西风带大陆高压外围新疆哈密地区典型暴雨事件水汽输送特征对比分析 被引量：2

1

作者 刘晶 刘兆旭 +5 位作者 杨莲梅 李建刚 曾勇 仝泽鹏 江雨霏 周玉淑 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第9期1045-1062,共18页

选取2018年7月31日和2016年8月8日两次东天山哈密地区强降水天气过程(分别简称“7·31”过程和“8·8”过程),利用NCEP/NCAR FNL 0.25°×0.25°和GDAS 1°×1°再分析资料、中国地面卫星雷达三源融合... 选取2018年7月31日和2016年8月8日两次东天山哈密地区强降水天气过程(分别简称“7·31”过程和“8·8”过程),利用NCEP/NCAR FNL 0.25°×0.25°和GDAS 1°×1°再分析资料、中国地面卫星雷达三源融合逐小时降水产品、新疆地区常规观测资料、FY-2G卫星产品、基于地基GPS观测的大气可降水量(PWV)资料及基于拉格朗日方法的HYSPLIT轨迹模式,通过对水汽输送流函数、势函数、水汽输送轨迹、暴雨区水汽收支计算诊断,揭示两次强降水期间的大尺度水汽输送、辐合特征,得到如下主要结果:两次强降水过程均发生在大陆高压位置异常情况下,为水汽长距离输送提供了有利的环流背景条件;两次过程水汽输送均由三个阶段构成,且河西走廊水汽输送均对两次暴雨天气过程具有贡献,“7·31”过程降水前和降水期间,河西走廊偏东水汽接力输送通道建立,造成河西走廊—暴雨区自东南向西北先后增湿,较低纬度南海和高压南侧水汽输送和补充为哈密东南部短时强降水天气提供充沛的水汽供应条件。“8·8”过程青藏高原北部—新疆巴州南部水汽接力输送通道建立,高原北部水汽沿高压外围偏南气流向北输送,与中纬度低槽前西南气流在暴雨区有所汇合,同时对流层低层河西走廊偏东水汽进一步补充,造成哈密北部测站PWV出现三次增湿过程。 展开更多

关键词 哈密地区 短时强降水 水汽输送

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基于Ka波段云雷达观测的中国西天山降雨云宏微观物理特征研究 被引量：2

2

作者 张晋茹 杨莲梅 +2 位作者 刘凡 李建刚 周玉淑 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期756-768,共13页

利用Ka毫米波云雷达与自动气象站降雨资料,研究了西天山地区2019年和2020年5~8月的降雨云宏微观特性。结果表明:(1)降雨主要发生在夜间,累积降雨量集中在21:00(北京时间,下同)至次日07:00,降雨频次和累积降雨量相关系数为0.71。大雨强... 利用Ka毫米波云雷达与自动气象站降雨资料,研究了西天山地区2019年和2020年5~8月的降雨云宏微观特性。结果表明:(1)降雨主要发生在夜间,累积降雨量集中在21:00(北京时间,下同)至次日07:00,降雨频次和累积降雨量相关系数为0.71。大雨强频次虽最少,但对总累积降雨量贡献较显著。(2)小雨强、中雨强、大雨强平均反射率因子最大值分别为30 dBZ、35.8 dBZ和39.5 dBZ,最大平均液态水含量分别为1.5 g m^(-3)、4.2 g m^(-3)和7.3 g m^(-3)。(3)不同降雨强度对应的反射率因子都有两个集中区域,2.0~4.4 km反射率因子集中在15~26 dBZ,地面附近的小雨强、中雨强、大雨强对应的反射率因子分别集中在24~32 dBZ、29~38 dBZ和31~42 dBZ。1.75 km以下中雨强和大雨强液态含水量小于1gm^(-3)的频率明显少于小雨强,降雨强度的越大降雨粒子径向速度越集中。 展开更多

关键词 西天山地区 毫米波云雷达 降雨云 反射率因子 液态水含量

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塔里木盆地及其周边地区大气可降水量分布及其与降水关系的研究

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作者 刘晶 刘兆旭 +1 位作者 杨莲梅 周玉淑 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第3期617-634,共18页

利用2018年7月至2022年6月塔里木盆地及其周边地区17部地基GPS水汽探测仪遥感的大气可降水量(PWV)资料、 14个地面气象站逐时和逐日降水资料,分析了塔里木盆地西部(区域A)和东部(区域B)PWV分布特征及其与降水关系。结果表明:(1)研究区... 利用2018年7月至2022年6月塔里木盆地及其周边地区17部地基GPS水汽探测仪遥感的大气可降水量(PWV)资料、 14个地面气象站逐时和逐日降水资料,分析了塔里木盆地西部(区域A)和东部(区域B)PWV分布特征及其与降水关系。结果表明:(1)研究区年平均PWV高值区主要集中于盆地北部和盆地西南部平原地区,海拔超过1300 m站点的PWV年平均值与海拔成反比,低于1300 m的低海拔地区PWV年平均值在10~12 mm。夏季测站PWV平均值是春、秋季节的2倍。(2)区域A和区域B PWV月变化呈单峰型分布,分别在8月和7月达到峰值。区域A有、无降水日PWV均在23:00(北京时,下同)达到日峰值。区域B有、无降水日PWV日峰值出现时间相差5 h,分别出现在11:00和17:00。(3)区域A和区域B多数测站ΔPWV(PWV与PWV月平均值差值)峰值分别在降水开始前0~1 h和降水开始时刻前后1 h出现。春季区域B降水前PWV跃变程度较区域A更剧烈,夏季各区域σPWV(PWV与PWV月平均值倍数)提前降水开始时刻1 h、 5~6 h达到1~1.8倍的天气过程较其余时次偏多。秋季和冬季区域BσPWV分别集中在1.4~2.0倍和1.6~2.4倍。(4)海拔高于1400 m测站的5-6月、 7-8月PWV值达到10~20 mm和15~25 mm,对应降水结束时刻。海拔低于1400 m测站5-8月降水结束时刻PWV值逐渐由15~25 mm增至25~35 mm。 展开更多

关键词 塔里木盆地 地基GPS 大气可降水量 时空分布 降水

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伊犁河谷流域山区和平原雨滴谱特征统计研究

4

作者 江雨霏 杨莲梅 +5 位作者 李建刚 曾勇 仝泽鹏 刘晶 李浩阳 李晓萌 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第5期1271-1285,共15页

雨滴谱是理解降水微物理特性和定量降水估测的基础,尤其是在降水机制复杂、时空变异性大的复杂地形中。本文利用Parsivel2激光雨滴谱仪对2020-2022年夏季伊犁河谷流域山区和平原不同降水强度和不同降水类型的雨滴谱特征进行了研究。结... 雨滴谱是理解降水微物理特性和定量降水估测的基础,尤其是在降水机制复杂、时空变异性大的复杂地形中。本文利用Parsivel2激光雨滴谱仪对2020-2022年夏季伊犁河谷流域山区和平原不同降水强度和不同降水类型的雨滴谱特征进行了研究。结果表明:山区和平原降水主要以小雨滴为主,对降水强度R贡献最大的主要是中雨滴。山区降水和平原降水主要出现在午后至傍晚,山区降水大中型雨滴数浓度在各时间段均高于平原。随着雨强增大,雨滴谱的谱宽和各直径档的雨滴数浓度也随之增加,山区降水的大中型粒子数浓度在小雨和大雨时明显大于平原。在相同降水强度和降水类型的情况下,山区降水具有较大的质量加权平均直径(Dm)和较小的标准化截断参数(log10Nw)。此外,伊犁河谷流域山区和平原的对流云滴谱均倾向于“大陆性对流簇”。研究发现,两地区降水的μ-Λ关系和Z-R关系也存在显著差异,Z=300R1.40的经验关系显然高估了降水量。研究结果揭示了伊犁河谷流域不同地形条件下的降水微物理特征,为后续利用雷达资料反演降水提供可靠的事实依据。 展开更多

关键词 伊犁河谷 雨滴谱 地形 降水强度 降水类型

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中昆仑山北坡水汽含量的计算及其特征分析

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作者 刘晶 杨莲梅 +2 位作者 李俊江 郭玉琳 李阿桥 《暴雨灾害》 2024年第2期224-233,共10页

干旱区水汽变化影响区域水资源系统的结构和演变,基于2020年1月—2022年12月中昆仑山北坡地区4个地基GPS遥感大气可降水量资料(GPS-PWV)、2个探空站观测资料和108个地面气象观测站逐时水汽压资料,利用一元线性拟合方法建立了适用于中昆... 干旱区水汽变化影响区域水资源系统的结构和演变,基于2020年1月—2022年12月中昆仑山北坡地区4个地基GPS遥感大气可降水量资料(GPS-PWV)、2个探空站观测资料和108个地面气象观测站逐时水汽压资料,利用一元线性拟合方法建立了适用于中昆仑山北坡地区的大气水汽含量(W-PWV)和地面水汽压计算模型(W-e)并对计算结果进行评估,分析了中昆仑山北坡地区东段、中段、西段W-PWV的时空分布特征及降水开始时刻与W-PWV峰值的关系。结果表明:(1)W-PWV年平均高值区位于研究区西段,中段次之,东段沙漠南缘W-PWV最低。海拔高度大于1500 m测站W-PWV随高度升高逐渐减少。夏季地面气象观测站平均W-PWV是春、秋季的2倍左右;(2)研究区W-PWV月变化具有单峰型特征,其中海拔高度1300~1500 m测站的W-PWV在7月和8月达到峰值,其余测站的W-PWV在8月达到峰值,海拔低于2000m和高于2000m测站W-PWV分别在夜间和白天维持较高值;(3)水汽含量模型计算的测站W-PWV与降水开始时刻有较好的对应关系,降水前各站W-PWV均存在不同程度跃变过程,降水过程前1~2h内W-PWV峰值达到测站W-PWV月平均值的1.5倍以上。 展开更多

关键词 中昆仑山北坡 水汽含量 地基GPS 水汽含量计算模型

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西天山地区一次冷锋暴雪微物理特征分析 被引量：1

6

作者 刘凡 张晋茹 +1 位作者 刘晶 杨莲梅 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第2期417-429,共13页

基于二维视频雨滴谱仪联合毫米波云雷达、风廓线雷达、微波辐射计、GPS/MET水汽等垂直探测设备,对2020年2月18~19日西天山地区一次冷锋暴雪过程进行了微物理特征研究。本文设计了雪花及霰粒子分类算法,用于定量研究降雪微物理特征。结... 基于二维视频雨滴谱仪联合毫米波云雷达、风廓线雷达、微波辐射计、GPS/MET水汽等垂直探测设备,对2020年2月18~19日西天山地区一次冷锋暴雪过程进行了微物理特征研究。本文设计了雪花及霰粒子分类算法,用于定量研究降雪微物理特征。结果表明:(1)冷锋入侵、动力强迫阶段,降雪粒子类型主要为雪花,微物理过程主要为凝华增长及聚并增长;(2)冷锋控制、大风降温阶段,降雪粒子类型主要为雪花、霰粒子,微物理过程主要是聚并增长及凇附过程,同时聚并增长有利于凇附过程的发生;(3)在冷锋过境阶段,由于云顶温度升高、大气冰核减少、充足的过冷水,有利于凇附过程的发生。不同于南京地区的降雪,西天山地区降雪,雪花直径及雪强偏小,但霰粒子对雪强有较大贡献。通过两种融化模型,拟合出相应的雨滴谱及其Gamma分布,发现与本地层状云降水的特征相似。 展开更多

关键词 西天山地区 固态降水 凇附过程 微物理特征

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昭苏夏季层状云和对流云降水的雨滴谱特征 被引量：1

7

作者 江雨霏 杨莲梅 +2 位作者 曾勇 仝泽鹏 陈平 《沙漠与绿洲气象》 2023年第3期8-16,共9页

利用2020—2021年昭苏地区夏季的雨滴谱数据,研究层状云和对流云降水的微物理参量及雨滴谱特征。结果表明:对流云降水的粒子数浓度和粒子直径明显偏大,较大的粒子直径和粒子数浓度使得其降水强度和液态含水量远大于层状云降水。两类降... 利用2020—2021年昭苏地区夏季的雨滴谱数据,研究层状云和对流云降水的微物理参量及雨滴谱特征。结果表明:对流云降水的粒子数浓度和粒子直径明显偏大,较大的粒子直径和粒子数浓度使得其降水强度和液态含水量远大于层状云降水。两类降水云的雨滴谱均为单峰结构,峰值直径主要分布在0.5~0.625 mm,对流云降水的雨滴谱谱宽明显大于层状云降水。两类降水云的雨滴直径和粒子数浓度与青藏高原中部的观测值相近,且昭苏地区的对流云滴谱更倾向于大陆性对流簇。研究结果有助于加深对昭苏地区降水的微物理特征及其演变规律的理解。 展开更多

关键词 雨滴谱 层状云 对流云 微物理参量 GAMMA分布

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东天山哈密地区典型暴雨事件对流触发机制对比分析 被引量：3

8

作者 刘晶 刘兆旭 +7 位作者 张晋茹 刘凡 李建刚 曾勇 仝泽鹏 江雨霏 杨莲梅 周玉淑 《大气科学》 CSCD 北大核心 2022年第4期965-988,共24页

本文选取2018年7月31日(简称“7.31”暴雨)和2016年8月8日(简称“8.8”暴雨)两次东天山哈密地区强降水天气过程,利用NCEP/NCAR的FNL资料(0.25°×0.25°)、中国地面卫星雷达三源融合逐小时降水产品、新疆地区常规观测资料、... 本文选取2018年7月31日(简称“7.31”暴雨)和2016年8月8日(简称“8.8”暴雨)两次东天山哈密地区强降水天气过程,利用NCEP/NCAR的FNL资料(0.25°×0.25°)、中国地面卫星雷达三源融合逐小时降水产品、新疆地区常规观测资料、FY-2G卫星产品,通过对暴雨期间锋生函数计算诊断,证实了两次强降水过程中尺度对流系统触发因子差异,取得如下主要结果:(1)“7.31”暴雨期间,500 hPa西太平洋副热带高压位置异常偏北,700 hPa暖舌沿副高南侧偏东急流向西北伸展,低层增暖增湿,暴雨区上空形成不稳定大气层结,多个中尺度对流系统在700 hPa低空急流前生成,向东北方向移动和发展。“8.8”暴雨期间,500 hPa西太平洋副热带高压位置异常偏西,对流云团在对流层低层西南急流前生成向东北方向移动。(2)对流层低层暴雨区暖锋锋生是“7.31”暴雨中尺度对流云团的触发因子,云团初生阶段对流触发主要是锋生水平散度项和由垂直运动发展引起的倾斜项决定,成熟阶段暖锋锋生主要由锋生形变项和倾斜项所致。低空东南急流的维持加强利于锋面次级环流发展,是造成中尺度对流系统长时间维持的主要原因。(3)“8.8”暴雨对流云团由对流层低层弱冷锋触发。对流云团发展初始阶段,对流层低层冷锋锋生主要由水平辐散项决定;对流云团成熟阶段,对流层低层冷锋锋生主要由倾斜项决定。低层切变线长时间维持和加强利于低层冷锋进一步锋生,是造成中尺度对流系统长时间维持的主要原因。 展开更多

关键词 哈密地区 短时强降水 中尺度云团 对流触发

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基于雨强分级的乌鲁木齐雨滴谱特征研究 被引量：2

9

作者 杨涛 张祖熠 杨莲梅 《沙漠与绿洲气象》 2022年第4期64-71,共8页

利用乌鲁木齐PARSIVAL激光雨滴谱仪2012-2013年观测资料,对春、夏、秋季不同雨强降雨的雨滴谱微物理特征参量及其随时间演变特征、Gamma函数拟合、关系等进行研究。结果表明:(1)乌鲁木齐降雨以小粒子为主,大雨强降雨的6种特征直径最大,... 利用乌鲁木齐PARSIVAL激光雨滴谱仪2012-2013年观测资料,对春、夏、秋季不同雨强降雨的雨滴谱微物理特征参量及其随时间演变特征、Gamma函数拟合、关系等进行研究。结果表明:(1)乌鲁木齐降雨以小粒子为主,大雨强降雨的6种特征直径最大,中雨强降雨次之,小雨强降雨最小。雨滴数密度主要来自于小雨滴(直径<1 mm),大雨滴(直径>3 mm)是雨强的主要贡献者,中雨滴(直径1-3 mm)是含水量和雷达反射率因子的主要贡献者,雷达反射率因子受雨滴尺寸影响很大。(2)小雨强降雨各微物理参量比较稳定,变化幅度不大,大雨强降雨则变化剧烈,出现多峰型,中雨强降雨介于二者之间。大雨强降雨的谱宽和峰值浓度最大,小雨强降雨最小,中雨强降雨介于二者之间,小雨强降雨的拟合谱具有明显的季节差异性;秋季峰值浓度最大,这与秋季多大风天气有关。(3)Gamma拟合参数 Λ-μ关系与粒子尺寸有关,可以用二项式进行描述。拟合出的Z-I关系系数均小于目前常用的Z=300I^(1.4)关系系数,因此,利用Z=300I^(1.4)关系在乌鲁木齐进行降雨定量估测研究时会造成对降雨强度的高估,回波强度越大,高估越明显。夏季大雨强降雨无法拟合出相关系数比较高的Z-I关系,这与乌鲁木齐大雨强降雨具有强度大、时间短、随时间变化迅速的特点有关。 展开更多

关键词 乌鲁木齐 雨滴谱 微物理参量 GAMMA分布

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中亚低涡及其对新疆强降雨影响研究进展 被引量：4

10

作者 杨涛 杨莲梅 +2 位作者 李建刚 周玉淑 冉令坤 《暴雨灾害》 2022年第6期613-620,共8页

中亚低涡是中亚干旱气候和独特地理结构背景下形成的具有区域特色的切断低涡系统,是影响中亚天气气候的重要天气系统。从20世纪60年代开始我国气象学者就关注并对其天气学特征进行了初步研究,直到2000年以后随着观测资料不断丰富和气象... 中亚低涡是中亚干旱气候和独特地理结构背景下形成的具有区域特色的切断低涡系统,是影响中亚天气气候的重要天气系统。从20世纪60年代开始我国气象学者就关注并对其天气学特征进行了初步研究,直到2000年以后随着观测资料不断丰富和气象学理论发展,学者对中亚低涡定义、分类、活动特点、形成机制及其对新疆强降雨的影响进行了深入研究。本文梳理和总结了近20 a中亚低涡系统活动特征及其对新疆降雨影响研究,以及中亚低涡背景下典型暴雨天气环流配置和水汽特征、与暴雨和短时强降水相关的中尺度系统、暴雨多尺度天气系统协同作用等方面的进展,并提出需要进一步深入研究的科学问题。 展开更多

关键词 中亚低涡 强降雨 中尺度系统 多尺度天气系统 协同作用

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中国天山西部区域云降水物理野外观测科学试验研究若干进展

11

作者 杨涛 杨莲梅 +1 位作者 李建刚 仝泽鹏 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2023年第10期1602-1611,共10页

天山西部区域是中亚地区降水量最多的区域,其向西开口独特河谷地形与西风环流构成了中亚区域独有的云降水物理过程,降水形成积雪、冰川和径流对中亚社会经济和生态环境形成重要影响。随着国家“丝绸之路经济带”建设的推进,对中亚水资... 天山西部区域是中亚地区降水量最多的区域,其向西开口独特河谷地形与西风环流构成了中亚区域独有的云降水物理过程,降水形成积雪、冰川和径流对中亚社会经济和生态环境形成重要影响。随着国家“丝绸之路经济带”建设的推进,对中亚水资源、气象防灾减灾和生态环境保护提出了严峻的科技挑战,而该区域云降水物理过程的观测和研究是科技基础,仍处于起步阶段,不能满足国家战略和中国气象事业发展需求,为此于2019年建设了天山西部区域云降水物理野外观测科学试验基地,并对云宏微物理、层状云/对流云雨滴谱、中/西天山雨滴谱特征异同、冷锋暴雪微物理等开展了相关研究并取得了前沿成果,本文对此进行提炼总结,以期推动中亚地区云降水物理学科发展。 展开更多

关键词 野外观测试验 云降水 宏微物理特征 研究进展 中国天山西部区域

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中国西天山两次短时强降水过程雨滴谱特征研究

12

作者 杨涛 杨莲梅 +5 位作者 刘凡 李建刚 江雨霏 刘晶 陈平 周玉淑 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第5期1495-1509,共15页

2020年8月2日和18日(简称8∙2和8∙18过程)中国西天山新源站出现短时强降水,应用自动气象站、GPS/MET水汽探测仪、二维视频雨滴谱仪、风云2G静止卫星等高时空分辨率观测资料,研究降水过程的环流背景和雨滴谱特征。结果表明:(1)两次过程均... 2020年8月2日和18日(简称8∙2和8∙18过程)中国西天山新源站出现短时强降水,应用自动气象站、GPS/MET水汽探测仪、二维视频雨滴谱仪、风云2G静止卫星等高时空分辨率观测资料,研究降水过程的环流背景和雨滴谱特征。结果表明:(1)两次过程均是在中亚低涡有利的背景下产生短时强降水,8·2过程降水阶段性强,由低涡前部西风气流中生成的孤立β中尺度对流系统(Mesoscale convective system,MCS)造成,水汽源自低涡本身,水汽输送和辐合相对弱;8∙18过程持续100 min阶段性不明显,由低涡层云中β中尺度MCS造成,水汽不仅来自于低涡而且还有新疆以外充沛水汽输送。(2)两次短时强降水天气雨滴谱特征有明显差异。两次过程雨滴粒子直径(D_(m))<2 mm的粒子频数占比约为97%左右,即降水过程小粒子占绝大多数。8∙2过程D_(m)<2 mm粒子对降水量贡献达66.75%,D_(m)超过4 mm的大粒子对瞬时强雨强贡献大,对流降水粒子谱分散,既有粒子大、浓度小的雨滴,又有粒子小、浓度高的雨滴;而8∙18过程D_(m)<2 mm粒子对降水量贡献达86.34%,其中D_(m)为1~2 mm粒子对降水量贡献达71.99%,且无D_(m)>4 mm粒子,对流降水粒子谱相对集中,D_(m)>2 mm粒子远少于8∙2过程,水平极化雷达反射率(ZH)、差分反射率因子(ZDR)和差分相移率(KDP)平均值和最大值比8∙2过程均明显偏小。(3)应用2020~2021年夏季探测资料研究对流性降水雨滴谱,对流性降水雨滴谱特征年际差异大,呈雨滴粒子大、浓度低特征,表现出大陆性对流降水性质,ZDR和KDP比季风区对流降水明显偏小,加入偏振量的R(ZH,ZDR)、R(KDP,ZDR)拟合关系明显好于R(ZH)、R(KDP)关系。 展开更多

关键词 中国西天山 中亚低涡 短时强降水 水汽 雨滴谱特征

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