王艳春
- 作品数：13 被引量：70H指数：6
- 供职机构：天津市气象台更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金公益性行业(气象)科研专项中国气象局气象关键技术集成与应用项目更多>>
- 相关领域：天文地球自动化与计算机技术更多>>
- 2017年夏季天津一次下击暴流事件的成因初探被引量：1
- 2022年
- 2017年7月9日,天津市西南地区出现一次伴随短时强降水、冰雹、下击暴流的强雷暴大风天气过程,其中天津市静海区独流镇先后发生两次下击暴流大风。利用多普勒天气雷达数据、三维变分风场反演资料、地面加密自动站观测资料等,对此次强雷暴大风天气过程中下击暴流的成因进行了初步探讨。结果表明:(1)本次过程发生在500 hPa冷涡后部和高空前倾槽形势下,上干冷下暖湿形成静力不稳定层结,对流发生前对流层中下层具有明显的条件不稳定、较大的对流有效位能和下沉对流有效位能,西南风与东南风形成的中尺度辐合线在低层高温背景下触发对流,较弱的垂直风切变环境使得对流风暴初期以脉冲风暴形式出现。(2)下击暴流大风发生前伴随雷达回波图上反射率因子核心下降、中层径向辐合和低层中气旋等特征。(3)降水粒子的拖曳作用对独流镇两次下击暴流大风的发生均起到重要作用;此外,第一次下击暴流大风的发生还与负浮力和干空气夹卷有关,第二次下击暴流大风的发生则与中气旋后侧扰动气压垂直梯度有关。
- 王艳春尉英华张楠孙密娜林晓萌
- 关键词：下击暴流风场反演三维变分
- 基于地基遥感设备构建遥感探空廓线被引量：6
- 2022年
- 利用天津地基遥感(风廓线雷达和微波辐射计)数据及地面自动气象站数据构建地基遥感探空廓线系统(简称遥感探空廓线),旨在弥补常规探空层结信息时空密度不足,对2020—2021年5—9月遥感探空廓线反演结果进行模式检验,并从中选取10次强对流过程进行个例效果评估。结果表明:反演数据与欧洲中期天气预报中心再分析数据(ERA5)比湿的平均绝对偏差为1.06 g·kg^(-1),对流有效位能相关系数为0.84(达到0.01显著性水平)。10次强对流过程中强对流发生前临近时次常规探空对流有效位能平均值为322 J·kg^(-1),遥感探空廓线具有分钟级时间分辨率,能高时效性地跟踪大气状态的演变趋势,对流发生前8 h内对流有效位能平均峰值为1451.88 J·kg^(-1),与常规探空相比具备明显对流指征。研究表明:遥感探空廓线能动态描述热动力参数的配置及对流潜势的发展与释放过程,有利于提高短时临近预报的精细化水平。
- 林晓萌尉英华张楠王艳春
- 关键词：风廓线雷达微波辐射计探空数据
- 基于融合资料的天津短时强降水环境物理量可信度及特征分析被引量：6
- 2020年
- 针对2009—2017年6—9月天津地区140次短时强降水天气过程,将NCEP FNL(1°×1°)全球分析资料与地面气象观测数据融合,计算天津地区短时强降水的环境物理量参数,通过偏差和偏差区间占有率等分析融合环境物理量的可信度,并在大量样本统计基础上给出不同月份的短时强降水环境参量特征和指标。结果表明:(1)基于NCEP FNL分析资料与地面气象观测数据融合的环境物理量在短时强降水潜势判断中具有较高的可信度,融合CAPE、LI、LCL平均绝对误差分别为260.7 J/kg、0.9℃、14 hPa,与融合前的NCEP FNL物理量相比绝对误差分别降低了58.1%、48.0%、49.0%。(2)不同月份短时强降水发生所必需的水汽、热力和能量等环境条件差异显著,TPW、K、LI、CAPE、LCL和Z0均呈现明显的月变化特征。(3)若以75%短时强降水发生的环境条件作为预报指标,7—8月TPW、K、CAPE、Z0、LCL物理量阈值极为相近,短时强降水多发生在TPW>45 kg/m2、K>32℃、CAPE>835 J/kg、LCL>882 hPa、Z0>4300 m条件下,6月物理量指标要求明显降低,如TPW>34 kg/m2、K>30℃、CAPE>353 J/kg、LCL>880 hPa、Z0>3900 m,9月预报指标要求则最低。
- 尉英华王艳春朱磊磊林晓萌杨洋
- 关键词：短时强降水
- 天津雷暴大风天气的环流场及雷达回波特征分析
- 2023年
- 利用加密自动站、闪电定位仪、FNL和多普勒雷达资料对2018—2020年汛期(4—9月)天津地区出现的47次雷暴大风过程的时空分布、天气形势和雷达回波特征进行统计分析。结果表明:(1)天津地区雷暴大风多出现在北部山区和东部沿海,高发月份为6—8月,多出现在傍晚到前半夜,持续时间多为1~4 h;(2)天津地区雷暴大风的天气形势主要有西北气流型、冷涡型、低槽型和西太平洋副热带高压边缘型,其中冷涡型出现频次最高;(3)造成天津地区雷暴大风的对流风暴类型主要有非线状多单体风暴、线状多单体风暴(不包含飑线)、飑线、弓形回波和普通单体风暴,其中飑线数量最多,飑线和弓形回波是造成雷暴大风极端值的主要风暴类型;(4)当最大反射率因子为61 dBZ、强回波中心下降率为260 m·min^(-1)上下时发生雷暴大风的可能性最高;(5)根据低层径向速度大值区,可对15.4%的非线状多单体风暴、14.3%的线状多单体风暴和22.2%的飑线雷暴大风提前30 min发布预警。
- 王艳春王艳春陈宏尉英华张楠张楠
- 关键词：雷暴大风雷达回波特征
- 华北一次冷涡背景下飑线雷暴大风成因分析被引量：15
- 2020年
- 利用NCEP再分析资料、地面和高空观测资料、卫星和雷达资料等,对风暴系统在华北中部加强发展为飑线并产生地面大风的原因进行了分析。结果表明:①2017年8月5日,在冷涡影响下,华北中高层有干空气渗透,具有条件不稳定层结,11:00天津订正探空CAPE高达3184J·kg^-1,且低层水汽充沛,有利于雷暴大风和湿对流的产生。②风暴出流边界与华北中部地面辐合线合并,且东南部地面露点更高,是飑线系统在华北中南部强烈发展的重要原因。③高温高湿环境使得风暴向南传播,在西偏北的引导气流作用下,最终风暴向南偏东方向移动。④北京探空0~6km垂直风切变达到3.3m·s^-1·km^-1,气流在前侧上升后侧下沉,强垂直运动与强垂直风切变作用产生了强旋转,使飑线系统初期具有中气旋特征。⑤中层强辐合和风暴顶辐散产生强下沉气流,地面最大风出现在中气旋发展阶段和冷池合并阶段。
- 孙密娜韩婷婷王艳春陈宏
- 关键词：飑线降水雷暴大风辐合线积云
- “7·20”气旋大暴雨中多尺度配置与MγCS发展的关系被引量：7
- 2018年
- 受北上气旋影响,2016年7月20日京津冀地区出现了历史罕见的大暴雨,三地日平均降雨量均创50年来历史极值。利用风云二号F星(6min时间间隔,水平分辨率5km)和自动气象站的加密资料、雷达图像及拼图数据资料,结合NCEP1°×1°再分析资料,采用叠加分析、TBB梯度计算、雷达低空风场反演等方法,分析了北方气旋类暴雨的云图特征和多尺度(包括天气尺度和α、β、γ中尺度)组织、热力、动力的结构配置;并且针对造成北京、天津城区短时强降水的两个MγCS,分析了影响它们发生发展的多尺度环境。结果表明:(1)逗点云系中不同部位的热力、动力及水汽配置是:涡旋中心(文中D区)与气旋环流中心重合而且是700hPa假相当位温θ_(se)的低值区;在云系尾部云带(C区),低空急流带和θ_(se)高值区重合,云带西侧是干冷无云区,云带边缘的光滑地带对应着能量锋区;云系头部(A区和B区)与700 hPa θ_(se)高能区、850hPa急流核对应(A区和B区分别对应东北气流和东南气流急流)。急流带内700hPa的θ_(se)高达78℃,850hPa的比湿最大值为18g·kg-1,最大急流核风速达30m·s-1,整层可降水量是70mm。(2)逗点云系头部嵌着两个MαCS、一个MβCS,它们造成降雨的强度为20～30mm·h^(-1);而两个MγCS的雨强却达40～70mm·h^(-1)。北京MγCS-BJ和天津MγCS-TJ发展维持的背景不同:(a)MγCS-BJ位于涡旋中心——低空急流左前方的对流不稳定区内偏北风与东风形成的地面辐合线上,此辐合线的形成超前于对流系统约1.5h。(b)MγCS-TJ位于云头与涡旋中心之间边缘地带——θ_(se)高梯度的能量锋区中,东风风速形成的地面辐合线上。(3)MγCS-TJ的发展与MβCS边缘TBB梯度大值区的关系密切,MγCS-TJ内部具有深厚的中气旋(轴心随高度向西北倾斜),在旋转速度最强的时刻,其造成的雨强也最大。
- 易笑园陈宏孙晓磊王艳春韩婷婷李云
- 关键词：大暴雨多尺度
- 北上台风“安比”强降水落区变化特征及其成因被引量：3
- 2020年
- 利用NCEP/NCAR再分析资料、雷达、探空和地面加密观测资料,分析2018年第10号台风“安比”北上过程中强降水中心由其路径右前侧转移至左前侧,且降水强度显著增大的原因。结果表明:(1)7月24日500 hPa西太平洋副热带高压(简称“副高”)脊线异常偏北,其西侧的偏南气流为台风北上提供了有利的环流条件,同时,高空暖脊稳定维持阻挡上游高空槽东移,使“安比”北上到40°N后仍能保持完整的暖心结构。(2)24日08:00,200 hPa高空西南急流增强,其入口区右侧辐散增强,上升运动增强,释放凝结潜热,进一步加强了低空辐合和“安比”北侧的上升运动,促使降水增强。(3)24日08:00,“安比”西北部925 hPa东北风风速减弱至4 m·s-1,东北部东风急流增强至25 m·s-1,导致辐合中心西移,降水中心随之西移,这种风速的改变与海陆分布及华北中南部地形有关。(4)23日20:00和24日08:00暴雨区水汽输送主要集中在850 hPa以下,水汽输送的净流入主要来源于纬向风从降水区域东边界的输入。24日08:00纬向的水汽净输入比23日20:00增大了3倍,导致降水强度的增大。(5)23日夜间“安比”携带暖湿气流北上,其中心西北侧由于辐射降温和弱冷空气渗透,温度和露点逐渐下降,其东南侧的温度和露点仍然较高,形成了西北—东南向的温度和露点梯度,对应产生的中尺度雨带使降水中心移至移动路径左前侧。
- 孙密娜韩婷婷王艳春
- 关键词：台风降水辐合露点
- 双多普勒雷达和三维变分方法反演不同类型降水风场对比
- 本文利用三维变分方法对热带风暴、飑线和层状云降水等多种不同类型的降水过程进行风场反演,并与双多普勒雷达风场反演结果、风廓线雷达探测结果及原始径向速度等数据进行对比分析。探讨了三维变分方法反演风场的能力、在不同天气系统中的...
- 王艳春
- 关键词：三维变分双多普勒雷达风场反演中尺度结构
- 天津城区一次γ中尺度短时暴雨的热动力环境分析被引量：5
- 2021年
- 利用睿图-短期预报子系统的精细化预报结果、地面加密自动站、多普勒雷达、FY-4A卫星的逐5 min可见光云图以及北京探空等资料,对2018年7月22日发生在天津城区的一次突发性γ中尺度短时暴雨的热动力环境进行了详细分析。结果表明:此次暴雨发生在500 hPa副热带高压控制范围内,是由城区孤立风暴造成的一次局地强降水过程,具有范围小(不足20 km)、生命史短(1~2 h)、雨强大(62.4 mm·h^(-1))、中尺度边界层环境复杂等特点。暴雨是在上游降水系统的冷池边界还远离天津城区时,由城市热岛、上游冷池出流前的边界层弱冷空气、系统性东北风和午后逐渐形成的中尺度海风共同作用造成的。下垫面水平热力差异及地表能量平衡的结果导致天津中心城区形成较为显著的热岛效应,热岛强度达2~4℃,与热岛效应伴随的城市热岛暖低压的形成与发展导致城区形成中尺度辐合中心。上游降水产生的中尺度高压(上游降水区)和天津城市热岛暖低压(下游非降水区)之间的气压梯度导致冷池前沿形成了一支超越冷池出流边界而率先到达天津城区的一支北风,这支边界层弱冷空气与系统性东北风、海风在城市热岛暖低压作用下均向城区汇合,进一步增强了城区辐合中心的强度及维持时间。垂直方向上,沿城区的纬向、经向分别形成了两个方向相反的、非对称的中尺度次级环流,其上升支正好位于天津城区。上游冷池出流前中尺度锋区东移造成的水汽集中以及热岛效应伴随的局地热量累积使城区逐渐发展为高湿高能区,且垂直方向上不稳定度增强,为局地暴雨的发生提供了有利的中尺度环境条件。
- 王莹董畅易笑园王艳春张文龙徐梅
- 关键词：城市热岛海风
- 降水时风廓线雷达风场反演效果评估被引量：8
- 2020年
- 风廓线雷达(wind profile radar,WPR)因具有高时空分辨率特点,成为当前短时临近预报的重要参考工具。降水时WPR同时接收大气湍流回波和降水粒子散射回波,现有技术不能有效分离叠加在一起的湍流信号和降水信号,导致降水期间风廓线雷达反演的风场数据严重缺失或失真。根据风廓线雷达探测技术原理及降水天气的功率谱特点,提出了降水天气时风廓线雷达湍流信号提取方法(WPR-HW),并选取2015-2018年天津10次降水过程对WPR-HW方法进行模式检验及个例效果评估。结果表明:WPR-HW方法对改善降水期间风廓线雷达风场数据缺失问题效果明显,在选取的10次降水过程中,目前通用的风廓线雷达风场反演方法(WIND)风场数据平均缺失率为25.4%,WPR-HW方法未出现风场数据缺失现象;WPR-HW方法较WIND方法反演风场数据可信度有显著提高,反演数据与再分析数据的风速均方根误差由WIND方法的2.3 m·s^-1降至WPR-HW方法的1.6 m·s^-1,风向均方根误差由WIND方法的45°降至WPR-HW方法的22°,从而验证WPR-HW方法在降水期间适用。
- 林晓萌尉英华陈宏王艳春
- 关键词：风廓线雷达功率谱风场
