互作用的台风 ， １ １ ０ ９ 号属于 直 接影 响型 台风 。从 这 两次 台风对 吉林 省 的影 响
程度看 ， ９ ７ １ １ 号 台风 较 １ １ ０ ９号 台 风 的 降水 强 度 大， 风力 强 ， 影 响范 围广 。 ６ ． ２ ９ ７ １ １ 号 台风 高 、 低空 急 流 明显 ， １ １ ０ ９号 台风
低空急流相对较弱 ， 无高空急流轴。９ ７ １ １ 号 台风 动 力条 件更好 ， 登 陆 时间早 ， 且登 录后有 西 风带 系 统配合 ，强度减弱较慢 ； １ １ ０ ９ 号 台风登陆北上过
程 中冷 空气 较弱 ， 进入 东北 地 区后迅速 减弱 消失 。 ６ ． ３ 两 次 过程 的降 水 大值 中心 位 于水 汽 通 量 散
义。
动 力条 件 明显优 于 １ １ ０ ９号 台风 。 ５ ． ４ 能量 场分 析 图５ ａ 、图 ５ ｂ分别 为 ９ ７ １ １ 号 台风 与 ｌ １ ０ ９号
台风穿 越吉林 省 时段 内沿 １ ２ ５ 。 Ｅ 、 ３ ０ 。 Ｎ一 ５ ５ 。
６ ． ４ 对 于穿过 吉林 省 的北 上 台风 ， 登 陆后 水 汽 虽 有 所消耗 ， 但 仍具备 下暴 雨 的条件 ， 产 生强 降水 需 要 很好 的动力 条件 和冷 空气 配合 ，且 台风所 经 之 处 不一定 就会 产生 大范 围 的强降水 。
【 １ ３ 】 尤红等． ２ ０ ０ ５年 ６月广 东特大暴雨垂直螺旋度分析［ Ｊ ］ ．
气象， ２ ０ ０ ７ ， ３ ３ （ ４ ） ： ７ １ — ７ ６ ．
利用位涡趋势法诊断台风“莫拉克”(2009)的移动
利用位涡趋势法诊断台风“莫拉克”(2009)的移动
吴玉琴;吴立广;梁佳
【期刊名称】《气象学报》
【年(卷),期】2015(073)002
【摘要】位涡趋势(PVT)法可以计算非绝热加热等物理过程对台风移动的直接影响(非引导效应).在成功模拟2009年第8号台风“莫拉克”移动路径和近地面最大风速的基础上,进一步考虑了台风不对称环流发展的影响,对原有的位涡趋势诊断法进行了改进,并首次将该方法应用于高分辨率数值模式模拟结果中,诊断不同物理过程对“莫拉克”移动的影响.分析表明,虽然非绝热加热等物理过程主要作用于维持台风“莫拉克”的垂直结构,但非绝热加热等物理过程引起的非引导效应也对“莫拉克”移动的短时振荡有重要作用.
【总页数】11页(P236-246)
【作者】吴玉琴;吴立广;梁佳
【作者单位】南京信息工程大学太平洋台风研究中心,南京,210044;中国卫星海上测控部,江阴,214431;南京信息工程大学太平洋台风研究中心,南京,210044;南京信息工程大学太平洋台风研究中心,南京,210044
【正文语种】中文
【中图分类】P435;P458.1+24
【相关文献】
1.“莫拉克”台风暴雨过程中湿位涡场的演变特征 [J], 刘峰;丁治英;梁艳;郑海棠;黄新晴
2.登陆台风莫拉克（2009）的涡度拟能收支分析 [J], 冉令坤;李娜;崔晓鹏
3.2009年“莫拉克”台风登陆过程阵风特征分析 [J], 李永平;郑运霞;方平治
4.不同大气稳定度下台风"莫拉克"(2009)的近地风场特性 [J], 李田田;屈宏雅;朱蓉;李永平;汤胜茗
5.水平湍流混合对莫拉克(2009)台风强度及结构的影响 [J], 张璐;张熠;周博闻因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
2009年豫南一次强暴雨过程的位涡方程诊断分析
2009年豫南一次强暴雨过程的位涡方程诊断分析赵小平;沈新勇;朱晶晶;庆涛;郭学峰【期刊名称】《气象》【年(卷),期】2014(40)1【摘要】Using mesoscale WRF model,conventional meteorological data and NCEP/NCAR reanalysis da-ta,the severe rainstorm process from 28 to 30 August in Henan Province is simulated and diagnosed with the equation of potential vorticity ing the simulation results,this paper diagnoses the rainstorm by the potential vorticity and potential vorticity budget.The results show that WRF model has good simu-lation results to severe rainstorm.The simulated intensity and location of the rainstorm is well consistent with the observation.Potential vorticity can reflect the main dynamic and thermodynamic characteristics of the rainstorm.High potential vorticity value area has a better correlation with the rainstorm center,which is located in the southeast of the high potential vorticity area.The various items of potential vorticity budget can well show the main dynamic and thermodynamic characteristics of the rainstorm.The potential vorticity in the low-middle atmosphere increases locally with the large value area corresponding to the rain-storm center in the process of rainstorm developing.Among the items of the potential vorticity budget,the latent heat and the horizontal advection and vertical transportation and friction are the main contribution i-tems ,of which thehorizontal advection and the latent heat contribute positively to the local changes of po-tential vorticity.The latent heat makes the potential vorticity gradually increase.The horizontal advection is helpful for the potential vorticity to gather to the convergence zone of the flow field.The vertical trans-portation and friction make the negative contribution to the local changes of potential vorticity.The verti-cal transportation can transfer the potential vorticity from the lower to the high-level and reduce the low-level potential vorticity.Under the influence of the friction,the potential vorticity in low-level is dissipa-tived and reduced.%利用中尺度 WRF模式、NCEP/NCAR再分析格点资料及常规气象观测资料，对2009年8月28-30日河南省南部一次强暴雨过程进行中尺度数值模拟，借助模式输出的模拟数据计算位势涡度及位势涡度方程收支，并利用位涡收支方程对此次暴雨过程进行诊断分析。
位涡理论在台风及梅雨暴雨过程诊断分析中的应用研究的开题报告
位涡理论在台风及梅雨暴雨过程诊断分析中的应用
研究的开题报告
一、选题背景与意义
台风及梅雨暴雨是自然灾害中常见的气象现象，引起了广泛的关注。
这些气象现象的形成和发展过程涉及复杂的动力学和热力学过程，涡旋
结构对其演变具有重要的作用。
随着数值模拟技术的发展，涡旋结构诊
断方法被广泛应用于台风及梅雨暴雨过程的分析和预测中。
位涡理论是
一种常用的涡旋结构诊断方法。
二、研究内容及目标
本文旨在通过对位涡理论的分析和实际案例的应用，研究位涡理论
在台风及梅雨暴雨过程诊断分析中的应用。
具体研究内容包括：位涡理
论的基本概念、原理及其在台风及梅雨暴雨过程中的应用；选取具有代
表性的台风和梅雨暴雨案例，通过位涡理论分析其气旋结构及其演变，
以及其对下垫面和大气环流的影响；分析和总结位涡理论在台风及梅雨
暴雨过程诊断分析中的应用效果和优缺点。
三、研究方法
本文将采用文献资料法、实例分析法和数值模拟法等多种研究方法。
其中，文献资料法将用于查阅相关文献，了解位涡理论的基本概念和应用；实例分析法将用于分析具有代表性的台风和梅雨暴雨案例，深入探
讨位涡理论的应用；数值模拟法将用于进行模拟实验，验证位涡理论在
诊断分析中的有效性。
四、预期成果
本文的预期成果包括：对位涡理论的基本概念和运用方法有更深刻
的了解；通过分析具有代表性的台风和梅雨暴雨案例，对其涡旋结构及
演变过程有更全面的认识；总结位涡理论在台风及梅雨暴雨过程诊断分析中的应用效果和优缺点，为相关领域的研究提供参考和借鉴。
台风海棠造成河南暴雨过程的位涡分析
台风海棠造成河南暴雨过程的位涡分析
台风海棠造成河南暴雨过程的位涡分析
采用NCEP/NCAR再分析资料对2005年台风海棠影响河南所造成的三个阶段的区域性暴雨进行位涡分析,揭示了此次台风暴雨产生的机制.结果表明:台风海棠低压环流呈现为高位涡结构.它造成的河南第一个阶段强降水是在台风东北部的东南急流南侧产生的;第二和第三个阶段是由于台风到达较高纬度后,与西风带高位涡冷空气相互作用而产生的远距离暴雨.同时,高空西风急流的南移有利于高位涡的向南输送,对于暴雨的增幅具有促进作用.
作者：靖春悦寿绍文贺哲李平乔春贵范学峰Jing Chunyue Shou Shaowen He Zhe Li Ping Qiao Chungui Fan Xuefeng 作者单位：靖春悦,Jing Chunyue(南京信息工程大学大气科学系、江苏省气象灾害重点实验室,210044;河南省许昌市气象局)
寿绍文,Shou Shaowen(南京信息工程大学大气科学系、江苏省气象灾害重点实验室,210044)
贺哲,李平,乔春贵,范学峰,He Zhe,Li Ping,Qiao Chungui,Fan Xuefeng(河南省气象台)
刊名：气象ISTIC PKU英文刊名：METEOROLOGICAL 年，卷(期)：2007 33(4) 分类号：P4 关键词：台风位涡冷空气暴雨。
河南省2005年7月22日大暴雨过程数值模拟与诊断分析
河南省2005年7月22日大暴雨过程数值模拟与诊断分析靖春悦;寿绍文;贺哲;吴璐;梁钰
【期刊名称】《气象与环境科学》
【年(卷),期】2007(030)003
【摘要】利用MM5V3.6版中尺度非静力模式,对2005年5号台风海棠减弱为低压倒槽后于7月22日在河南造成的大暴雨天气进行数值模拟和诊断分析,结果表明:强降水发生前大暴雨区上空深厚湿层和不稳定层结已经形成;在高低层同时出现的正负涡度柱、散度柱耦合结构及其互耦配置和剧烈的上升运动,导致不稳定能量快速释放,产生大暴雨.
【总页数】5页(P45-49)
【作者】靖春悦;寿绍文;贺哲;吴璐;梁钰
【作者单位】南京信息工程大学大气科学学院南京 210044;许昌市气象局河南许昌 461000;南京信息工程大学大气科学学院南京 210044;河南省气象台郑州450003;许昌市气象局河南许昌 461000;河南省气象台郑州 450003
【正文语种】中文
【中图分类】P458.1+21.1
【相关文献】
1.2005年6月20日～21日广西连续大暴雨过程的数值模拟与诊断分析 [J], 覃丽
2.2005年8月13日抚顺地区大暴雨天气过程诊断分析 [J], 吴春英;侯波;刘飞;肇
振国;王阳
3.2005年7月一次大暴雨过程的模拟和诊断分析 [J], 张恒德;宗志平;张友姝
4.2005年6月湖南大暴雨过程的天气动力学诊断分析 [J], 张芳华;杨克明;毛冬艳;罗金秀;郭文华
5.2005年6月20日～21日广西连续大暴雨过程的数值模拟与诊断分析 [J], 覃丽
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利用位涡反演方法对一次台风暴雨过程的成因分析
利用位涡反演方法对一次台风暴雨过程的成因分析作者：周伟灿罗丽君来源：《大气科学学报》2021年第03期摘要采用NCEP FNL的客觀分析资料、中国自动站与CMORPH的逐小时降水融合资料，对2015年8月23—24日发生在上海的一次强降水天气过程进行了天气学分析，并通过位涡反演方法对1515号台风“天鹅”在本次降水过程的具体作用进行了定量诊断分析，以探讨本次暴雨过程的发生机制。
得出以下主要结论：1）位涡反演方法能够较为准确地反映西风槽、台风及副热带高压等重要天气系统的位置及强度，能够较为有效地再现系统的演变过程;2）北方冷空气与远距离台风外围的东北气流交汇是产生本次降水过程的主要原因;3）通过对比原始场与剔除台风后的分析场，可以发现台风“天鹅”本身的扰动对应的水汽通量占比53.3%，是本次降水过程的水汽输入的主要贡献来源;4）台风“天鹅”对降水区域提供了一定的热力条件，在扣除台风后原分析场的大值区和暖湿舌消失，相应的锋区也消失。
关键词台风暴雨;位涡反演;水汽贡献暴雨是影响我国的主要灾害天气，关于暴雨发生发展机理的研究一直是气象工作者重要的研究课题（马旭林等，2017;梅钦等，2018;王坚红等，2019）。
我国地处东亚季风带，受季风环流影响，夏季风盛行期间暴雨频发，其中长江流域和江淮流域是我国夏季暴雨的一个频发带（Matsumoto and Takahashi，1999）。
大量研究（郭其蕴，1983;黄荣辉等，1998;高国栋等，2002;胡国权和丁一汇，2003;闵锦忠等，2018;李崇银等，2019）对长江流域及江淮流域暴雨的水汽输送进行了研究，指出这一区域内夏季暴雨与西南季风的水汽输送密切相关，西太平洋副高西侧与西南侧转向的西南气流也是一个重要水汽输送带。
此外，中高纬西风带也起到重要的作用。
整体来说长江流域的水汽输送主要由西南气流及偏西风支作为动力支持。
台风是造成中国夏季暴雨的另一重要天气系统。
“海棠”台风远距离强降水分析
生和 加 强 的重 要机 制之 一 ， 雨产 生 在 暴 线 陡 立 密 集 区 内， 湿位 涡 在这 次 暴 雨 过 程 中边 界 层 内 ９５ Ｐ ２ ｈ ａ具 有 ＭＰ ， Ｖ ＞ 、 ＜ 的特 征 ， 次 暴 雨产 生 在 正 的 ＭＰ 中心 附近 ， ０ Ｐ ０ 此 Ｖ 有利 的地 形 条 件在 一定 程度 上 增 加 了降水 量 。
＋ 等 一ｕ㈩ ｇ ｇ Ｏ ａ￣ ａ ．
（） ２ （） ３
１ 环 流 形势 与 降 水概 况
台风 “ 棠” 海 登陆 后尽 管其 本 身强度 减 弱较 快 ，
但 由于其 登 陆后 大 陆高压减 弱 ， 利 于 台风低 压和 有
ＭＰ 一 （ ＋ ） Ｖ ＝ ｇ ／ ＭＰ， ＝ ｌ ｇ ２ 一 ｇ
对 它的预报 能力 。
２ 湿 位 涡 的计 算 方 法
考虑 大气垂直 速度 的水平变 化 比水 平速度 的垂 直 切变小得 多 ， 当忽略 ｃ 的水 平变 化 时 ， 标 系下 ａ ） Ｐ坐
湿 位 涡 （ Ｖ 守 恒 方 程 为 ＭＰ ）
Ｍ＝ ｃ Ｐ一 ｇ
将其 写成分 量形式 ：
多数情 况是热 带气旋 外围或 登陆减 弱后的低 压环流
个加 强期 ， 两种 因素 的存 在 与相 互 配合 使 得 台风 低 压 中心东北 侧 的东 南 急 流维 持 ， 利 于热 带 云 团向 有 西 北方 向移动 （图 １ ）。随着 台风低压 深入 内地 ， 台 风外 围云带 并未 与原 有 热带 辐 合带 脱 离 ， 反在 台 相 风与 辐合带 之间始 终 维持 云 带通 道 ， 使热 带 辐 合 致 带 中的云 团维持 向西 北方 向移动 。 中低 纬度系统 相 互作 用从 ７月 ２ ２日开始 ， 管 台风 本身强 度已显 著 尽 减弱 ， 由于 残 留低 压外 围的强东南 急流 的持续 ， 但 不 断有 大量 的暖湿气 流 向华 北地 区输 送 ， 台风 残 留 而 的弱低 压则 因在河 南 与西 风带 扩 散 的 冷空气 相 遇 ， 从 而增 强 了大气 的斜 压结 构 ， 以致 在 这些 地 区发 生 了强 降雨和 强对 流天气 ：０ ５年 ７月 ２ ２０ １日 ２ Ｏ时到 ２ ２日０ ８时焦作 、 州 普 降暴 雨 到大 暴 雨 （ 郑 图略 ） ８ ， 个县（ ） 市 降特大 暴雨 ， 荥阳最大 ， ２ ５ｍ 为 ９ ｍ。
台风倒槽导致河南不同强度降水的对比分析
第43卷㊀第2期气象与环境科学Vol.43No.22020年5月Meteorological and Environmental SciencesMay.2020收稿日期:2019-10-01;修订日期:2019-12-30基金项目:公益性行业(气象)科研专项(GYHY201306012);中国气象局预报员专项(CMAYBY2019-067)作者简介:郑世林(1972),男,河南罗山人,高级工程师,学士,从事天气预报和灾害性天气预报技术研究.E-mail:qxtzsl@通讯作者:吴蓁(1961),女,河南郑州人,研究员级高级工程师,学士,从事天气预报和灾害性天气预报技术研究.E-mail:hnsqxwz@郑世林,赵培娟,吴蓁,等.台风倒槽导致河南不同强度降水的对比分析[J].气象与环境科学,2020,43(2):11-20.Zheng Shilin,Zhao Peijuan,Wu Zhen,et parative Analysis of Precipitation with Different Intensities Caused by Typhoon Inverted Trough in HenanProvince[J].Meteorological and Environmental Sciences,2020,43(2):11-20.doi:10.16765/ki.1673-7148.2020.02.002台风倒槽导致河南不同强度降水的对比分析郑世林1,2,赵培娟1,3,吴㊀蓁1,3,谷秀杰1,3(1.中国气象局㊃河南省农业气象保障与应用技术重点实验室,郑州450003;2.河南省气象局,郑州450003;3.河南省气象台,郑州450003)㊀㊀摘㊀要:登陆后减弱的台风系统(低压㊁倒槽)经常为内陆省份河南带来不同强度的降水㊂为了更好地预判台风倒槽降水的强度,寻找台风倒槽暴雨预报关注点,对19802017年间河南省台风倒槽降水样本进行分析,发现区域暴雨出现的概率达78%,冷空气影响与否和动力条件强弱是决定台风倒槽降水强度的关键因素㊂选择登陆点相似㊁陆上移动路径相似但降水强度差异较大的1312号台风 潭美 (区域暴雨)和0604号台风 碧利斯 (一般性降水)作为两类降水的典型个例,进行对比分析㊂结果表明: 碧利斯 倒槽降水产生在暖区,无冷空气参与㊂而 潭美 倒槽降水,850hPa 以下有冷空气影响,湿位涡斜压项对降水的贡献大于正压项的㊂ 潭美 过程的水汽㊁垂直上升速度㊁斜压性远比 碧利斯 的强㊂低层冷空气入侵为 潭美 降水增强起到以下几个作用:1)加强了大气的斜压性,使台风低压系统通过获取斜压能量得以维持并发展;2)加强了低层风场的辐合;3)南下冷空气与台风系统相遇(冷暖交汇)导致锋生,伴随锋生出现的次级环流上升支进一步促进了垂直上升运动;4)冷暖空气对峙形成近于垂直地面的θse 陡立锋区,引起倾斜涡度发展,进一步加强低层辐合和上升运动,将水汽源源不断送往高层,使降水增强㊂因此,冷空气对台风倒槽暴雨的形成至关重要㊂在有较强水汽输送的前提下,中高纬有无冷空气南下与台风低压系统共同作用,是判断能否形成区域性暴雨较为关键的因素㊂而冷空气作用导致的斜压性增强及动力条件改善,是河南台风倒槽暴雨形成的重要机制㊂关键词:台风倒槽降水;冷空气;θse 锋区;湿位涡;斜压性中图分类号:P458.1+21㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1673-7148(2020)02-0011-10引㊀言台风是一个蕴含巨大能量的天气系统,平均每年有7~8个台风登陆中国[1],给沿海地区造成严重破坏㊂若登陆后减弱为台风低压(倒槽)继续北上与中纬度天气系统共同作用,将给所到内陆省份带来持续性暴雨或区域性暴雨,致洪涝灾害出现㊂中国历史上3次破纪录的特大暴雨都是台风造成的[2],如由7503号台风所致的河南 75㊃8 特大暴雨,林庄24h 降雨1602mm,为中国大陆暴雨之最㊂陈联寿[3-4]㊁张雅斌[5]等指出,台风暴雨区大体可分两个区域,即台风环流本身的暴雨区(包括其眼壁暴雨㊁内外螺旋雨带降水)和台风远距离暴雨区,台风倒槽辐合区的暴雨也可能会超过台风中心暴雨㊂近年来多项研究表明[6-11],登陆后台风暴雨的强度和落区不仅和台风本身的强度㊁结构有关,还与不稳定能量㊁高低空急流㊁地形及环境场结构等因素有关,尤其是在中纬度地区[12-18],台风在有利大气环流背景下与中纬度系统(包括西风槽㊁西南涡和高低空急流)相互作用,可使中纬度地区的暴雨突然增幅,且影响范围大,持续时间长,是中纬度地区夏季暴雨的重要形式之一㊂曹楚等[19]的研究气象与环境科学第43卷表明,在全球明显增暖的背景下,我国台风登陆位置偏向福建㊁台湾㊁浙江的概率逐渐增多㊂如8209号台风 ANDY ㊁9608号台风 HERB ㊁0507号台风 海棠 均在福建登陆,之后向西北方向移动,给黄淮中西部带来大暴雨㊂程正泉等[6]分析,当台风外围环流或倒槽遇上西风槽等西风带系统时,往往能产生远距离暴雨㊂林毅等[7]对2003年台风 彩云 造成福建省突发性暴雨的分析指出,北方冷空气的南侵和锋区的南压,对触发暴雨起到了关键作用㊂范学峰等[8]指出,多数情况下是北伸至河南的台风倒槽和中高纬冷空气的相互作用,使河南出现大暴雨, 0418号台风 艾莉 影响河南,正是这种低层弱冷空气的侵入导致了垂直涡度的加强,促进了降水发展㊂李改琴等[9]的分析认为,2005年 海棠 台风给河南带来的大暴雨是典型的台风倒槽和西风带弱冷空气相互作用的结果㊂凌婷等[10]对一次登陆台风倒槽暴雨过程的分析指出,干冷空气的侵入使大气层斜压性较强,有利于降水的增幅㊂曹晓岗等[20]分析了台风与冷空气在上海 13㊃10 特大暴雨过程中的作用,指出冷空气由低层锲入,其强迫作用促使暖空气抬升,且冷空气与台风低压环流云系及强东风急流结合使切变辐合抬升得到加强及低层切变线长时间维持是上海产生特大暴雨的主要原因㊂通过对黄淮中西部台风暴雨的统计分析,发现在福建㊁浙江沿海登陆的台风最容易使河南出现暴雨,而台风登陆后的移动路径及台风低压(倒槽)与西风带系统的相互作用是形成降水强弱差异的关键点㊂本文统计分析了19802017年河南台风倒槽降水个例,从中选择0604号台风 碧利斯 和1312号台风 潭美 ,从水汽㊁动力和热力条件等方面进行对比分析㊂这两个台风登陆点相近,陆上移动路径极为相似,前者给河南带来一般性降水,而后者在河南形成了区域暴雨㊂拟通过这两个典型个例对比分析,为河南的台风降水预报提供参考依据,特别是为台风暴雨预报提供关注点㊂1㊀台风倒槽降水1.1㊀数据资料来源与研究方法本文研究所用台风数据来自中央气象台,地面㊁高空观测数据来自国家信息中心;降水数据来自河南信息中心19802017年河南省地面观测站基本数据(2020时);物理量计算使用6h间隔㊁1ʎˑ1ʎNCEP再分析资料㊂应用统计分析㊁诊断分析和天气学分析方法进行研究㊂1.2㊀台风倒槽降水个例本文定义:河南省有ȡ10个相连的国家自动气象站24h降水量ȡ25mm,且其中ȡ5站24h降水量ȡ50mm,为一个区域暴雨日;出现降水但未达此标准的则视为一般性降水㊂据此,普查19802017年河南台风倒槽降水个例,方法是统计每一个台风的登陆时间,跟踪其陆上移动路径,当台风倒槽进入3136ʎN㊁110117ʎE,且成为河南降水的直接影响系统时,确定为一个台风倒槽降水样本㊂经普查统计,19802017年共有台风倒槽降水18次㊂其中, 14个台风倒槽致河南出现区域性暴雨(表略),概率达到78%㊂暴雨落区可出现在省内各个区域,最强1个暴雨日有36站出现100mm以上降水,最大降水长垣的为294mm(9406号台风,1994年7月11 12日)㊂其余4个台风倒槽仅带来一般性降水(表略)㊂由台风倒槽形成的一般性降水多以小雨为主,豫东南局地偶有大雨或暴雨点,降水落区主要位于河南东部㊁东南部㊂1.3㊀台风倒槽暴雨与一般性降水的特征差异导致一般性降水的台风倒槽往往位于河南东南部到安徽省一带,水汽输送多源自东南沿海,经江西㊁湖北东部或安徽中部进入河南㊂形成区域暴雨的台风倒槽,多位于河南境内,水汽输送除了来自东南沿海,还有源自南海海面㊂统计分析表明,受台风倒槽影响时,不同强度降水的水汽条件相差无几,动力条件差异较大㊂出现区域暴雨时(表1),925hPa 比湿ȡ15g㊃kg-1,上升运动较强,高层有辐散,低层有辐合㊂而出现一般性降水时,低层比湿也较强,但维持时间较短,且上升运动较弱,通常在0.0~-0.1 Pa㊃s-1,最大中心值偶尔可达-0.2Pa㊃s-1,维持时间不长㊂700hPa以下有弱辐合,最强时可达-2.0ˑ10-6s-1,远小于出现暴雨时的数值,有高层辐散特征的仅占1/4㊂另外,出现区域暴雨时冷空气参与率占90%以上,而一般性降水冷空气参与很少,即使有,最大锋区强度仅10K/3纬度㊂因此,动力条件的差异及冷空气影响与否及其强弱,是造成两种不同强度降水的主要原因㊂表1㊀河南省台风倒槽暴雨的部分物理量指标925hPa比湿/(g㊃kg-1)500hPa以下垂直速度/Pa㊃s-1散度/s-1200hPa以下600-300hPaȡ15-0.15~-0.35-6ˑ10-6~-30ˑ10-63ˑ10-6~10ˑ10-6 2㊀典型个例的对比分析2.1㊀典型个例选取为深入认识台风倒槽对河南省降水强度的影21㊀第2期郑世林等:台风倒槽导致河南不同强度降水的对比分析响,选取近年来由台风倒槽形成的区域暴雨和一般性降水典型个例进行对比分析㊂选取原则:1)暴雨,降水强度大,范围广;2)一般性降水,陆上移动路径与所选区域暴雨个例相似㊂经查找,1312号台风 潭美 为区域性暴雨典型个例,0604号台风 碧利斯 为一般性降水的典型个例㊂ 潭美 于2013年8月22日02:40在福建省福清市登陆, 碧利斯 于2006年7月14日12:50在福建省霞浦县登陆㊂两个台风登陆后均向西西北方向移动,并迅速减弱为强热带风暴,陆上移动路径基本相似,但给河南带来的降水强度却差异巨大㊂2.2㊀降水实况受 碧利斯 倒槽影响,2006年7月1517日河南省出现大范围降水,大部分地区以小雨为主,主要降水时段为1617日,最大降水中心(46mm)和最大雨强中心(45m ㊃h -1)均出现在驻马店㊂2013年8月2325日受台风 潭美 倒槽影响,河南省出现区域暴雨,强降水集中在23日20时24日20时(图1b),暴雨区位于驻马店㊁周口㊁南阳到信阳一带,24日凌晨到上午降水最强,降水中心(舞阳)降水量为142mm,24日06时(周口川汇)出现最大雨强69.6mm㊃h -1㊂两次过程的降水落区相似㊁降水强度明显不同㊂图1㊀ 碧利斯 (a )和 潭美 (b )最大日降水量单位:mm2.3㊀环境条件的对比分析2.3.1㊀天气形势与影响系统碧利斯 和 潭美 登陆前(图2a㊁2c),500hPa副高均呈东西带状,控制河套东南部到黄淮地区,在东北有一较为深厚的冷涡,冷涡底部的低槽南伸至华北地区㊂ 碧利斯 影响之初(图2b),500hPa 东北冷涡东移入海,低槽减弱东移(槽后冷空气未能南下影响河南),副高断裂,豫西受大陆高压控制,其他地区处于大陆高压和副高之间的低压带中,925hPa 台风倒槽进入河南东南部,700hPa㊁850hPa 倒槽均位于安徽㊂17日08时(图略),925hPa 台风倒槽稳定少动,850hPa㊁700hPa 倒槽分别进入河南东部和豫东南的信阳地区㊂17日20时,各层台风倒槽均消失,仅信阳地区有弱辐合,降水基本结束㊂16日20时海平面气压场上(图略),40ʎN 附近无冷高压南下,降水开始后,河南处于暖倒槽中,故 碧利斯 带来的是暖区降水㊂因低空西南急流自始至终未进入河南,且辐合弱,仅出现一般性降水㊂潭美 降水开始前(图2d),天气形势与 碧利斯 的相似,500hPa 原来呈东西带状的副热带高压断裂,河南大部处于大陆高压和副高之间的低压带中,各层台风倒槽进入或即将进入河南㊂此时东北冷涡东移,其底后部有冷空气随偏北气流南下,在850hPa 表现为自内蒙到华北出现的大范围东北气流,涡后偏北气流与倒槽前部的东北气流打通,冷空气进入河南且与台风倒槽东侧的东南急流交汇于河南㊂此时500hPa 倒槽进入河南东部,700hPa㊁850hPa 倒槽即将入豫㊂24日08时(图略),各层倒槽均进入河南境内,辐合明显加强,对应着降水最强时段㊂由于冷空气影响,24日20时,500hPa 倒槽已演变为东西向的冷切变,位于河南中部,700hPa 倒槽减弱消失,850hPa 以下河南均转受东北气流控制,降水趋于结束㊂23日08时925㊁850㊁700hPa 各有一支来自东部㊁南部海上的偏东㊁偏南急流向河南输送水汽,为产生强降水提供了非常有利的水汽条件㊂地面图上,23日20时,青海北部经河套到内蒙东部为一高压带,高压中心1012.5hPa,该高压逐时南移,于24日自北向南影响河南,与充足的水汽和31气象与环境科学第43卷台风倒槽在河南相遇,导致暴雨㊂因此, 潭美 倒槽降水远强于 碧利斯 的主要原因是 潭美 有冷空气参与且有低空偏南急流支持,而 碧利斯 则无㊂图2㊀ 碧利斯 (a ㊁b )㊁ 潭美 (c ㊁d )倒槽降水过程天气形势图图中黑色实线为500hPa 位势高度,棕色单实线为500hPa 倒槽,棕色双实线为700hPa 倒槽,红色双实线为850hPa 倒槽,灰色双实线为925hPa 倒槽,风矢㊁和分别为850hPa 的风向㊁风速㊁台风中心和低压中心2.3.2㊀水汽条件充足的水汽和热能输送是台风外围环流产生暴雨和降水维持的重要能量来源[6]㊂对比分析两次过程降水中心附近的水汽通量垂直分布和时间演变(世界时,图3),可以发现,在强降水开始前二者在850hPa 以下都有明显的水汽输送,水汽通量大值中心均ȡ20g㊃cm -1㊃hPa -1㊃s -1,但在降水开始后, 潭美 的水汽输送持续加强,24日08时水汽通量中心值达到23g㊃cm -1㊃hPa -1㊃s -1(图3b ),而 碧利斯 水汽通量迅速减小,17日02时后中心值降至10g㊃cm -1㊃hPa -1㊃s-1(图3a)㊂此外,从 潭美 暴雨过程前12h 低层的水汽通量场上看,925hPaȡ24g㊃cm -1㊃hPa -1㊃s-1的区域㊁850hPaȡ18g㊃cm -1㊃hPa -1㊃s-1的区域和台风暴雨落区吻合,均有12h 的提前量,对于预报暴雨及其落区具有指示意义㊂图3㊀过 碧利斯 降水中心(33ʎN ㊁114ʎE ,a )和 潭美 降水中心(34ʎN ㊁114ʎE ,b )的水汽通量(色斑)㊁风向风速时间序列水汽通量单位:g㊃cm-1㊃hPa-1㊃s -1,风速单位:m /s;图中时间为世界时41㊀第2期郑世林等:台风倒槽导致河南不同强度降水的对比分析㊀㊀水汽通量散度也是产生降水的必要条件㊂850hPa 水汽通量散度(图4)显示, 碧利斯 降水即将开始时,降水区上空有0~-10ˑ10-8g ㊃cm -2㊃hPa -1㊃s-1水汽辐合,中心值为-20ˑ10-8g㊃cm -2㊃hPa -1㊃s -1(图4a),随之出现46mm 的降水中心;而潭美 降水开始时,水汽辐合达到-10ˑ10-8~-20ˑ10-8g㊃cm -2㊃hPa -1㊃s -1,最大中心强度达到-50ˑ10-8g㊃cm -2㊃hPa -1㊃s -1(图4b),随后出现142mm的降水中心㊂图4㊀850hPa 水汽通量散度(等值线)和未来24h 降水量水汽通量散度单位:10-8g㊃cm-2㊃hPa-1㊃s -1,降水量单位:mm2.3.3㊀动力条件分析 碧利斯 倒槽降水过程中垂直速度㊁涡度㊁散度的配合情况㊂根据NCEP 计算结果,16日20时17日20时(图略)整个降水时段内,0.0~-0.1Pa㊃s -1的垂直上升运动出现在700hPa 以下,0.0~2.0ˑ10-5s-1的正涡度出现在600hPa 以下(位于河南东部和东南部),0.0~-2.0ˑ10-5s-1的辐合主要位于500hPa 以下(图5b)㊂涡度与垂直速度的时序图上(图5a),上升运动弱㊁涡度弱且变化不明显㊂因此 碧利斯 倒槽影响时,动力条件弱,不利于强降水产生㊂对 潭美 而言,8月23日20时24日20时,300hPa 以下为上升运动,700hPa 以下为正涡度㊂23日20时到24日14时,700hPa 以下正涡度明显增大,08时925950hPa 达5.0ˑ10-5s -1;垂直速度24日02时850hPa㊁900hPa 上出现-1.0Pa㊃s-1的上升速度中心,08时300hPa 达-1.2Pa㊃s -1(图5c)㊂300hPa 以下降水区均为辐合,24日02时850hPa出现最大值-4.0ˑ10-5s -1,0208时为高层抽吸作用最强时段,最大雨强为69mm㊃h-1出现在24日06时,恰是动力条件最好的时段(图5d)㊂从以上分析可知, 潭美 降水过程中不仅上升运动远强于 碧利斯 ,还有低层辐合㊁高层辐散的散度场配置,以及低层正涡度明显增加,均表明 潭美 降水的动力条件比 碧利斯 好很多,是 潭美 降水明显强于 碧利斯 的重要原因之一㊂2.3.4㊀对流不稳定分析两次降水过程中最大雨强站(驻马店㊁周口川汇)的θse 时间演变(图略)发现, 碧利斯 降水前,400hPa 以下θse 随高度减小,大气存在弱的对流不稳定;降水后400hPa 之下θse 仍随高度减小,975hPa 最大θse 与650hPa 最小θse 之差Δθse 为8~16K,表明 碧利斯 倒槽降水期间中低层一直存在着弱的对流不稳定㊂ 潭美 降水前及开始时,925500hPa θse 随高度减小,900hPa 最大θse 与650hPa 最小θse 之差Δθse ʈ6K;降水时段内850600hPa 之间θse 随高度减小,Δθse =8K㊂表明中低层存在对流不稳定,强度与 碧利斯 的相当㊂两次台风倒槽降水过程中大气的对流不稳定能量都很小,对各自降水增强贡献不大,不是导致两次降水强度明显差异的原因㊂分析K 指数发现, 潭美 倒槽降水前不稳定能量的积累多于 碧利斯 的积累㊂3㊀冷空气对降水强度的影响3.1㊀冷空气的活动情况根据地面气压㊁24h 变压分析冷空气活动㊂碧利斯 降水前,气压场上华北㊁东北及河套地区无冷高压,24h 变压场上,35ʎN 以北为大片负变压㊂降水开始后,河南处于地面暖倒槽顶部,负变压加强,变压中心由-4ħ降至-6ħ,变压0线位于豫北到豫西,表明整个降水期间无北方冷空气南下影响河南㊂与 碧利斯 不同, 潭美 降水前,东北㊁华51气象与环境科学第43卷图5㊀过 碧利斯 潭美 降水中心附近(33ʎN㊁114ʎE)的垂直速度㊁涡度㊁散度㊁θse㊁风时间序列垂直速度单位:Pa㊃s-1,涡度和散度单位:10-5㊃s-1,θse单位:K,风速单位:m/s;图中时间为世界时北到河套地区均受冷高压控制,变压场上,35ʎN以北为大片正变压(中心达到6hPa/24h),降水中,正变压区逐时南移,降水结束时河南已完全处于正变压区中㊂表明 潭美 降水前后,一直有北方南下冷空气参与㊂从 碧利斯 潭美 降水过程等压面上θse的演变可以看到, 碧利斯 降水前后850hPa㊁925hPa 上河南境内的θse无变化,θse锋区位于华北东部,未继续南下(图略);仅700hPa位于华北东部的θse低值区边缘在17日1420时伸向豫东北,致θse垂直梯度加大,对流不稳定有所加强,17日19时出现最大雨强㊂与 碧利斯 不同, 潭美 降水中,低层θse 的变化非常明显:925hPa,23日20时θse低值区从华北伸入河南,24日08时324K的θse等值线进入河南并造成明显锋生(θse锋区强度达到32K/4纬度),之后锋区略有减弱,但维持到24日14时(图6 a)㊂850hPa上,锋区强度达到24K/3纬度(图6b),θse锋区自北向南影响河南,并维持到24日20时㊂700hPa上,θse锋区仅影响河南北部,之后迅速减弱㊂受南下冷空气影响,低层风场也发生了变化:河南东南部(暴雨区)偏东风与东北风间的气旋性切变加强㊁切变线两侧风速加大,在925hPa上表现尤其明显,24日02时925hPa切变线西侧东北风速达到12~16m/s,东侧偏东风速达8~10m/s,说明冷空气侵入加强了低层风场辐合㊂可以看出, 碧利斯 与 潭美 倒槽降水最大不同在于前者没有冷空气介入,而后者850hPa以下有较强冷空气参与㊂3.2㊀冷空气的作用陈联寿等[21]在‘西太平洋台风概论“中阐述了冷空气对台风降雨的作用,如增强位势不稳定㊁加强低空辐合㊁增加斜压能等㊂赵培娟等[22]的研究表明:低层冷空气形成的V分量差可指示台风低压的转向㊂吴蓁等[23]的分析认为,较强冷空气可阻挡台风倒槽的移动,从而影响暴雨落区㊂3.2.1㊀大气斜压性增强近年来暴雨研究较多地应用到湿位涡[21,24]这个能够综合表征大气热力㊁动力和水汽作用的物理量㊂下面应用湿位涡理论[25-27](公式略),分析 碧利斯 潭美 两个台风倒槽降水中大气斜压项和正压项的贡献㊂湿位涡可以分解为湿正压项MPV1和61㊀第2期郑世林等:台风倒槽导致河南不同强度降水的对比分析湿斜压项MPV 2㊂其中,MPV 1表示惯性稳定性和对流稳定性的作用,MPV 2包含了湿斜压性和水平风垂直切变的贡献㊂将等压面位涡分解为正压和斜压部分,可以计算(湿)斜压系统中(湿)斜压性相对于正压性的大小,从而反映(湿)斜压系统的结构特征㊂图6㊀ 潭美 降水过程中低层等压面θse 分布单位:K㊀㊀图7为经过 碧利斯 潭美 各自降水中心(33ʎN㊁114ʎE )所作MPV 1㊁MPV 2的经向剖面图㊂在 碧利斯 主要降水时段(图7a),降水区(32.034.5ʎN)850hPa 以下MPV 1为负值区,最大值-0.8PVU 位于32ʎN,表明低层有对流不稳定存在,MPV 2在850hPa 以下基本为正值区,但是数值很小,多为0PVU,说明 碧利斯 降水中其湿斜压项弱于正压项,MPV 1对降水的贡献大于MPV 2的贡献㊂在 潭美 强降水开始时(图7b),降水区(3235ʎN)上空偏南区域950hPa 以下和850700hPa 之间MPV 1为负值区,最大值达-0.6PVU,位于32ʎN,表明有对流不稳定存在,降水区(32.035.0ʎN)上空900hPa以下MPV 2正值区非常明显,整个降水区的MPV 2数值均达到了0.9PVU,表明 潭美 台风倒槽降水中既存在对流不稳定又存在斜压不稳定,但是湿斜压项(MPV 2)对暴雨产生的贡献大于湿正压项的贡献㊂根据湿位涡方程[25],MPV 2包含了湿斜压性和水平风垂直切变的贡献,即其大小与相当位温的水平梯度有关㊂结合图6可知, 潭美 降水过程中锋生明显,相当位温水平梯度大㊁斜压性强,故对MPV 2正值贡献大㊂由此,低层有无冷空气活动,是否增强大气斜压性,是两次台风倒槽降水量级不同的重要原因之一㊂图7㊀过 碧利斯 降水中心(33ʎN ㊁114ʎE ,a )和 潭美 降水中心(34ʎN ㊁114ʎE ,b )的MPV 垂直剖面色斑为MPV 1,等值线为MPV 2;单位:PVU㊀㊀另外,23日夜间中低层冷空气持续南下影响河南,地面图上(图略),24h 负变温区(Δt :-1~-2ħ)于24日0208时进入台风低压环流的西北部,24日08时台风低压环流中心24h 负变压由之前的-7hPa 降至-8hPa,说明冷空气影响之后地面台风低压有所加强㊂这是因为冷空气的侵入,增强了大71气象与环境科学第43卷气的斜压性,台风低压环流因获取斜压能量得以维持并发展㊂同时冷空气侵入,使扰动位能转化为扰动动能,亦使登陆台风低压得以维持和发展[28-29]㊂3.2.2㊀倾斜涡度增长吴国雄等[24]对湿斜压过程中倾斜垂直涡度的发展进行研究,指出当θe 面陡立时,大气无论是湿对称不稳定或对流不稳定,湿等熵面的倾斜均能引起垂直涡度的增长,从而导致暴雨发生㊂图8(a)上,24日02时暴雨区(3235ʎN )上空,特别是在3335ʎN 区间,500hPa 以下存在呈陡立状的θse 密集带,几乎与地面垂直;到24日08时,陡立状的θse 密集带降至700hPa 以下(图8b)㊂根据吴国雄[24]㊁段旭[30]㊁任余龙[31]等对湿斜压过程中θse 倾斜与涡度关系的研究结果,可知暴雨区将有倾斜涡度的发展,正如图5(c)所示,24日0208时,925850hPa 的正涡度迅速增强,中心强度达5.0ˑ10-5s -1,有效地促使低层水汽汇聚并输送至高空,使降水增幅㊂图8㊀过 潭美 暴雨中心(34ʎN ㊁114ʎE )的θse (色斑)和垂直速度(等值线)经向剖面θse 单位:K,垂直速度单位:Pa㊃s-13.2.3㊀锋生因 碧利斯 降水无冷空气参与,本节只分析潭美 降水㊂如前所述, 潭美 暴雨前,850hPa 以下北方冷空气南下侵入河南,925㊁850hPa 风场显示(图略),24日02时台风倒槽进入豫东,与南下冷空气相遇,台风低压东部的东南风(偏东风)与东北风(冷空气)间的辐合达到最强,导致散度场上,该时次低层的辐合迅速增强(图5d)㊂低层冷空气自23日夜间开始自北向南进入河南,冷暖空气在河南相遇,24日3236ʎN 锋生明显(图6),由锋生导致的次级环流的上升支[32]恰好位于河南东南部(32.5ʎN 附近),下沉支则位于豫北(36.037.0ʎN,图8b)㊂次级环流形成的上升气流与台风倒槽(低层风切变)的上升气流共同作用,进一步促进了上升运动,24日02时925㊁850hPa 上升运动出现最大值-1.0Pa㊃s -1(图5c)㊂可见北方南下冷空气(偏北风)与台风低压东侧偏东㊁偏南气流在河南中东部相遇且对峙,一是加强了低层风场的辐合,二是因锋生产生次级环流,两者均有利于垂直上升速度增强,促进降水增幅㊂综上所述,低层冷空气入侵为 潭美 降水增强起到以下几个作用:1)加强了大气的斜压性,使台风低压系统通过获取斜压能量得以维持并发展;2)加强了低层风场的辐合;3)南下冷空气与台风系统相遇(冷暖交汇)导致锋生,伴随锋生出现的次级环流上升支进一步促进了垂直上升运动;4)冷暖空气对峙形成近于垂直地面的θse 陡立锋区,引起倾斜涡度发展,进一步加强低层辐合和上升运动,将水汽源源不断送往高层,使降水增强㊂由此可见,冷空气在 潭美 倒槽暴雨形成过程的主要作用为加强动力抬升和垂直上升运动,加强低层水汽汇集并输送到高空,促进降水增幅,形成暴雨㊂上述几点均为河南台风倒槽暴雨形成的机制㊂因此 潭美 降水过程中由低层冷空气活动导致的低层风场辐合加强㊁正涡度加强,负散度加强等有利于降水增幅的因素,在 碧利斯 倒槽降水中均未出现㊂由此,两次台风倒槽降水在动力条件上的差异,是两者继水汽输送条件外,降水差异大的另一重要原因,也说明冷空气在台风倒槽降水中起着至关重要的作用㊂4㊀结㊀论(1)受台风倒槽影响,河南发生区域暴雨的概率达78%㊂由于不同的影响系统配置及温㊁湿背景81。
“21·7”河南极端降水的远距离台风作用分析
“217”河南极端降水的远距离台风作用分析王军;吴迪;王超杰;席乐;刘磊【期刊名称】《气象与环境科学》【年(卷),期】2022(45)2【摘要】利用常规气象观测、中央气象台台风定位报、HYSPLIT模式和欧洲中心ERA5逐小时再分析等资料,对2021年7月1922日河南极端降水过程中远距离台风的作用进行了诊断分析。
结果表明:此次特大暴雨是南亚高压、副热带高压、黄淮地区低涡或切变线和双台风远距离水汽能量输送共同作用造成的罕见极端降水。
南亚高压东边界东扩、日本附近副热带高压稳定维持,以及位于河南的中尺度低涡或切变线,为极端降水的发生奠定了基础。
远距离台风“烟花”和“查帕卡”双双与河南建立水汽通道,并维持72 h之久,使大量的水汽和能量通过低空东南急流或偏南气流源源不断地向河南输送,成为此次极端降水的关键因素。
1921日暴雨区低层925 hPa的水汽主要来自“烟花”单通道输送;850 hPa和700 hPa水汽均源自“烟花”和“查帕卡”双台风双通道输送,850 hPa上“烟花”对水汽的贡献大于“查帕卡”的贡献,而700 hPa两台风贡献相当。
由于中低层维持长时间的水汽和能量的输送,致使暴雨区强降水时段低层一直保持高温高湿状态。
低层高温高湿,一是加强了暴雨区的对流不稳定,二是在不稳定能量释放后可重建对流不稳定层结,从而导致了特大暴雨的连续出现。
此外,925 hPa水汽通量大值区、水汽通量散度负值中心与逐12 h强降水中心演变具有较好的对应关系。
925 hPa弱冷空气侵入使暴雨加剧,强降水位于假相当位温等值线密集区。
【总页数】11页(P75-85)【作者】王军;吴迪;王超杰;席乐;刘磊【作者单位】许昌市气象局;长葛市气象局;河南省气象台【正文语种】中文【中图分类】P458.121.1【相关文献】1.夏半年中国总降水、极端降水及台风降水的趋势分析2.超强台风丹娜丝对1323号强台风菲特极端降水的作用3.湿位涡诊断分析在河南台风远距离降水中的应用4.ECMWF集合预报在一次台风远距离极端降水分析中的应用5.“21·7”河南特大暴雨降水特征及极端性分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
豫北一次雷雨大风过程的干湿能量位涡数值分析
豫北一次雷雨大风过程的干湿能量位涡数值分析
牛广山;王大勇;李俊杰
【期刊名称】《山西气象》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】从大气基本运动方程及大气总能量概念出发,以2013年8月1日02时前后河南西北部的一次典型雷雨大风天气为例,利用NCEP资料对本次强雷暴大风天气过程进行分析,将干能量位涡与湿能量位涡的表达式及守恒性确定后,分析干湿能量位涡的耦合性在雷暴发生时所表现的特征.通过分析发现,干能量位涡的崩溃与湿能量位涡的正斜压项耦合性可以较好地预示雷雨大风天气,中高空干能量位涡在增强后的崩溃,有利于雷雨大风天气发生,低层湿能量位涡的不稳定正压与斜压系统耦合时,预示该区域将有雷雨大风发生.
【总页数】6页(P7-12)
【作者】牛广山;王大勇;李俊杰
【作者单位】焦作市气象局,河南焦作454003;山西省气候中心,山西太原030006;博爱县气象局,河南博爱,454450
【正文语种】中文
【相关文献】
1.湿位涡在豫北春季一次强对流天气中的应用分析 [J], 牛广山;王大勇;李俊杰;李秋元
2.能量位涡在雷雨大风天气诊断分析中的应用 [J], 魏鸣;雷欢欢;程周杰;宁应惠;齐琳琳
3.2017年7月豫北一次雷雨大风过程成因分析 [J], 李磊
4.豫北一次夏季雷雨大风过程分析 [J], 段中夏
5.副高西北侧一次大暴雨能量位涡和相当能量位涡诊断分析 [J], 王鹏祥
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2004-08-26河南台风暴雨过程分析
2004-08-26河南台风暴雨过程分析
范学峰
【期刊名称】《气象与环境科学》
【年(卷),期】2006(000)002
【摘要】应用螺旋度理论结合物理量场,对2004年8月26～27日由台风‘艾利'外围东南急流引起的河南东部大暴雨过程进行诊断分析.结果表明:台风‘艾利'外围东南急流向暴雨区源源不断的输送暖湿气流,为暴雨提供了暖湿条件,暴雨发生在θse的高能舌区;暴雨过程中,中低层θse线陡峭密集,表明大气稳定度急剧降低,有利于强降水的发生;对流层低层螺旋度Hp>0、高层Hp<0的配置关系,表明高层存在旋转下沉气流,中低层存在强烈的旋转上升气流,这为暴雨的发生提供了强大的动力条件.
【总页数】2页(P35-36)
【作者】范学峰
【作者单位】河南省气象台河南郑州 450003
【正文语种】中文
【中图分类】P4
【相关文献】
1.一次台风暴雨过程分析 [J], 高鹏;王冰;王娜
2.屏南县2016年9月15日一次台风暴雨天气过程分析 [J], 陆继彬;陈孝腔
3.东山县2016年9月14-15日台风暴雨天气过程分析 [J], 谢俊鹏;林展国;黄铭
绸;沈小安
4.赣州市台风暴雨过程分析\r——以2017年7月3日-8月1日为例 [J], 谢万芬;陈颖
5.东山县2016年9月14-15日台风暴雨天气过程分析 [J], 谢俊鹏;林展国;黄铭绸;沈小安;
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湿有效位能在开封汛期分级降水预报中的应用
湿有效位能在开封汛期分级降水预报中的应用
李改花
【期刊名称】《河南气象》
【年(卷),期】1999(000)001
【摘要】湿有效位能在开封汛期分级降水预报中的应用李改花（开封市气象局·４７５００３）１９８４年以来，开封市气象台利用湿有效位能作６～８月份逐日降水预报。
使用中发现，湿有效位能变化与降水量级有一定关系：各层湿有效位能逐日上升较小时，降水量级较小；湿能激增，在湿...
【总页数】1页(P15)
【作者】李改花
【作者单位】开封市气象局
【正文语种】中文
【中图分类】P457.6
【相关文献】
1.宁夏汛期分级降水客观预报方法应用检验 [J], 陈豫英;陈楠;马金仁;李强;毛璐;杨婧
2.湿有效位能在雪灾天气中的特征及其在预报中的应用 [J], 张政
3.T213数值预报产品在西安市汛期分县分级降水预报中的释用 [J], 高维英;李光;宁海文
4.开封中、短期逐日降水分级滚动预报方法 [J], 刘文玲;王其英;喻谦花;孙晖;李跃华;刘红雨;孟庆国
5.对流有效位能在强对流预报中的应用研究 [J], 叶爱芬;伍志方;肖伟军;胡胜;刘运策
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湿位涡子项在华南前汛期两类暴雨中的诊断分析
湿位涡子项在华南前汛期两类暴雨中的诊断分析吴启树;连东英;刘爱鸣;覃丽;沈新勇【期刊名称】《气象科学》【年(卷),期】2014(034)003【摘要】本文从湿位涡的正压项(ζMPVI)和斜压项(ζMPV2)两子项出发,应用常规资料和NCEP再分析资料,通过动态合成分析法,分别分析ζMPV各子项在华南前汛期连续性锋面暴雨和暖区暴雨过程中的特征,并用双雨带过程进行了验证.结果表明:低层ζMPV2的子项(ζ22),对华南锋面降水诊断能力较强,特别是对强降水分布结构特征及中心位置具有明显的诊断能力,不足之处是其强弱并不能直接指示降水的强弱.锋面强降水中心附近的低层ζMPVI与降水量有一定的反相关性.低层强ζMPVI 负值对暖区强降水具有潜势预报能力,但其负中心位置或分布结构不能表征降水中心位置及其分布.ζMPV2及其两子项对暖区暴雨无明显诊断能力.以上所得结论物理意义明确,有助干预报员在实际预报业务中更好地使用湿位涡.【总页数】8页(P317-324)【作者】吴启树;连东英;刘爱鸣;覃丽;沈新勇【作者单位】福州市气象局,福州350014;福建省气象台,福州350001;福建省气象台,福州350001;广西壮族自治区气象台,南宁530022;南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室,南京210044【正文语种】中文【中图分类】P458.121.1【相关文献】1.华南暴雨中尺度对流系统的形成及湿位涡分析 [J], 蒙伟光;王安宇;李江南;冯瑞权;侯尔滨2.Q矢量和湿位涡在梅雨期区域性暴雨中的诊断分析 [J], 刘学华;朱宵峰;梁亮3."98.5"华南前汛期暴雨的湿位涡异常诊断:质量和热力强迫的数值分析 [J], 文莉娟;程麟生;左洪超;隆霄4.两类El Ni(n)o事件对华南前汛期降水异常的影响 [J], 李海燕;孙家仁;谌志刚;梁之彦;钟水新;叶希莹5.“98.5”华南前汛期暴雨中尺度系统发生发展的动力、热量和水汽收支诊断 [J], 文莉娟;程麟生;左洪超;吕世华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
“21.7”河南暴雨暖湿季风输送带加强及关键天气流型的准地转位涡反演
“21.7”河南暴雨暖湿季风输送带加强及关键天气流型的准地转位涡反演“21.7”河南暴雨暖湿季风输送带加强及关键天气流型的准地转位涡反演近年来，我国河南地区的暴雨频发成为严重的自然灾害问题，给当地人民的生产生活带来了严重影响。
其中，2012年7月21日的河南暴雨事件被认为是河南近年来的一次重大暴雨过程。
为了更好地理解并预测此类暴雨事件，研究学者们利用准地转位涡反演的方法，对21.7河南暴雨的原因进行了深入研究。
通过反映大气水平辐合和动力锋、涡旋相互作用的转位涡，为我们提供了强降水天气系统演变的重要线索。
研究表明，在此次河南暴雨事件中，来自南方的暖湿气流在暖锋的作用下加强并向北方输送，形成了河南地区的暖湿季风输送带。
暖湿季风输送带上的大气水平辐合和动力锋引发了大范围的降水，导致了河南地区暴雨的发生。
准地转位涡反演的研究还揭示了关键天气流型对河南暴雨过程的重要性。
在21.7河南暴雨中，位于锋面的中低层层结不稳定，形成了较为明显的中尺度涡旋。
这个涡旋与暖锋的结合导致了持续的大范围降水。
同样在这次河南暴雨中，锋面的切变线上还形成了一个小尺度的环流系统，加强并维持着降水过程。
进一步研究显示，在21.7河南暴雨中，暖湿气流的输送受到西南涡活动的影响。
西南涡的存在导致了高层环流的扰动，进而加强了暖湿气流的输送，使其更为稳定和持久。
暖湿季风输送带在西南涡的作用下进一步加强，加剧了河南地区的降水过程。
与此同时，环流系统的位置和路径也对暴雨的空间分布产生了重要影响。
总的来说，通过准地转位涡反演的研究，我们对21.7河南暴雨事件有了更深入的了解。
暖湿季风输送带的加强以及关键天气流型的形成和作用对河南地区的暴雨过程具有重要意义。
这一研究为我们提供了预测河南地区暴雨的有力方法和理论基础，为应对和减轻暴雨灾害提供了重要依据。
在今后的研究中，我们仍需进一步完善准地转位涡反演的方法，提高对关键天气流型的识别能力和预测准确性。
同时，加强对暖湿季风输送带形成机制和关键影响因素的研究，以提高对河南地区暴雨过程的认识。
2004-07-16河南大暴雨过程的湿位涡分析
2004-07-16河南大暴雨过程的湿位涡分析范学峰;苏爱芳;郑世林;席世平【期刊名称】《气象与环境科学》【年(卷),期】2006(000)001【摘要】应用湿位涡理论,分析了2004年7月16～17日的强暴雨个例,发现有利于强降水发生的湿位涡场分布特征:对流低层MPV1<0、同时MPV2>0,有利于强降水发生.暴雨发生时,对流高层表现对流稳定,即MPV1>0,低层MPV1<0,为湿对流不稳定区;当两者相互作用时,即当高层干冷空气下滑与上升的低空高温高湿的空气交汇,容易储存和释放对流不稳定能量,利于暴雨的发生. 低层西南急流不仅为暴雨的发生提供了丰沛的水汽,也为暴雨的发生提供了足够的热力和动力,因而使MPV2增大,垂直涡度得到发展,降水加剧.湿位涡在夏季可以作为河南省预报暴雨的一个有效辅助工具.【总页数】3页(P17-19)【作者】范学峰;苏爱芳;郑世林;席世平【作者单位】河南省气象台河南郑州 450003;河南省气象台河南郑州 450003;河南省气象台河南郑州 450003;河南省气象台河南郑州 450003【正文语种】中文【中图分类】P458.1+21.1【相关文献】1.湿位涡在"96.8"特大暴雨过程中的应用分析 [J], 张迎新;胡欣;张守保2.2012年7月北京一次大暴雨过程的湿Q矢量和湿位涡分析 [J], 岳甫璐;王春明;王慧鹏3.2018年影响河南的\"温比亚\"与\"摩谒\"台风\r大暴雨过程对比分析 [J], 喻谦花;康暑雨;姜东东;冀翠华;李姝霞4.2004-07-16河南省特大暴雨过程螺旋度分析 [J], 王蕊;匡晓燕;席世平;苏爱芳5.河南初秋两次大暴雨过程对比分析 [J], 席世平;张一平;郑世林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
“21.7”河南暴雨暖湿季风输送带加强及关键天气流型的准地转位涡反演
“21.7”河南暴雨暖湿季风输送带加强及关键天气流型的准地转位涡反演谢作威;布和朝鲁;诸葛安然;连汝续;廖振杨;阎洁;林大伟【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2022(46)5【摘要】本文使用站点降水资料和欧洲中期天气预报中心第五代再分析数据,利用准地转位涡分部反演,重点分析了2021年7月18~21日(简称“21.7”)河南极端暴雨中暖湿季风输送带加强的机理及其关键环流特征。
结果表明:副热带高压持续西伸至中国东部地区,其西南部宽广的东南风将暖湿气流和河南地区高位涡输送至西北地区;同时,西北地区阿拉善高原热低压受感热加热而加强,在近地面层及其东侧的河套地区对流层中低层(750~650 hPa)产生正位涡异常,与河南地区低压环流形成大范围高位涡异常,从而与副热带高压形成较大范围的对峙。
准地转位涡反演结果表明,对流层中低层这一天气流型导致河南南部南风的加强,有效地将暖湿输送带中高温高湿的气块输送至河南地区,成为7月20日极端暴雨发生的关键因子之一。
对于7月20日河南地区的南风,主要来自于副热带高压的贡献,其次是河套地区对流层中低层高位涡异常,而河南局地低压环流的贡献略小。
【总页数】20页(P1147-1166)【作者】谢作威;布和朝鲁;诸葛安然;连汝续;廖振杨;阎洁;林大伟【作者单位】中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心;杭州市萧山区气象局;新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学);中国气象局人工影响天气中心;中国气象局云降水物理与人工影响天气重点开放实验室【正文语种】中文【中图分类】P433【相关文献】1.广西冬季2次农业致灾暴雨天气湿位涡分析2.广西一次暴雨过程中准静止中尺度涡旋的位涡反演诊断3.福建春季西南急流暖湿强迫背景下的强对流天气流型配置及环境条件分析4.准静止梅雨锋连续暴雨个例的位涡反演诊断5.季风暖湿输送带与北方冷空气对“7·21”暴雨的作用因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
台风海棠与中纬度系统相互作用对河南暴雨的影响
台风海棠与中纬度系统相互作用对河南暴雨的影响
张霞;王咏青;王君;王建玲
【期刊名称】《气象科技》
【年(卷),期】2008(36)1
【摘要】应用Barnes滤波原理,构建合适的带通滤波器,获取了中尺度信息,对2005年7月21～24日台风"海棠"登陆后与中纬度系统相互作用给河南省造成的暴雨过程进行了分析.结果表明:在台风外围大尺度气旋性环流中,中尺度低压、中尺度辐合线和辐合区是此次暴雨的直接影响系统;台风低压移近后,与西太平洋副高之间气压梯度加大,可以在副高西南侧形成东南风低空急流,东南急流的形成促使中尺度系统加强和发展;干冷空气自对流层中层向低层伸展,与低层的暖湿气流交汇,使对流和暴雨加强.
【总页数】8页(P55-62)
【作者】张霞;王咏青;王君;王建玲
【作者单位】河南省气象台,郑州,450003;南京信息工程大学,江苏省气象灾害和环境变化重点实验室,南京210044;河南省气象科学研究所,郑州,450003;郑州市气象局,郑州,450005
【正文语种】中文
【中图分类】P4
【相关文献】
1.台风海棠造成河南暴雨过程的位涡分析 [J], 靖春悦;寿绍文;贺哲;李平;乔春贵;范学峰
2.高空急流与中纬度系统影响下台风暴雨的研究现状 [J], 张兴强;丁治英;王焱
3.9406号台风与中纬度系统相互作用的中尺度特征 [J], 孟智勇;徐祥德;陈联寿
4.台风\"狮子山\"与中纬度系统相互作用\r所致暴雨成因分析 [J], 任丽;赵玲;孙磊;韩冰;张月
5.台风与中纬度槽的相互作用对其转向之后的路径的影响 [J], 陈华;王凯
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３ ２
气象 与环 境 科 学
效位 能 的变化 有密 切 关 系 ， 当锋 面 抵 达 台 风外 围时 可造 成 斜压有 效位 能和凝 结潜 热 的释放 ” 。由于 暴 雨等 灾害性 天气 过 程 的形 成 机 理 比较 复 杂 ， 一 单 的诊 断量 如涡 度 、 直速 度 、 汽通量 等难 以全 面诊 垂 水 断暴 雨发 生 的物理 机制 ， 因此能 同时 反映大 气动 力 、 热力 和水 汽性 质 的 物理 量 备 受关 注 。近 年 来 ， 们 人 运用 湿 位涡 诊 断对 暴 雨 做 了大 量 研究 。文献 ［ ］ ３ 一
收 稿 日期 ：０ １—１ ０ ； 订 日期 ：０ ２—０ ２ ２１ ２— ９ 修 ２１ ３— ２
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（ ｊ ３）
其 中 ， 、为湿位 涡的垂 直分量 ， ， 其值 取决 于空气 块
作 者 简 介 ： 学 峰 （ ９９ ， ， 东 菏泽 人 ， 程 师 ， 士 ， 事 台风 降水 预 报 技 术 研 究 ． — ｉ： ｓｘ＠１６ ｃｍ 范 １７ 一） 男 山 工 学 从 Ｅｍａｌｌ ｔ ｆ ２ ．ｏ ａｆ
暴雨 的出现 。“ 利 ” “ 棠 ” 近年 来 给河 南 造 艾 和 海 是 成 灾害非 常 严重 的 台风 ， 且在 过 程 中 都有 弱 冷 空 并
讨 湿位涡理论 在河 南 台风远 距离 降水 过程 中的应 用
前景 ， 以提高对 台风远距离降水 的预报能 力 。
１ 湿 位 涡 的 计 算 方 法 考虑大 气垂 直速度 的水 平变化 比水 平速度 的垂 直切变 小 得 多 ， 当忽 略垂 直速 度 ｃ 的水 平 变化 时 ， ｃ ， Ｐ
第 ３ ５卷
第 ２期
气 象 与 环 境 科 学
Ｍ ｅｅ ｒ ｌｇｃ ｌａ ｖｒ ｎ ｅ ｔｌＳ ｉ ｎ ｅ ｔｏ ｏｏ ｉａ ｎｄ Ｅｎ ｉｏ ｍ ｎ ａ ｃ ｅ ｃ ｓ
Ｖ０ ． ５ １ ３ ＮＯ ２ ． Ｍ ａ ． ０１ ｖ２ ２
２１ ０ ２年 ５月
湿 位 涡 诊 断 分 析 在 河 南 台风 远 距 离 降 水 中 的 应 用
不 稳定 能 量 ， 利 于 强 降水 产 生 。 湿位 涡理 论 在 河 南 台风 远 距 离 降 水诊 断 中有很 好 的 应用 前 景 。 有 关键词 ： 位涡 ； 直分量 ； 湿 垂 水平 分 量 ； 台风 远 距 离 暴 雨 ； 压 不稳 定 斜 中 图分 类 号 ：Ｐ ５ ． ４８３ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ６ ３ １ ８ ２ １ ） ２— ０ ５— ８ １ ７ —７ ４ （ ０ ２ ０ ０ ２ ０
范 学峰 ，席 世 平’
（ ． 国气 象 局 ・ 南 省 农 业气 象保 障 与应 用 技 术 重 点 开 放 实 验 室 ， 州 ４ ０ ０ ； １中 河 郑 ５ ０ ３ ２河南省气象局 ， ． 郑州 ４０ ０ ；３ 河 南 省 气 象 服务 中 心 ， 州 ４ ０ ０ ） ５０３ ． 郑 ５ ０ ３
摘 要 ：应 用 湿位 涡理 论 ， 析 了两个 发 生在 河 南 的 台 风 远 距 离 降 水个 例 ， 论 了湿 位 涡 与 台风 远 距 离 降水 形 分 讨 成 的 关 系 。 结果 表 明 ： 个 个 例 中 ， 南 具 有 有 利 于 强 降 水 发 生 的湿 位 涡 特 征 ； 常 暴 雨 的发 展 与 湿位 涡 的 变 化 有 两 河 异 很 好 的 对 应 关 系 ： 位 涡 的 异 常 区域对 应着 最 强 的 降水 ， 流 层 高 层 Ｐｌ 湿 位 涡 的 垂 直 分 量 ） 值 区与低 层 湿 对 （ ｖ 正 负值 区相 互作 用 ， 高 层 下 滑 的 干冷 空 气 与 中低 层 由 东 南 急 流 输 送 的 高 温 高 湿 空 气 交 汇 ， 易储 存 和 释 放 湿 对 流 即 容
引 言
据 统计 ， 陆北 上直 接 影 响河 南 的热 带 气旋 并 登
不 多见 ， 多数 情况 下是 热 带 气 旋外 围或 登 陆减 弱 后 的低压 环流 与 中纬度 系统 相结 合 ， 成 河 南 不 同程 造 度 的降 水 。这 类 降水称 为 台风 远距 离降水 。在 远距
展 ， 出倾 斜涡 度 发 展 理 论 ， 出当 ０ （ 当位 温 ） 提 指 相 面陡 立时 ， 大气无 论是 湿对称 不稳 定或对 流不 稳定 ， 湿等 熵面 的倾斜 能 引起 垂 直 涡度 的增 长 ， 而 导 致 从 暴 雨 的发生 。本文 应用 湿位 涡理论 ， 择 ２ ０ 选 ０ ４年 １ ８
坐 标 系 下 湿 位 涡 守 恒 方 程 为 ＝一 （ ＋ ０ｏ ｇ ０ ＋
ｇ 一ｇ
气 的参 与 。有 学者 分析 了冷空 气活 动对 台风 降水 的
影 响 ， 为弱 冷空 气 的侵 入有利 于 台风发展 ， 强冷 认 而
空 气则 使其减 弱 ， 冷空气 的活 动与 台风降水 增 幅 、 有
号台风 “ 利 ” ２０ 艾 、０ ５年 ５号 台风“ 棠 ” 海 远距 离降 水
的个 例 （ 以下 简 称 “ 利 ” 雨个 例 ， 海 棠 ” 雨 个 艾 暴 “ 暴
例 ） 讨 论 湿 位 涡场 特 征 与 台 风 远 距 离 降水 的 关 系 ， ， 探
离 台风 降水 中 ， 有合适 的冷 空气参 与 ， 导致 异常 若 可
嚣 （ １ ）
（） ２
将 其写 成分量 形 式 ： ＝ 一 （ 应 对西 南 涡暴 雨 、 淮 特 大 暴雨 、 江 锋 面强 降水 以及 台风暴雨 落 区等 进行 了位 涡诊断研
究 。文献 ［ ］ 究 了 湿 斜 压 过 程 中垂 直 涡 度 的 发 ７ 研