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| 1 | 北京721特大暴雨极端性分析及思考(一)观测分析及思考显示文摘本文利用多种常规和非常规观测资料对北京2012年7月21日大暴雨过程的降水特点,引发特大暴雨的中尺度对流系统的环境场条件及其发生发展过程进行了全面的分析。观测分析发现:这次特大暴雨是一次极端性降水过程,具有持续时间长、雨量大、范围广的特点。降水过程由暖区降水和锋面降水组成。暖区降水开始时间早,强降水中心较为分散,持续时间长。锋面降水阶段,多个强降水中心相连,形成雨带,雨强大,降水效率高,持续时间较短。引发此次特大暴雨的中尺度对流系统的环境场条件分析发现:极端降水过程发生在高层辐散、中低层低涡切变和地面辐合线等高低空系统耦合的背景下。来源于热带和副热带的暖湿空气在暴雨区辐合,持续输送充沛的水汽,具有极高的整层可降水量、强低层水汽辐合等极端水汽条件。在充沛的水汽条件下,低涡切变、低空急流上的风速脉动、地面辐合线、地形作用等触发了强降水。随着锋面系统东移,在冷空气和适度的垂直风切变作用下对流系统组织化发展,产生较强的锋面降水。中尺度对流系统发生发展过程分析发现:降水过程首先以层状云降水和分散的对流性降水为主。随着干冷空气的侵入逐渐转化为高度组织化的对流性降水,多个中小尺度对流云团组织化发展并形成MCC,产生极端强降水。由于回波长轴方向、地形以及回波移动方向三者平行,此次过程的雷达回波具有明显的'列车效应';并具有明显的后向传播特征和低质心的热带降水回波特点。通过此次罕见暴雨事件观测资料的综合分析,提出了需要进一步研究的问题:此次特大暴雨过程极端性降水特点及极端水汽条件的成因;北方地区暖区暴雨的形成机制;列车效应和后向传播的形成机制;对流单体的组织维持机制以及数值预报对暖区降水的模拟诊断能力等。 | 谌芸 孙军 徐珺 杨舒楠 宗志平 陈涛 方翀 盛杰 | 2012 | 气象2012，38，10： | 254 |
| 2 | 2012年7月21日北京地区特大暴雨中尺度对流条件和特征初步分析显示文摘本文利用常规、自动气象站观测资料,卫星、雷达、风廓线探测资料和NCEP再分析资料(1°×1°逐6小时),对2012年7月21日北京地区特大暴雨的中尺度对流条件和对流系统特征进行了初步探讨,结果表明:本次极端强降雨成因主要包括非常充沛的水汽,一定的对流不稳定性,对流系统持续的'列车效应',以及低质心高效率的降雨对流系统。低层的切变线和地面辐合线相交的地区,是对流单体初生和强烈发展的区域;根据中层风的风向风速及地面辐合线的位置和走向,可以大致判断对流单体的移动方向及是否存在列车效应。基于静止卫星红外云图和雷达反射率因子资料的中尺度对流系统分析表明该次降水过程存在三个阶段:第一阶段为对流系统强烈发展的前期阶段;第二阶段对流系统发展最为强烈,北京大部分地区出现极端强降雨;第三阶段为北京地区对流和降雨显著减弱阶段。 | 方翀 毛冬艳 张小雯 林隐静 朱文剑 张涛 谌芸 盛杰 蓝渝 林易 郑永光 | 2012 | 气象2012，38，10： | 124 |
| 3 | 北京“7.21”暴雨雨团的发生和传播机理显示文摘基于京津冀5部新一代天气雷达、区域5min自动站和中尺度数值模式模拟资料,通过雷达资料快速更新循环四维变分同化技术和三维数值云模式对低层三维动力和热动力特征的模拟分析,为北京'7.21'特大暴雨中尺度对流系统(Mesoscale Convective System,MCS)的结构特征和传播机理的分析提供了佐证。结果表明:(1)低层动力场和地形强迫对MCS的触发、增强和维持起到关键作用。在MCS形成阶段,地形强迫有利于低空偏南气流带来的暖湿空气在山前的辐合上升。随着MCS的加强,强降水区域呈现与地形走向接近的'西南—东北'向带状分布,单体移动具有明显的'列车效应',而MCS整体则向东偏南缓慢传播。在MCS传播前沿(山前)形成强的出流风场,低层2 km以下均为深厚的辐合上升区且进一步加强,表明地形强迫和低层风辐合对偏南暖湿空气抬升起到重要作用,有利于MCS长时间'列车效应'的维持和MCS的发展。MCS出流风场与平原地区近地面偏南风交汇,使得在距MCS传播前沿约50 km的、已经存在的一个接近'西西南—东东北'走向的出流边界明显增强。在MCS传播前沿存在较为明显的0-3 km风垂直切变,由MCS出流与低层偏南风形成的风向切变以及地形强迫造成的风速切变构成,切变区域与地形走向及MCS伸展方向密切相关,切变强度达到中纬度低层强切变阈值范围。低层风垂直切变与MCS存在明显的正反馈效应,亦有利于MCS的长时间发展和维持。(2)低层热动力场为MCS的发展、传播提供了重要条件。在MCS传播前方的环境低层是明显的暖湿区,而在传播后方的低层则是由于地面冷锋及MCS降水造成的冷区,冷暖空气交汇对MCS的高度组织化和强降水的持续起到重要作用。低层的热力层结不稳定区域主要分布在MCS的南部到西南部地区,为MCS尾部风暴单体的不断新生和移动传播创造了良好的热力条件。最后,通过观测和模拟结果综合分析,初步得出了与此次强降水MCS发展演变密切相关的低层热、动力配置的概念模型,为MCS'列车效应'和后向传播特征的机制分析提供了依据。 | 陈明轩 王迎春 肖现 高峰 | 2013 | 气象学报2013，71，4： | 83 |
| 4 | 短时强降水临近预报的思路与方法显示文摘对短时强降水主观临近预报的主要思路和方法进行综述。(1)短时强降水(flash heavy rain)是指1 h雨量在20 mm或3 h雨量在50 mm以上的降水事件。短时强降水事件的识别主要由雨强和降水持续时间两个要素确定。(2)雨强临近估计的主要根据是天气雷达反射率因子和雨强之间的经验关系,即Z-R关系。对流性雨强的估计,最简单易行的方法是将对流性降水分为大陆强对流型和热带海洋型两种类型,分别采用不同的Z-R关系。雨强估计的主要误差来源包括不适当的Z-R关系、地形对雷达波束阻挡、冰雹'污染'、强降水和冰雹对雷达波束的衰减、硬件定标偏差、被大雨淋湿的天线罩导致的衰减等。(3)判断是否出现强降水的另一要素是降水的持续时间。沿着回波移动方向高降水率的区域尺度越大,降水系统移动越慢,则持续时间越长。对于导致强降水的β中尺度对流系统,其雷达回波的移动矢量是平流矢量和传播矢量的合成。如果平均风方向(平流方向)与回波传播方向交角大于90°,称为后向传播,此时回波移速小于平均风速,移动较慢,易导致强降水。在有利于强降水的环境条件下,含有中气旋或更大尺度涡旋的β中尺度对流系统会明显增大强降水的可能。 | 俞小鼎 | 2013 | 暴雨灾害2013，32，3： | 229 |
| 5 | 雷暴潜势预报中几个基本问题的讨论显示文摘基于雷暴发生三要素的雷暴潜势预报思路已被广为接受,文章旨在讨论其在业务预报应用中的一些具体问题,澄清一些容易混淆的概念。内容包括大气层结不稳定与对流;雷暴触发机制与抬升作用及其与天气系统的关系;如何处理雷暴发生三要素'足够'的问题;'流型识别'与'配料法'的综合应用等。层结不稳定是雷暴发生三要素之一,也是短时预报分析的重点.文章讨论了各种中尺度不稳定在雷暴发生中的作用,给出了估计CAPE值时空演变的着眼点,对位势不稳定和对称不稳定概念及其判据进行了较深入的讨论。 | 王秀明 俞小鼎 周小刚 | 2014 | 气象2014，40，4： | 103 |
| 6 | 强对流天气预报的一些基本问题显示文摘对深厚湿对流(业务中通常称为雷暴)和强对流天气的发展条件和机理(尤其龙卷发展条件和机理)的科学理解是做好对其预报的基础。本文首先分析了对流有效位能和对流抑制能量与抬升气块温湿状态的关系、对流温度的物理意义、对流发展所需的水汽条件;然后提出了我国重大强对流天气的定义,给出了强对流天气时空分布的一些规律、极端强降水与地面露点的关系、雷暴大风产生机制、冰雹融化层高度与湿球温度之间的物理联系、超级单体风暴和龙卷的环境条件、龙卷的形成机理等;最后对涡度和风矢端图及其与龙卷、中气旋发展的关系进行了分析说明。文中列举的对各个概念不尽相同的解释和阈值以及我们的一些认识和理解,可供相关人员学习和比较。 | 郑永光 陶祖钰 俞小鼎 | 2017 | 气象2017，43，6： | 157 |
| 7 | 2017年广州“5·7”暖区特大暴雨的中尺度系统和可预报性显示文摘2017年5月7日广州发生了特大暴雨,各家确定性业务预报模式均漏报了此次过程。本文利用常规观测资料和广州天气雷达资料对此次暖区特大暴雨过程的天气尺度背景、中尺度系统演变和可预报性进行了详细分析,同时通过分析ECMWF集合预报中成功预报出广州周边地区出现局地强降水与预报了弱降水的成员间的差异,探讨影响本次大暴雨发生的关键触发因子。结果表明:2017年'5·7'大暴雨的环境条件和动力强迫较弱,在弱风场环境下,冷高压后部东南风或偏南风回流,经过城市热岛区域,转为偏暖气流,与山坡下滑冷气流在山前一带形成的水平风场辐合,结合山前强水平温度梯度,共同触发了初生对流单体。其后,雷暴出流和边界层暖湿气流形成的辐合线又触发新生单体,并使已减弱的降水单体重新加强产生第二阶段强降水。前两个阶段的局地特大暴雨分别是由稳定少动的块状强回波单体发展到嵌有中涡旋的强单体和较长生命史的弱HP型超级单体造成的,第三阶段的大暴雨是由向南传播合并新生单体并随短波槽东移的带状回波造成;三个阶段成熟回波垂直结构上均呈低质心暖云降水的特点。由ECMWF集合预报成功预报出局地强降水与弱降水成员之间的差异可见,加强的温度梯度及地面风场辐合可能是本次局地强降水的重要触发因子。短期时效内数值模式难以做出暖区尤其是弱风场环境下暴雨以上降水预报,目前的监测和短时临近预警是主要手段。 | 伍志方 蔡景就 林良勋 胡胜 张华龙 韦凯华 | 2018 | 气象2018，44，4： | 105 |
| 8 | “12.7.22”四川暴雨的MCS特征及对短时强降雨的影响显示文摘利用FY2D卫星云图云顶亮温(TBB)资料、雷达回波产品和常规气象观测资料、地面自动站降水资料及NCEP 1°×1°逐6 h再分析资料,对2012年7月21-22日四川暴雨中的中尺度对流系统(MCS)特征及其对短时强降雨影响进行分析,结果表明:(1)这次暴雨过程在21日00-06时和21日21时至22日03时有两个明显的6 h短时强降雨阶段。第一阶段中,500 hPa高原涡与700 hPa低涡切变线、低空急流作用,引发盆地西部短时强降雨;第二阶段中,500 hPa高原涡与700 hPa西南涡作用,引发盆地南部短时强降雨。(2)短时强降雨通常由MCS中的深对流特征造成,水平尺度多为β中尺度或更小的γ中尺度系统,具有云顶亮温低、雷达反射率因子大和垂直累积液态水含量高等特点。(3)探空资料分析表明,MCS增长初期,大气不稳定能量高,存在风垂直切变,在低层冷暖平流交汇明显且温度梯度大的区域,有利于激发MCS生成,另外高低层系统作用产生的深厚正涡度对其发生发展亦具有重要作用。在演变过程中MCS具有低层正涡度、负散度,高层负涡度、正散度的垂直结构,且上升速度明显,这种结构特征可能是MCS发展维持的重要因素,亦是产生强降雨的机制之一。 | 陈永仁 李跃清 | 2013 | 气象2013，39，7： | 73 |
| 9 | 2012年7月21日北京特大暴雨过程的水汽输送特征显示文摘利用NCEP再分析资料,根据水汽收支方程计算2012年7月21日北京特大暴雨时期华北东北部暴雨区域的水汽收支情况并分析水汽输送特征。得到以下结论:经向水汽输送在此次暴雨过程中起主要作用,暴雨区内水汽主要来源于中、低层(500 hPa以下)的南边界。暴雨区内水汽的辐合与暴雨发生的时间和空间具有较好一致性,在低层水汽的辐合起主要作用,中高层水汽垂直输送作用更为显著。HYSPLIT后向轨迹模拟得到的结果显示根据水汽源地划分影响此次暴雨过程水汽输送路径主要有:从孟加拉湾、南海地区处于中低层直接北上的西南路径,以及中层以下从我国东部海域(黄海、东海为主)进入内陆之后北折向东北偏北方向运动的L形高湿路径;同时高层沿着西风带西北路径的干空气输送也对此次强降水有重要影响。三者中从东部海域到达暴雨区的水汽贡献率最大,而孟加拉湾、南海的水汽输送对于此次强降水起到了明显的增强作用。 | 王婧羽 崔春光 王晓芳 崔文君 | 2014 | 气象2014，40，2： | 77 |
| 10 | 由河南“75·8”特大暴雨引发的思考显示文摘'75·8'特大暴雨在我国暴雨领域是一个非常典型的个例。40 a来还发生了其他类型的极端暴雨和突发性暴雨,都加深了对我国暴雨研究与业务的认识,引发了一些思考。暴雨是我国最主要的灾害天气,关系到国家安全、社会稳定和经济的可持续发展。暴雨预报也是我国乃至全球天气业务的重点之一,各级领导应该高度重视,加大对暴雨形成机制的研究,提高暴雨预报的准确率,减小由于暴雨灾害带来的巨大损失。近20 a来,得益于各种常规和非常规观测资料、高分辨率数值模式的发展及诸多先进科研成果的应用,我国暴雨预报业务步入崭新的发展阶段。但由于我国地域辽阔,受季风和多种气候带天气系统的影响,地形地貌多样,暴雨形成机理复杂,预报准确率和精细化程度仍达不到防灾减灾需求。近期我国暴雨预报业务发展的主要思路包括:加强对我国不同地区、不同影响系统的典型暴雨特别是极端性暴雨和局地突发性暴雨个例的分析研究,加深暴雨形成物理机制的认识;提高数值模式尤其是区域中尺度模式和集合预报系统对暴雨预报的性能;加强对模式物理过程和预报性能的了解,充分发挥各地各级预报员认识当地暴雨机理和积累预报经验的作用;提高多源资料综合应用能力,提高短时临近预报能力;建设现代化人机交互式预报业务平台,提升暴雨预报能力;加强对暴雨研究长期持续定向的投入,稳定预报员队伍建设;建立科研和业务的新型结合。 | 李泽椿 谌芸 张芳华 孙军 王月冬 符娇兰 于超 | 2015 | 气象与环境科学2015，38，3： | 71 |
| 11 | 四川盆地极端暴雨过程基本特征分析显示文摘本文利用实况观测资料和NCEP再分析资料,选取1981-2015年四川盆地出现的23次极端暴雨天气个例,分析了其基本气候特征、主要环流形势、影响系统及中尺度对流环境条件,结果表明:(1)大多数极端暴雨都出现在持续性暴雨过程中,且极端暴雨出现前至少12 h已开始出现暴雨,暴雨中心主要出现在盆地西北部和西南部。(2)极端暴雨过程主要出现在500 hPa为'东高西低'型和'两高切变'型这两种环流背景形势下,'东高西低'型过程前24 h内副热带高压将西伸北抬,过程中仍保持稳定甚至会继续西伸北抬,而'两高切变型'过程前24 h内和暴雨过程中,副热带高压动态均无明显规律。(3)有3次极端暴雨过程有登陆台风,其外围环流形成的强水汽输送对暴雨有直接影响,6次过程有远距离海上台风向西或向北移动,对盆地内降水系统东移有一定的阻挡作用,利于强降雨维持。(4)'东高西低'型暴雨主要触发系统是西南低涡和高原低涡,'两高切变'型暴雨主要触发系统是切变线,且700 hPa有冷平流入侵,两种类型暴雨在200 hPa均为南亚高压东北侧的分流辐散区,暴雨中心均位于低层高比湿区和辐合中心,其中'东高西低'型暴雨低层偏南气流更强,暴雨中心主要位于盆地西北部,而'两高切变'型暴雨低层偏南气流更弱,暴雨中心位于盆地西南部的频次更高。(5)极端暴雨过程具有低层高比湿、整层相对湿度大、暖云层厚、CAPE呈狭长形态、垂直风切变小等特征,因此降水效率高,同时850 hPa比湿和假相当位温具有显著正距平,过程结束后850 hPa假相当位温明显下降。并据此建立了四川盆地极端暴雨概念模型,可供今后极端性过程的预报参考。 | 肖递祥 杨康权 俞小鼎 王佳津 | 2017 | 气象2017，43，10： | 75 |
| 12 | 2017年5月7日广州极端强降水对流系统结构、触发和维持机制显示文摘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。 | 田付友 郑永光 张小玲 张涛 林隐静 张小雯 朱文剑 | 2018 | 气象2018，44，4： | 66 |
| 13 | 郑州“7.20”极端暴雨天气的基本观测分析显示文摘2021年7月18日08时—22日08时(北京时),受黄淮低涡外围东风急流影响,郑州出现了历史罕见的极端暴雨天气,并造成严重山体滑坡、泥石流、城市内涝及人员伤亡。利用探空、地面自动站和雷达拼图产品等基本观测数据对此次天气过程进行初步分析。结果表明,此次极端暴雨天气表现出持续时间长、降水强度极强、累积降水量罕见等极端性特征。此次极端大暴雨的形成原因复杂,但就初步分析结果看,大气环流形势稳定、水汽和能量充足、地形作用明显以及对流系统不断向郑州地区积聚、合并及停滞是基本成因。本文旨在分析此次极端暴雨洪涝灾害性过程的基本观测现象,为深入开展此次严重致灾性罕见极端暴雨的机理及可预报性研究提供参考。 | 苏爱芳 吕晓娜 崔丽曼 李周 席乐 栗晗 | 2021 | 暴雨灾害2021，40，5： | 72 |
| 14 | 北方一次暖区大暴雨强降水成因探讨显示文摘2012年7月7日黄淮出现一次典型暖区大暴雨过程,降水持续时间长、强度大和强降水范围集中,中尺度特征明显。本文通过常规和非常规观测、NCEP分析资料对该次黄淮暖切变线引发的豫东北、鲁南和苏北等地大暴雨天气过程的成因进行探讨,结果表明:整层高湿环境有利于降低暖区暴雨对抬升条件的要求、提高降水效率和局地不断产生中尺度对流系统;低层垂直风切变和超低空急流在对流触发和维持中可能有重要作用;次天气及以下尺度的抬升条件,如地面辐合线、925和850 hPa切变和低空急流出口区的风速辐合等均可导致强降水,降水落区一般位于低层多层风速辐合的叠置区;暖区暴雨的雷达回波具有明显的后向传播、列车效应和热带降水型特点。 | 徐珺 杨舒楠 孙军 张芳华 谌芸 | 2014 | 气象2014，40，12： | 73 |
| 15 | 南疆西部持续性暴雨环流背景及天气尺度的动力过程分析显示文摘2013年6月14—19日南疆西部出现了持续性暴雨,使用常规观测资料和NCEP再分析资料在讨论环境大气湿度条件与暴雨关系的基础上,分析了水汽远距离输送到新疆并在南疆上空积累的天气尺度动力过程及其形成的原因。结果表明,暴雨产生在大气异常潮湿的环境中,强降雨时段对流层低层比湿最大值达到16~18 g·kg^(-1)。长时间强降水的重要原因是边界层以上高湿的特征在暴雨产生过程中一直维持,充沛的水汽被一支从阿拉伯海和孟加拉湾的偏南气流向北输送,偏南风持续增速加大了水汽的输送。同时,随着偏南气流向北靠近新疆,对流层低层偏东急流在南疆西部产生强的水汽通量辐合,使得高空强烈辐散与低空辐合之间的耦合不断加强,不仅增加了低层水汽在暴雨区汇集,也通过增强垂直速度将更多的潮湿空气向上输送,使高层大气湿度增加。暴雨的日变化与阿克苏南部中尺度垂直环流圈的间断性建立及低层偏东急流在夜间增强有关。 | 张云惠 李海燕 蔺喜禄 阿不力米提 于碧馨 | 2015 | 气象2015，41，7： | 55 |
| 16 | 河南“7·19”豫北罕见特大暴雨降水特征及极端性分析显示文摘2016年7月18-20日受低涡气旋影响,河南省出现了一次全省大范围的强降水过程('7·19'),其中豫北部分地区出现特大暴雨,最大过程雨量达732 mm。本文基于自动气象站降水、地面风场观测资料、雷达组合反射率资料、常规气象探空资料和1°×1°ECMWF再分析资料,对'7·19'过程的降水特征、大尺度环流特征和中尺度系统进行了分析,同时也对比分析了'7·19'过程和1980-2016年以来发生在豫北太行山东麓的71个强降水过程(所选区域至少有一个站点的日降水量大于100 mm)的物理量场特征。结果表明:太行山地形和低涡气旋背景下有利的大尺度环流为'7·19'特大暴雨提供了充沛的水汽和辐合抬升条件;中尺度地形辐合线的生成、发展和维持、多个地面中尺度气旋移动造成的列车效应是导致局地特大暴雨的主要原因,对比不同强降水过程的物理量场显示'7·19'的动力因子具有明显的极端性特征。 | 栗晗 王新敏 张霞 吕林宜 徐文明 | 2018 | 气象2018，44，9： | 58 |
| 17 | “21·7”河南极端强降水特征及环流异常性分析显示文摘基于国家自动站及区域自动站降水观测资料、欧洲中心大气再分析资料(ERA5)分析了河南“21·7”过程的降水特征及环流和物理量的异常性,并对比1981年以来郑州和鹤壁50 mm以上强降水过程的物理量特征。结果表明:1)“21·7”强降水过程在累计降水量、强降水覆盖范围、日雨量和小时雨强等方面均表现出显著极端性,过程累计降水量超过400 mm的站点集中分布在太行山东麓沿山地区和伏牛山东侧迎风坡一侧,与地形关系十分密切。2)南亚高压增强东伸,副热带高压异常偏强偏北,低纬度地区活跃的低值系统等大气环流异常,导致了水汽稳定持久向河南输送,太行山和伏牛山沿山一带水汽辐合偏离气候态最强超过-10σ,表现出显著极端性。3)“21·7”过程中,动力条件的异常特征十分显著,200 hPa的辐散中心分别位于伏牛山和太行山东麓沿山一带,相较历史气候态偏离度达到2σ~5σ;伏牛山沿山一带850 hPa涡度偏离气候态程度较太行山东麓一带更大,达6σ;而700 hPa上升运动则是太行山东麓一带极端性更强,标准差达-3σ~-5σ。4)与1981年以来同区域暴雨过程相比,“21·7”过程中,850 hPa涡度和700 hPa垂直速度的标准差为历次过程最大(最小)或次大(次小)者,对暴雨极端性有指示意义,地形附近历次暴雨过程物理量统计显示,伏牛山和太行山东麓的850 hPa辐合及700 hPa垂直速度平均偏离气候态超过3σ(-3σ),且偏离程度与日雨量呈正相关。 | 张霞 杨慧 王新敏 申琳 王迪 栗晗 | 2021 | 大气科学学报2021，44，5： | 54 |
| 18 | 北京“7.21”暴雨过程中变形场引起的锋生与倾斜涡度发展诊断分析显示文摘从变形场驱动锋生及通过锋生引起倾斜涡度发展的角度对变形场在北京'7.21'暴雨发生、发展过程中的可能作用机制进行了初步探讨。诊断结果发现:北京地区降水产生时,变形向量与等位温线走向一致或有较小夹角,北京地区有较强的变形场局地锋生过程。锋生函数分析发现,变形项对引发暴雨的低层锋生有重要贡献。锋生能够引发大气动力、热力结构的调整,伴随大气锋生过程的高空急流加强和转竖使得北京地区处于高空急流入口区右侧的辐散区中,其带动低层空气辐合,有助于暴雨的加强维持。分析还发现,'7.21'暴雨过程中,垂直涡度存在爆发性发展,尤其是锋面降水阶段,而大气斜压度的增长趋势与垂直涡度增长趋势十分一致。分析全型涡度方程中与变形场有关的斜压度个别变化项发现,与变形场相关的垂直涡度驱动项异常正值区与垂直涡度爆发性增长区相对应,表明变形场在北京'7.21'暴雨过程中对垂直涡度发展有重要贡献。基于变形场沿其压缩轴方向气流汇合的特点,进一步分析了加入水汽作用的水汽通量变形场与暴雨发生、发展的关系。分析结果发现,低层水汽通量变形场的正值区与暴雨具有很强的相关,且水汽通量变形场包含两部分,一部分为比湿平流,其对未来暴雨区位置有很好的指示意义;一部分为变形场项,其对水汽通量变形场分布起主要贡献。 | 李娜 冉令坤 周玉淑 高守亭 | 2013 | 气象学报2013，71，4： | 44 |
| 19 | 北京“7.21”特大暴雨环流形势极端性客观分析显示文摘2012年7月21日(简称'7.21'),北京发生了自1951年以来最强的暴雨事件。利用倾斜旋转T模态主成分分析法和美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心再分析资料,探讨了北京'7.21'特大暴雨的大尺度环流形势的极端性。结果表明,北京'7.21'暴雨日所属的大尺度环流型在1951-2012年夏季出现的频率为10.9%,而在'7.21'同类环流型中暴雨出现的概率为4.51%。和同类暴雨日平均场相比,'7.21'暴雨日当天西太平洋副热带高压西伸更强,北京地区对流层低空急流更强,并伴随环境大气中极端充沛的可降水量和较大的风垂直切变。在'7.21'同类环流型下的621 d中,'7.21'暴雨日北京南侧的低空急流排在第54位,北京局地风垂直切变排在第209位,可降水量排在第8位,显示出其在低空急流和可降水量上的极端性。1951-2012年夏季,具有'7.21'暴雨日同类环流形势、且925 hPa低空急流和可降水量均达到或超过'7.21'暴雨日值的个例有3次,相当于每21年发生一次。 | 赵洋洋 张庆红 杜宇 江漫 张季平 | 2013 | 气象学报2013，71，5： | 46 |
| 20 | 预报异常极端高影响天气的“集合异常预报法”:以北京2012年7月21日特大暴雨为例显示文摘对罕见极端高影响天气,既使一个模式有能力预报它,其数值预报也至少有以下难点:一是有多大把握确定所预报的天气是极端事件?二是其具体的定时、定量、定点预报可靠吗?本文介绍了集合预报和气候资料相结合的'集合异常预报法',并通过北京2012年7月21日(7.21)特大暴雨事件揭示出'集合异常预报法'和集合预报可以提供比单一模式预报更可靠和更准确的信息,从而可有效地缓解上述两大难点。作者建议中央气象台和其他有条件的台站可采用这种办法提高重大灾害性天气的预报能力。文中具体讨论了如下三方面:(1)标准化异常度(SA)的定义以及它同集合预报相结合提高对罕见极端高影响天气预报的可靠性,并由此可导出一个'社会影响矩阵'来定量地表达一个预报对社会的潜在影响;(2)利用集合预报,特别是多模式集合预报可以克服单一模式前后预报的跳跃性或不连续性问题,由此可延长实际可预报时效,如北京7.21事件超过100 mm大暴雨的实际可预报时效提前了2天;(3)SA还有助于认识异常天气发生的原因:从SA的分布看,造成北京7.21大暴雨事件的短期天气尺度背景因素是从西北方向移来的冷锋和台风倒槽的相遇;从SA的演变看,该事件的中期大背景因素是在北京东北方向有阻塞高压发展并导致北京以西地区的低槽加强和发展(地面强冷空气堆积),在高纬度形成了一个高、低压系统相间的波列,发展并维持,同时诱导热带系统北进。 | 杜钧 Richard H.GRUMM 邓国 | 2014 | 大气科学2014，38，4： | 45 |
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