In recent years,torrential rain events caused by extratropical cyclones(ETCs)during the boreal midsummer(July-August)in Central and Eastern China have shown an increasing trend.For instence,in August 2024,two ETCs bro...In recent years,torrential rain events caused by extratropical cyclones(ETCs)during the boreal midsummer(July-August)in Central and Eastern China have shown an increasing trend.For instence,in August 2024,two ETCs brought large-scale heavy rainfall to North China,with daily precipitation exceeding 100 mm.Using reanalysis datasets and gridded precipitation data,the ETCs that affected Central and Eastern China during the boreal midsummer from 1981 to 2020 were objectively identified and tracked.ETCs causing precipitation were classified based on maximum daily precipitation,resulting in datasets for ETCs with torrential rain(daily precipitation exceeding 100 mm,referred to as ETC_R100)and heavy rain(daily precipitation exceeding 25 mm,referred to as ETC_R25).Comparative analysis can help highlight the characteristics of ETC_R100.This study compares the spatial distribution,movement paths,weather impacts,large-scale atmospheric circulation,and environmental conditions of these two types of precipitation-related ETCs.The following findings emerged:(1)ETC_R100 is driven by the combined forcing of upper-level troughs and warm-moist airflows at lower levels,exhibiting stronger thermal forcing than ETC_R25.(2)The moisture source for ETC_R100 are the Bay of Bengal and the Northwest Pacific,with moisture transported via the South China Sea.Compared to ETCs with nonextreme rainfall,ETC_R100 is characterized by greater atmospheric instability and better moisture conditions,resulting in higher precipitation intensity.(3)Regardless of the precipitation level,ETCs affected different regions but contributed significantly to precipitation in northern China,accounting for approximately 50%of the total precipitation.The results indicate that ETC_R100 differs significantly from ETCs with varying levels of precipitation in terms of statistical characteristics,weather impact,environmental conditions,and cyclogenesis conditions.展开更多
利用2006-2021年常规观测和风云卫星云顶黑体亮温(TBB)资料,结合欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)0.25°×0.25°的ERA5再分析资料,对冷季影响华北和东北地区北上类温带气...利用2006-2021年常规观测和风云卫星云顶黑体亮温(TBB)资料,结合欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)0.25°×0.25°的ERA5再分析资料,对冷季影响华北和东北地区北上类温带气旋强降水过程进行了统计分析。结果表明:(1)温带气旋爆发性发展过程中大多数有锢囚锋形成,但发展过程有所不同,Shapiro-Keyser(以下简称SK型)和经典的挪威(以下简称NW型)气旋发展过程各占一半,SK型气旋500hPa上为一深槽,斜压性强,引导气流为东北偏北气流,导致气旋路径偏西,造成的降水更偏北、范围更广;NW型气旋500hPa上为一浅槽,槽后冷平流弱,引导气流为东北偏东气流,导致气旋路径偏东,降水偏南,强度更强。(2)NW型气旋的大气河强于SK型气旋,相应的强降水范围更大、强度更强;随着气旋发展,SK型气旋大气河北侧有明显的后弯特征,导致SK型气旋的暖锋降水中心位于气旋西北象限,而NW型气旋暖锋降水中心位于气旋中心附近。(3)SK型气旋西北侧的暖锋锋生明显强于NW型,气旋锋生强迫产生的强上升运动,有利于强降雪。(4)SK型气旋300 hPa上存在高音符形状的强位涡块,NW型气旋高层块状位涡较弱。SK型气旋上空平流层位涡下传与低层高位涡连通形成位涡塔,其附近有深厚暖式锢囚结构;而NW型气旋高层位涡下伸不明显,没有位涡塔生成,SK型气旋首先在对流层中低层发展,然后发展到地面,而NW型气旋是从对流层低层发展起来。展开更多
根据NCEP/DOE再分析资料的地面感热通量和潜热通量以及MICAPS天气图资料识别的高原低涡资料集,研究了近30年来青藏高原夏季地面热源和高原低涡生成频数的气候学特征,分析了高原地面加热与低涡生成频数的时间相关性及其物理成因。得到如...根据NCEP/DOE再分析资料的地面感热通量和潜热通量以及MICAPS天气图资料识别的高原低涡资料集,研究了近30年来青藏高原夏季地面热源和高原低涡生成频数的气候学特征,分析了高原地面加热与低涡生成频数的时间相关性及其物理成因。得到如下认知:夏季高原地面感热通量的气候均值为58 W m-2,近30年地面感热总体呈微弱的减小趋势。其中在1980年代初期和21世纪前10年的大部分时段,地面感热呈增大趋势,而中间时段呈波动式下降。地面感热具有准3年为主的周期振荡,1996年前后是其开始减弱的突变点。高原夏季地面潜热通量的气候均值为62 W m-2,近30年呈波动状变化并伴有增大趋势。地面潜热的周期振荡以准4年为主,地面潜热增大的突变始于2004年前后。夏季高原地面热源的气候均值为120 W m-2,其中地面感热与地面潜热对地面热源的贡献在夏季大致相当。地面热源总体呈幅度不大的减弱趋势,其中1980年代到1990年代末偏强,21世纪前6年明显偏弱,随后又转为偏强。地面热源亦呈准3年为主的周期振荡并在1997年前后发生由强转弱的突变。根据MICAPS天气图资料的识别和统计,近30来夏季高原低涡的生成频数整体呈现一定程度的线性减少趋势,低涡高发期主要集中在1980年代到1990年代中后期。低涡生成频数有准7年为主的周期振荡现象,自1990年代中期开始的低涡生成频数的减少态势在1998年前后发生了突变。夏季高原低涡生成频数与同期高原地面感热呈高度正相关,与地面潜热呈一定程度的负相关,但与同期地面热源仍呈较显著的正相关。因此,在气候尺度上,高原地面热源偏强特别是地面感热偏强的时期,对应高原低涡的多发期。本研究从气候统计的时间相关性角度揭示了高原地面加热作用对催生高原低涡乃至高原对流活动的重要性。展开更多
本文基于AREM（Advanced Regional Eta Model）模式，结合中国气象局成都高原气象研究所西南低涡加密观测科学试验得到的探空观测第一手资料，通过对2012年7月3～4日四川区域性暴雨天气过程（20120703过程）进行数值模拟分析，结果表明...本文基于AREM（Advanced Regional Eta Model）模式，结合中国气象局成都高原气象研究所西南低涡加密观测科学试验得到的探空观测第一手资料，通过对2012年7月3～4日四川区域性暴雨天气过程（20120703过程）进行数值模拟分析，结果表明：（1）降水雨带的分布主要取决于西南低涡移动路径，不同初值会使得低涡路径在磨合协调期产生强摆动，稳定后则在此基础上，随着环境流场继续移动发展。（2）引入4个加密探空站点资料会对整个大气物理量场造成一定影响，最大差值分布在这些站点附近，热力和动力物理量场最大偏差中心并不重合。时间演变直观地说明了初值对局地大气状态的影响时段有限，主要集中在前期，与模式自身调整期相重叠。（3）初始的大气状态必然会随着模式的磨合过程进行调整，不同初值在调整期能对中小尺度低涡系统的位置及强度产生影响，形成各自稳定的低涡系统初态。（4）低涡中心所对应的散度、涡度、垂直速度关系非常密切，但三者强度和发展高度的演变并非完全一致。展开更多
基金National Natural Science Foundation of China(42375014,42088101,42030605)Joint Research Project for Meteorological Capacity Improvement(24NLTSZ010)Young Elite Scientists Sponsorship Program by BAST(BYESS2023205)。
文摘In recent years,torrential rain events caused by extratropical cyclones(ETCs)during the boreal midsummer(July-August)in Central and Eastern China have shown an increasing trend.For instence,in August 2024,two ETCs brought large-scale heavy rainfall to North China,with daily precipitation exceeding 100 mm.Using reanalysis datasets and gridded precipitation data,the ETCs that affected Central and Eastern China during the boreal midsummer from 1981 to 2020 were objectively identified and tracked.ETCs causing precipitation were classified based on maximum daily precipitation,resulting in datasets for ETCs with torrential rain(daily precipitation exceeding 100 mm,referred to as ETC_R100)and heavy rain(daily precipitation exceeding 25 mm,referred to as ETC_R25).Comparative analysis can help highlight the characteristics of ETC_R100.This study compares the spatial distribution,movement paths,weather impacts,large-scale atmospheric circulation,and environmental conditions of these two types of precipitation-related ETCs.The following findings emerged:(1)ETC_R100 is driven by the combined forcing of upper-level troughs and warm-moist airflows at lower levels,exhibiting stronger thermal forcing than ETC_R25.(2)The moisture source for ETC_R100 are the Bay of Bengal and the Northwest Pacific,with moisture transported via the South China Sea.Compared to ETCs with nonextreme rainfall,ETC_R100 is characterized by greater atmospheric instability and better moisture conditions,resulting in higher precipitation intensity.(3)Regardless of the precipitation level,ETCs affected different regions but contributed significantly to precipitation in northern China,accounting for approximately 50%of the total precipitation.The results indicate that ETC_R100 differs significantly from ETCs with varying levels of precipitation in terms of statistical characteristics,weather impact,environmental conditions,and cyclogenesis conditions.
文摘利用2006-2021年常规观测和风云卫星云顶黑体亮温(TBB)资料,结合欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)0.25°×0.25°的ERA5再分析资料,对冷季影响华北和东北地区北上类温带气旋强降水过程进行了统计分析。结果表明:(1)温带气旋爆发性发展过程中大多数有锢囚锋形成,但发展过程有所不同,Shapiro-Keyser(以下简称SK型)和经典的挪威(以下简称NW型)气旋发展过程各占一半,SK型气旋500hPa上为一深槽,斜压性强,引导气流为东北偏北气流,导致气旋路径偏西,造成的降水更偏北、范围更广;NW型气旋500hPa上为一浅槽,槽后冷平流弱,引导气流为东北偏东气流,导致气旋路径偏东,降水偏南,强度更强。(2)NW型气旋的大气河强于SK型气旋,相应的强降水范围更大、强度更强;随着气旋发展,SK型气旋大气河北侧有明显的后弯特征,导致SK型气旋的暖锋降水中心位于气旋西北象限,而NW型气旋暖锋降水中心位于气旋中心附近。(3)SK型气旋西北侧的暖锋锋生明显强于NW型,气旋锋生强迫产生的强上升运动,有利于强降雪。(4)SK型气旋300 hPa上存在高音符形状的强位涡块,NW型气旋高层块状位涡较弱。SK型气旋上空平流层位涡下传与低层高位涡连通形成位涡塔,其附近有深厚暖式锢囚结构;而NW型气旋高层位涡下伸不明显,没有位涡塔生成,SK型气旋首先在对流层中低层发展,然后发展到地面,而NW型气旋是从对流层低层发展起来。
文摘根据NCEP/DOE再分析资料的地面感热通量和潜热通量以及MICAPS天气图资料识别的高原低涡资料集,研究了近30年来青藏高原夏季地面热源和高原低涡生成频数的气候学特征,分析了高原地面加热与低涡生成频数的时间相关性及其物理成因。得到如下认知:夏季高原地面感热通量的气候均值为58 W m-2,近30年地面感热总体呈微弱的减小趋势。其中在1980年代初期和21世纪前10年的大部分时段,地面感热呈增大趋势,而中间时段呈波动式下降。地面感热具有准3年为主的周期振荡,1996年前后是其开始减弱的突变点。高原夏季地面潜热通量的气候均值为62 W m-2,近30年呈波动状变化并伴有增大趋势。地面潜热的周期振荡以准4年为主,地面潜热增大的突变始于2004年前后。夏季高原地面热源的气候均值为120 W m-2,其中地面感热与地面潜热对地面热源的贡献在夏季大致相当。地面热源总体呈幅度不大的减弱趋势,其中1980年代到1990年代末偏强,21世纪前6年明显偏弱,随后又转为偏强。地面热源亦呈准3年为主的周期振荡并在1997年前后发生由强转弱的突变。根据MICAPS天气图资料的识别和统计,近30来夏季高原低涡的生成频数整体呈现一定程度的线性减少趋势,低涡高发期主要集中在1980年代到1990年代中后期。低涡生成频数有准7年为主的周期振荡现象,自1990年代中期开始的低涡生成频数的减少态势在1998年前后发生了突变。夏季高原低涡生成频数与同期高原地面感热呈高度正相关,与地面潜热呈一定程度的负相关,但与同期地面热源仍呈较显著的正相关。因此,在气候尺度上,高原地面热源偏强特别是地面感热偏强的时期,对应高原低涡的多发期。本研究从气候统计的时间相关性角度揭示了高原地面加热作用对催生高原低涡乃至高原对流活动的重要性。
文摘本文基于AREM（Advanced Regional Eta Model）模式，结合中国气象局成都高原气象研究所西南低涡加密观测科学试验得到的探空观测第一手资料，通过对2012年7月3～4日四川区域性暴雨天气过程（20120703过程）进行数值模拟分析，结果表明：（1）降水雨带的分布主要取决于西南低涡移动路径，不同初值会使得低涡路径在磨合协调期产生强摆动，稳定后则在此基础上，随着环境流场继续移动发展。（2）引入4个加密探空站点资料会对整个大气物理量场造成一定影响，最大差值分布在这些站点附近，热力和动力物理量场最大偏差中心并不重合。时间演变直观地说明了初值对局地大气状态的影响时段有限，主要集中在前期，与模式自身调整期相重叠。（3）初始的大气状态必然会随着模式的磨合过程进行调整，不同初值在调整期能对中小尺度低涡系统的位置及强度产生影响，形成各自稳定的低涡系统初态。（4）低涡中心所对应的散度、涡度、垂直速度关系非常密切，但三者强度和发展高度的演变并非完全一致。
