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地形、冷池出流和暖湿空气相互作用造成北京一次局地强降水的观测分析

更新时间:2016-07-05

雷暴通常伴随有闪电和强降水,有时还伴有冰雹、下击暴流或龙卷等天气,是一种高影响天气。北京地处华北平原的西北部,其北部为燕山山脉,西部为太行山,夏季在有利地形的作用和季风背景下,雷暴多发,且雷暴引发的强降水常具有突发性和局地性,常给首都的交通和人民生活带来严重影响。如2012年7月21日北京突发百年一遇的特大暴雨,北京市受灾人口160.2万人,79人死亡,交通中断,道路瘫痪,因灾造成直接经济损失116.4亿元(孙建华等,2013)。

研究表明,影响北京地区的雷暴系统主要存在两种类型:一类是组织化强的飑线系统(丁青兰等,2008;王国荣等,2010;陈明轩和王迎春,2012),一类是局地性强的雷暴群(沈永海等,2010;陈双,2011;黄荣,2012;黄荣等,2012)。飑线属于线状对流,国内外对该类系统已有大量的研究,包括飑线的雷达回波组织形态、移动速度、结构特征及其与天气尺度环流的关系等(Houze et al.,1989;Zhang and Gao,1989;Zhang et al.,1989;Parker and Johnson,2000;Meng et al.,2012,2013)。闪电作为飑线的主要特征和灾害之一,也有学者进行了相关研究(Liu et al.,2014;Li et al.,2016)。但相对于飑线而言,有关雷暴群中雷暴的触发、演变的研究相对较少(陈明轩等,2006;张文龙等,2014),此外,雷暴群系统尺度相对较小、组织化相对弱且可预报性相对较弱。因此,雷暴群过程及其产生的降水预报一直是个难点问题。

已有一些学者开始关注北京及周边地区雷暴群的触发和演变机理。陈双等(2011)就北京地区一次弱天气尺度强迫下雷暴过程在山区和平原增强的机理进行了深入分析,发现地形强迫在雷暴下山增强时起着主要作用,地形抬升促进强辐合区的形成,加剧对流发展,增强雷暴前方的动力和热力不稳定性。2008年8月14日北京地区雷暴群形式的局地暴雨则是复杂地形与雷暴冷池出流作用相结合的产物,复杂地形触发和增强对流,一定强度的冷池出流触发雷暴新生和演变,两者相互作用,使得雷暴新生地点复杂多变,形成多个γ中尺度的强降水中心(张文龙等,2014)。Zhong et al.(2015)从中尺度特征入手,分析了北京“7.21”特大暴雨事件成因,结果表明午间暖区降水主要是由于东南暖湿气流沿地形抬升,加强局地上升运动,同时在迎风面形成中尺度辐合中心,触发了湿对流的发生发展。

已有的研究表明,在北京及周边复杂的地形和下垫面条件下,边界层辐合线、雷暴冷池出流、对流层低层暖湿气流对雷暴的触发和增强均具有重要作用,为该类降水的预报提供了重要思路。但降水系统千变万化,有必要对更多的个例进行剖析,来加深对该类过程的认识。2015年8月7日在北京地区发生了一次突发性的局地强降水过程,并伴随强烈的闪电以及冰雹,中心城区的降水虽然只持续2个多小时,但给民航、城市交通以及人民生活带来了一定程度影响。分析表明该次降水过程是由从西部移来的系统和北京中部多个雷暴单体生消发展共同作用而产生的。北京市气象台在19时15分发布了暴雨黄色预警,而此时城区的降水已经达到强盛期,降水突发性非常强。本文拟通过多种高分辨观测资料(10 min降水和6 min降水回波)综合分析来加深对该类过程的雷暴系统触发和演变机理的认识,主要探讨局地性强降水的成因、从西部移来系统的影响,以及地形、冷池、辐合线三者如何相互配合来触发雷暴系统。

1 数据和方法

本文所用数据(观测站点分布见图1)包括国家级和区域级1 h一次的自动站观测数据,其中降水观测为分钟级;京津冀七部多普勒天气雷达平均6 min一次的基本反射率资料;常规地面和探空观测数据;海淀和延庆站风廓线雷达数据;美国NCEP(National Centers for Environmental Prediction)Fnl(Final)分析资料,空间分辨率为1°×1°,时间分辨率为6 h。文中采用王红艳等(2009)开发的雷达拼图系统对多普勒天气雷达资料进行了组网。

2 雨情和环流背景

2.1 降水概况

张允和和周有光的妹妹是同学,两人由此相识。两家都是望族,但周家此时已经没落,一度连周有光念大学时的学费都交不起,所以张允和常笑称自己是戏曲看多了,有“落难公子后花园”的情结,不仅没有嫌弃周家家道中落,反而认定了周有光是个“落难公子”,想去搭救他一把。

从20 mm/h的强降水区演变看,19时,昌平区北部出现强降水雨团①(图2d),最强降水位于湖门,达到59.1 mm/h。此外,朝阳区金盏出现了60.7 mm/h的强局地性降水,随后强降水区向东南方向移动,20时主要集中在城区、海淀区和朝阳区(见图2e中②),多站降水量超过50 mm/h(紫竹院、四惠桥和朝阳公园站)。另外有一强降水中心位于顺义区东部(图2e中③),最强降水位于大孙各庄站,达50.6 mm。闪电主要与雨区③相对应,位于顺义区东部,而主城区的闪电频次则较少。21时,雨区已向东南东方向移动并逐渐减弱,闪电分布也随之移动。22时,北京中部降水结束。

从10 min降水演变(图3)可见,最强降水时段集中在18时50分—20时20分,位于海淀区和朝阳区的降水极大站降水峰值出现在19时20分,超过20 mm。海淀区紫竹院站19—20时之间降水量达到55.2 mm,其中19时10—20分10 min内降水量达21.2 mm,雨强极大。朝阳区四惠桥站观测到10 min最大降水量达到21.3 mm,1 h降水量达54.3 mm;朝阳公园站最强1 h降水量也超过50 mm。朝阳区主要强降水发生时段为18时48分之后,降水区域位于朝阳区西部与城区相接处。顺义区和丰台区的10 min降水极值出现在19时50分,其中丰台区云岗站达到24.7 mm。降水不仅具有局地性特征,其突发性也很强。

图1 北京及其周边地区地形(阴影,单位:m;红色字符代表地形名)及雷达、风廓线、探空站点分布(a),自动雨量站(蓝色圆点)分布及北京行政区名(红色字符)(b;绿色方框为局地性强降水发生的主要区域,也为后文研究的关键区域)以及关键区域中部分自动雨量站站名(c;红色站点为小时降水量超过50 mm的自动站) Fig.1 (a)Topography(shaded,units:m;red fonts are names of terrain) and locations of radar,wind profiler,radiosonde over Beijing and its periphery,(b)distribution of automatic weather stations(blue dots) and name of Beijing administrative regions(red fonts)(the green rectangle box denotes the main area of local strong precipitation and (c)it is the target region in the following studies) and the name of the automatic rainfall stations in the target region(red dots represent the hourly precipitation more than 50 mm)

2.2 环流背景

20时(图略),降水高峰期已过,不稳定能量得到了释放,CAPE降为14 J·kg-1,CIN达到250 J·kg-1,大气趋向稳定。

14时,850 hPa上一条西西南—东东北走向切变线靠近河北西北部,对应在地面有一条风场辐合线,有利于该地区线状排列对流在午后的发展。从地面到850 hPa上,京津冀地区由偏东风或偏南风控制,有利于暖湿气流的输送,也有利气流在西部地形区的辐合。850 hPa上(图4b),京津冀地区相对湿度较大,相对湿度大于80%的湿舌伸入北京南部,对应地面图上(图4c)温度也较高,使得京津冀平原地区相对暖湿,而西北高海拔地区较为干冷,存在明显的干湿对比,有利于暖湿气流的抬升。

舒曼是个孤儿,被一个不得志又整天酗酒的小提琴手收为养子。舒曼从小就站在潮湿的半地下室里,为酒气冲天的小提琴手一张一张地翻谱架上的乐谱。

根据北京探空站观测资料(图5),14时,对流有效位能(Convective Available Potential Energy,CAPE)达3 379 J·kg-1,对流抑制能(Convective Inhibition,CIN)为0,抬升凝结高度(Lifting Condensation Level,LCL)较低,位于900 hPa附近,而抬升指数达到-9 ℃,这些指数均表明环境场非常有利于对流的发生。研究表明(郑栋等,2007;Mazarakis et al.,2008;王婷婷等,2011),极不稳定大气也有利于发生强闪电降水事件。600 hPa附近空气非常干,相对湿度低于20%,低层925~850 hPa为湿层,相对湿度达80%以上,风向随高度顺转伴随暖平流,形成上干下湿的不稳定结构。但是,0~6 km环境场的垂直风切变较弱,不利于形成组织性非常强的对流系统(如超级单体)。

2015年8月7日午后14时(图4),500 hPa东北低涡对应-12 ℃冷中心,低槽南伸,北京位于槽底前部偏西风气流中,槽后为较强的偏北气流。-12 ℃的冷中心使得槽中有较强的冷平流,偏北气流将北方冷空气向南输送,与副高西北侧西南气流在京津冀地区交汇,促进对流发展;20时(图略),东北低涡中心位置稳定少变,但低槽稍微顺转,引导冷空气进一步向京津冀地区输送。

图2 2015年8月7日逐小时降水量(单位:mm/h)和地闪回击分布(①②③分别为强降水区) Fig.2 The distribution of hourly precipitation(units:mm·hr-1) and stroke on 7 August,2015(①②③ denote the precipitation centers)

图3 北京雨强最大5个站的10 min降水量演变(单位:mm) Fig.3 Temporal variations of 10 min precipitation over 5 stations with the maximum precipitation(units:mm)

图4 2015年8月7日14时环流场(黑色实线为位势高度(c中为海平面气压),单位:gpm;橙色实线为温度,单位:℃;红色实线为相对湿度,单位:%;蓝色阴影为散度,单位:10-5 s-1;灰色阴影为地形高度大于1 500 m的区域;棕色粗实现为槽线,红色粗实线为切变线(或辐合线);风向杆为水平风场,单位:m/s) a.500 hPa;b.850 hPa;c.地面(温度场为2 m高度;风场为10 m高度) Fig.4 Synoptic circulation at 14:00 BST 7 August,2015(black solid contours indicate the geopotential height(sea level pressure in c),units:gpm;orange solid contours indicate temperature,units:℃;red solid contours indicate relative humidity,units:%;blue shading indicates divergence,units:10-5s-1;gray shading indicates terrain elevations above 1 500 m;brown thick solid line represents trough,red thick solid contours represent wind shear line(or convergence line);wind barbs indicate horizontal winds,units:m/s):(a)500 hPa;(b)850 hPa;(c)surface(air temperature at 2 m;wind at 10 m)

图5 2015年8月7日14时北京站探空图 Fig.5 T-lnP pictures of Beijing station at 14:00 BST 7 August,2015

3 降水回波特征

3.1 京津冀地区雷达回波演变

成熟阶段(18:36—20:00):回波5与从西部移来的系统(回波1)合并,受到地形强迫作用,在下山过程中强度增强,海淀区西北部出现60 dBz以上的强回波中心(图6h);18时36分,昌平区东南角以及海淀区东南角分别又有新对流形成(回波6和7),回波6发展后与下山增强的回波1北段合并,后迅速东移减弱,由于地形呈东北—西南走向,回波1南段在下山阶段也出现了增强过程。海淀区东南角的回波7于18时36分(图7d)形成后迅速增强扩大,造成海淀区出现短时强降水(图2e中降水区②),其中紫竹院站19时的降水量达到55.2 mm;回波2和回波4的主体则均减弱(图6h),但在其南部又有新的对流形成,回波4主要控制朝阳区西部与城区相接处,60 dBz以上的强回波中心在该地区的短暂维持,促发强降水的形成,并伴有冰雹。而回波2则向东移动,19时06分在顺义区东部形成55 dBz以上的强回波中心,持续时间不长,但也有强降水发生(图2e中的降水区③),大孙各庄观测1 h降水量超过50 mm。随后四个强回波区域继续向东南方向移动,并渐呈带状排列(图6j),其中回波1在丰台区西部下山,再次出现60 dBz以上的强回波中心,造成云岗也出现很强的降水(49.7 mm/h)。

初生阶段(16:00—17:00):16时,河北西北部的雨带已进入北京市西北部,层状云降水区尾随强对流区(Parker and Johnson,2000),在高空西北气流引导下,向东南方向移动;该区位于500 hPa槽前,对流层低层有切变线与之相配合,地面存在辐合线,在槽前天气尺度动力提升以及地面至低层辐合共同作用下发展。16时24分,北京西部降水区的辐散触发顺义区西部至朝阳区北部新生降水系统并次生发展,数个回波中心沿西南—东北方向排列(图6a—6c,回波2),并以顺义区西部回波最强,在16时36分超过了60 dBz,朝阳区北部回波中心也达到了55 dBz以上,造成该地区出现弱降水(图2b)。由于雨滴蒸发冷却使气温降低,顺义区西部地面气温降低约2 ℃,出现较弱的冷中心。

发展阶段(17:00—18:36):回波2(图6d)继续加强,50 dBz以上回波范围明显加大,其北段北移至怀柔区南部,南段则在昌平区与朝阳区交界处发展,与朝阳区北部新生成的回波合并为回波4(图6e),并在朝阳区北部继续加强;回波3于17时30分形成,其包括昌平区100 m地形线以东的新生对流单体和从回波2中分离出来的老的对流单体(图6e)。三个回波中心强度均超过50 dBz(图6e),对应18时昌平区、顺义区、怀柔区相接处10 mm/h以上的降水区(图2c)。17时18分,回波5在延庆区东南部开始发生发展,其范围变化不大,但强度达到60 dBz以上,直至18时00分(图6f),回波3中心不断北移,回波5则迅速下山,且其强度和范围明显增大,后逐渐与前者合并,但强度稍有减弱,由于对流系统东移,造成昌平区北部出现较强的降水(图2d中降水区①),20 mm/h以上的降水面积较大,而湖门站(116.323°E,40.309°N)1 h降水量达到59.1 mm。从西部移来的系统(回波1)仍然向东南偏东方向移动,且回波强度增强,60 dBz以上回波范围扩大,造成延庆区西南部强降水(图2c),延庆区东门营的降水量达到72.3 mm/h。

根据降水雷达回波的演变特征(图6),将北京中部地区降水系统生命史分成四个阶段,分别是初生、发展、成熟和减弱阶段。

减弱阶段(20:00—21:50):线状队列在向东南方向移动过程中快速瓦解,强度减弱(图6l),20时42分,回波区移出北京,在河北三河略有增强,并形成较大范围的10 mm/h以上的降水(图2f),随后迅速减弱东移直至消失。

图6 雷达组合反射率(单位:dBz)演变(椭圆中的数字1—7表示主要强回波区;黑色实线为100 m地形线) Fig.6 Temporal variations of composite radar reflectivity(units:dBz)(Numbers 1—7 inside ellipses are used to denote strong echoes;Black line represents terrain contour 100 m)

综上,降水系统主要分为两个部分:第一部分是从河北西北部移入北京的对流系统,其受到天气尺度强迫,由中层低槽配合低层切变线以及地面辐合线共同作用形成,随着低槽顺转逐渐向东南方向移动,进入北京后,在有利的背景条件以及地形强迫作用下逐渐发展。在这一阶段,从西部移来的雷暴造成延庆区西部及其以西出现50 mm/h以上的强降水,并与昌平区北部新生对流共同作用,触发该地区强降水的形成(图2a—2c);第二部分则是太行山东侧平原地区局地新生的雷暴系统,其造成海淀区至朝阳区一带以及顺义区东部出现突发性强、降水集中、并伴随有冰雹出现的短时强降水,该部分降水系统局地性强、生命史短,是预报的难点。因此,后文着重分析造成这一阶段降水的回波7和回波4的触发和维持机制,探讨边界层动力、热力特征在雷暴系统演变过程中的作用。

3.2 局地强雷暴单体的发展演变

图7 北京中部地区雷达组合反射率(单位:dBz)演变(A、B、C分别表示引起海淀和朝阳区短时强降水的强回波单体) Fig.7 Temporal variations of radar reflectivity(units:dBz) in central Beijing(A,B and C denote strong echoes)

17时06分(图略),朝阳区北部四元桥站附近有雷暴单体A(对应图6中回波4)形成,后加强并向东北方向移动,与朝阳区、顺义区交界处单体合并,回波中心最强超过55 dBz。17时36分(图略),单体A移至朝阳区北部,同时工人体育馆附近也有小范围回波中心形成,其迅速北上,并入回波A,回波A范围明显增大,最强中心超过55 dBz,朝阳区北部观测到20 mm/h以上的降水(图2c)。18时00分(图7a),回波A中心超过60 dBz,强回波主体东移,半小时后到达金盏站附近,强回波中心达55 dBz以上,出现19.9 mm/(10 min)和60.7 mm/h的降水(图2d),为此次降水过程中北京中部最大1 h降雨量。此后,A强度逐渐减弱。

18时36分,海淀区东南部新生孤立单体B(图7d,对应图6中回波7),沿图6h中黑色实线剖面,可见其新生和增强阶段,18时42分(图8a),B回波在约2 km高度出现45 dBz以上的回波,系统初生;6 min后(图7e),B的西侧新生回波单体,并于18时54分与回波B合并,中心强度达到60 dBz以上,回波顶高达到14 km。单体A在减弱过程中,其西南方向于18时42分(图略)新生单体C(对应图6中回波4),且35 dBz以上回波区域已伸展至约10 km,40 dBz以上的回波出现于约2 km高度,强中心与单体B所在高度相同,18时54分(图8b)单体C强回波区向上发展到8 km左右。19时00分(图8c),单体B的反射率因子核心主体的高度下降到2 km以下,表明单体B发展到成熟阶段,海淀区开始出现强降水(图3),单体C继续加强,其中心反射率达到60 dBz以上(图7f),位于2 km附近,回波顶高超过12 km。19时06分(图8d),单体B维持激烈的对流活动,单体C中心60 dBz以上的强回波区范围进一步增大,40 dBz以上的强回波覆盖了海淀区东南部至朝阳区西部的大部分地区,并维持了约半个小时,海淀区和朝阳区自动站雨强也在此时达最大。19时12分(图略),单体B对流高度降低至12 km,50 dBz以上的强回波区范围也缩小,但60 dBz强回波中心稍有增大;19时18分(图8e),单体B迅速减弱,单体C也开始缓慢减弱,回波顶高降至11 km以下,19时30分(图7i和8f)后,系统逐渐向东南方向移出城区,强度也减弱,直至20时24分完全消失。

4 对流的触发机制

参考文献(References)

图8 沿图6h中黑色实线的反射率因子(单位:dBz)垂直剖面 Fig.8 Vertical cross sections of reflectivity(units:dBz) along black solid line in Fig.6h

图9 地面自动站观测的风场(箭矢,单位:m/s)、温度场(阴影,单位:℃)和海平面气压场(黑色等值线,单位:hPa)(绿色粗实线为地面辐合线;白色实线为100 m地形线) Fig.9 Wind vectors(vector,units:m/s),temperature(shaded,units:℃) and sea level pressure(black contours,units:hPa) observed by automatic weather stations(The green thick solid line is surface convergence line and white line represents terrain contour 100 m)

图10 地面自动站观测的风场(箭矢,单位:m/s)、散度场(阴影,单位:10-5s-1)和相对湿度场(黑色等值线,单位:%)(绿色粗实线为地面辐合线,红色实线为100 m地形线) Fig.10 Wind vectors(vector,units:m/s) and divergence(shaded,units:10-5s-1) and relative humidity(black contours,units:%) observed by automatic weather stations(The green thick solid line is surface convergence line and red line represents terrain contour 100 m)

图11 顺义站(红色折线)和北京站(黑色折线)温度(圆点,单位:℃)和气压(三角形,单位:hPa)变化 Fig.11 Time series of temperature(dots,units:℃) and pressure(triangles,units:hPa) at Shunyi station(red broken lines) and Beijing station(black broken lines)

图12 2015年8月7日延庆站(a)、海淀站(b)风廓线雷达观测的水平风场(风向标,风向杆单位:4 m/s)和垂直风速(阴影,单位:m/s)(圆点表示缺测) Fig.12 Time-height distribution of horizontal wind(bar,a full bar is 4 m/s) and vertical velocity(shaded,units:m/s) observed by the wind profile radar in (a)Yanqing station,(b)Haidian station on 7 August,2015(The dots denote missing values)

在西北—东南向辐合带南北两侧,冷池与暖舌形成温度梯度带,选取等温度线密集区两侧的顺义站(116.62°E,40.13°N)和北京站(116.47°E,39.8°N;如图9d)来看两侧温度的变化(图11),在16:40前,两站同处在环境场暖舌中,北京站地面气温明显高于顺义站约1 ℃。到16:50,朝阳区北部出现对流系统,气温陡降,20 min内两站温差快速增大了近5 ℃,雷暴冷池温度扰动达到-5 ℃,此过程中北京站气压由1 010 hPa升至1 014 hPa,顺义站也上升了4 hPa。地面暖空气遇到干冷下沉气流侵入,在热力强迫作用下暖空气易于被抬升,促进对流的发生发展。

17时55分(图9c)冷舌继续向南推进,于18时35分到达朝阳区北部(图9d),而海淀区仍处于暖舌的控制之下。由于冷池中心温度的进一步降低,其前沿出流增强,偏北风增大,东北气流与暖舌中偏南气流在海淀区东北部至朝阳区形成西北—东南走向的辐合线(图10d),其东段触发了朝阳区西部雷暴单体C新生。从温度场看到(图9d),与散度场下沉辐散相对于的地面冷池伸至朝阳区中部,暖舌则对应海淀区的强辐合中心,两者形成较强的温度梯度,增强热力不稳定性,促进了雷暴的发生发展。

从西部移来的系统(图6中回波1)向东南方向移动进入北京,造成西北部山区出现降水(图2c),地面温度降低形成冷池出流,18时06分(图12a),延庆站近地层风向出现明显转向,由东北风转为偏西风,在地形作用下,山区冷池出流高度较高,前沿偏西风高度达到近2 km,使得雷暴在下山过程中,其内部密度较大的冷空气沿背风坡陡峭的山脉直下。其东侧平原地区,如海淀站(图12b),从18时12分开始近地层出现偏东风,并伴随上升运动,其厚度逐渐增加。18时54分向上扩展至1 km高度,1 km高度以上则为偏西风气流,低层偏东暖湿气流与地形垂直,受地形阻挡,与西北风形成一条东北—西南走向的切变线。加速下山的冷平流伴随下沉运动叠加在低层暖空气之上,使对流不稳定性增强,这为海淀区雷暴单体B的触发和加强提供了十分有利的动力和热力条件。

沿紫竹院站所在纬度作经度—高度剖面图发现(图13),在116°E附近,偏东风沿地形爬升,动力抬升作用促进上升运动发展,增强了垂直作用,暖湿气流被抬升增强了层结热力不稳定性,对流层低层假相当位温随高度的升高而减小,也表征了大气的对流性不稳定。这一触发雷暴新生的机制与陈双等(2011)的研究结果相似。

图13 8月7日14时纬向垂直环流和假相当位温(阴影,单位:K)沿39.94°N的经度—高度剖面 Fig.13 Longitude-height cross section of wind filed and potential pseudo-equivalent temperature(shaded,units:K) along 39.94°N at 14:00 BST 7 August

此外注意到,在雷暴B触发初期(图12b,17时36分),冷池主体尚未下山,但由于地形强迫作用使冷池出流高度较高,冷池出流强的偏西风与1 km以下浅薄的偏东风层叠加,构成了强的低层垂直风切变,风向在1 km有明显顺时针旋转,即低层有较强的暖平流,而高层则为冷平流,上下层温度平流差异,构成了上冷下暖的垂直结构,为海淀区对流的增强、维持和发展提供了有利的动力和热力不稳定条件。

5 结论和讨论

本文利用多普勒雷达观测、地面自动站、雷达风廓线、加密探空等非常规观测资料,对北京地区2015年8月7日一次局地强降水过程成因及局地雷暴单体的触发机制进行了细致的分析,主要结论如下:

1)雷暴发生前,中层低槽与低空切变线相配合,为对流发生提供大尺度动力抬升机制,环境场强的不稳定能量及层结不稳定性有利于对流的发生发展,天气尺度动力作用和环境热力作用共同触发雷暴新生。在有利的天气背景条件下,河北西北部雷暴新生,槽后西北气流引导新生雷暴向东南方向移至北京地区,造成了北京西北部地区的强降水。

2)北京中部地区雷暴的新生,则是盛行的偏南暖湿气流与雷暴冷池出流相互作用所触发。北京中部地区降水形成雷暴冷池出流,导致冷池前沿强的偏北风与北京东南部盛行的偏南暖湿气流相遇,形成强辐合带,促进上升运动发展,增强城区动力不稳定性;另一方面,雷暴冷池在平原地区向南推进,与暖舌形成了强的温度梯度,通过热力强迫作用将暖空气抬升,热力不稳定增加,局地动力和热力不稳定共同作用,触发了朝阳区及海淀区雷暴的新生。

3)受地形强迫作用的影响,从西北方向移入北京的雷暴产生的冷池出流,一方面在背风坡加速下山,在山前与偏南气流形成辐合抬升,冷平流叠加在暖空气之上,使得山前局地大气层结更不稳定;另一方面山区冷池出流高度较高,强的偏西风与低层环境偏东风构成有利于对流新生的强垂直风切变;而且偏南暖湿气流在山前沿地形爬升,增强垂直运动,使海淀区动力不稳定性也增强,因此边界层热力和动力不稳定的增强产生了旺盛的对流上升运动,触发了海淀区雷暴的新生。

1987年,我在《中国社会科学》上发表了论文《人的主体性的进程》。这是针对当时学界对主体性的关注而写的。市场经济的建立和发展,呼唤着人的主体性的发展。当时我思考的聚焦点是人的主体性怎样演化。人的成长要经历一系列发展过程,包括其间的曲折。我提出了三个时期、九个阶段的演进模式:初级期人的主体性,即自在、自然、自知、自我的主体性阶段;转折期人的主体性,即自失的主体性阶段;高级期人的主体性,即自觉、自强、自为、自由的主体性阶段。这是我关于人的主体性演化的假说的主要内容。后来我在出版《主体性哲学——人的存在及其意义》一书时,对人的主体性演化作了较为完整的论述。

天气尺度环流条件和环境条件能为对流的发生提供有利的背景,对雷暴的发生发展具有一定的指示和引导作用,但由于下垫面热力和动力性质差异触发的新生雷暴则具有很强的局地性和突发性,大大增强了预报难度,因此,在我国现有精密观测资料的基础上,应加强对此类局地雷暴形成及增强机制的研究和分析,总结出一套切实可行的、能供预报参考的规律,从而增强该类过程的预报准确率。

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由前面分析可知,16时顺义区西部至朝阳区北部一带出现小范围对流(图6b中回波2),其中以顺义区西部对流较强,雷达反射率因子超过60 dBz,造成该地区出现弱降水,雨滴蒸发冷却,地面气温降低,16时50分(图略)顺义区西部温度比周围低1 ℃。随着回波2的继续增强,地面气温进一步降低,至17时顺义区西部形成较周围低3 ℃的冷中心。从地面风场的演变可以看到,16时50分以前,北京东南部平原地区主要盛行偏南风,其后,冷中心前沿的地面风向由盛行的环境东南气流转变为偏北风出流,朝阳区仍为东南风,在朝阳区北部形成较强的辐合区(图10a),促进四元桥站附近单体(图7a雷暴单体A)的形成。随着朝阳区北部降水的出现,地面气温减小,雷暴冷池南移,冷舌南伸至朝阳区北部地区,17时35后(如图9b和10b)冷中心也继续增强,温度达到25 ℃以下,冷池内部密度较大的冷空气形成的北风出流也增强,在朝阳区西部形成一条明显的西北—东南走向的辐合带,触发工人体育馆站形成小范围回波中心(图7a单体A西南侧)。

陈明轩,俞小鼎,谭晓光,等,2006.北京2004年“7.10”突发性对流强降水的雷达回波特征分析[J].应用气象学报,17(3):333-345. Chen M X,Yu X D,Tan X G,et al.,2006.Radar echoes characteristics of the sudden convective rainstorm over Beijing area on July 10,2004[J].J Appl Meteor Sci,17(3):333-345.(in Chinese).

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我们基本兑现了“一卷《星火》在手,洞悉全国文坛”的承诺,也一直在践行新人与名家并重、本省作者和外省作者兼顾的选稿方略。

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1)受力方向对连接力大小有着明显的影响,其中180°角度下受力时连接力最大,随着角度的减小连接力呈逐渐减小的趋势,到0°时连接力达到最小。

综上所述,秃尖长、穗长、株高与其他农艺性状呈显著相关的数量最多。可以一定程度上通过对这几个性状的选择代替对其他性状的选择,比较简便易行;活动积温、出籽率、穗长、穗行数对玉米品种产量的影响最大。可以通过考察以上几个性状,验证品种产量的稳定性。梁晓玲[1]等人研究认为,即千粒重、行粒数、穗行数对产量影响较大,在提高千粒重的同时还应关注穗长及出籽率。

人工智能本质上是计算机科学的一个分支,自1956年在美国达特茅斯会议上人工智能学科正式诞生以来,至今已历62年。

Liu D X,Qie X S,Peng L,et at.,2014.Charge structure of a summer thunderstorm in North China:Simulation using a regional atmospheric model system[J].Adv Atmos Sci,31(5):1022-1034.

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本研究在确定0.1%磷酸水和乙腈作为流动相后,再根据9种成分的化学结构的特征,经过多次尝试,最终确定色谱条件,成功实现运用RP-HPLC同时测定了马钱素、芍药苷、野黄芩苷、黄芩苷、黄芩素、五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素和熊果酸的含量。

当然了,在其他地方,我都弹到过让我印象深刻的汉堡施坦威,但总的来说,纽约琴的声音特质更符合我的审美,更多场合,我倾向使用纽约施坦威演奏。

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2015年8月7日上午,河北西北部开始出现零星降水;午后,雨团逐渐发展,呈西南—东北走向排列,并向东南偏东方向移动,伴随降水发生有闪电出现;16时(北京时间,下同),雨区进入北京西北部(图2a);17时,北京中部新生降水系统(图2b);18时,该新生降水区与西北来雨区合并发展,在19—20时达到强盛,强降水区相应闪电分布也较密集,导致北京城区出现了伴随闪电发生的短时强雷阵雨天气;21时,雨区东移并减弱。

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根据对排种器的理论分析,真空度和吸孔是影响排种器取种的主要因素。因此,在整个播种试验中应考虑的主要因素有真空度、种箱的角度、吸孔的形状和直径以及输送带的速度。但是,由于条件有限,试验都是在同样的真空度条件下进行的,而且锥形孔的吸种性能要优于直孔和沉孔,试验中采用锥形吸孔,因此试验中的主要因素有吸孔的直径、种箱的角度和输送带速度。因此,确定3个试验因素的试验水平表如表1所示。

郑栋,张义军,马明,等,2007.大气环境层结对闪电活动影响的模拟研究[J].气象学报,65(4):622-632. Zheng D,Zhang Y J,Ma M,et al.,2007.Simulation study on the influence of atmospheric stratification on lightning activity[J].Acta Meteorologica Sinica,65(4):622-632.(in Chinese).

采用企业提供的大豆制品配方,在上一步最优结果的基础上,分别加入0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%的三聚磷酸钠,灭菌保温后进行颜色检测,计算样品得分。以企业原始配方的大豆制品作为空白对照。

在培养目标体系中旅游管理实践能力按照学生个体对自身目标的需求分为景区规划与管理方向和酒店经营与管理方向,分别培养学生旅游景区规划、旅游产品开发、项目策划、资源环境保护管理能力与酒店实务操作能力。有针对性的教学符合学生个人目标的实现,能更好地适应市场的需求。

Zhong L Z,Mu R,Zhang D L,et al.,2015.An observational analysis of warm-sector rain fall characteristics associated with the 21 July 2012 Beijing extreme rainfall event[J].J Geophys Res Atoms,120:3274-3291.

The causes of a sudden local heavy rainfall with lightning and hail occurred in Beijing on 7 August,2015 are investigated by composite analyses of surface and conventional sounding data,Doppler weather radar data and wind profile radar data.The following results are given:The heavy rain occurred in a strong unstable stratification.The middle level trough,lower-troposphere shear line and surface wind convergence facilitated the development of convection in northwest of Hebei,which then moved southeast and caused heavy rain in the northwest of Beijing.The direct producer of heavy rainfall over central Beijing was thunderstorms locally triggered by convergence between the cold pool outflow of pre-existing thunderstorms and the warm,moist southeast airflow in the boundary layer.The terrain in the northwest of Beijing accelerated downhill cold pool outflow and lifted the thunderstorm cold pool outflow.Then,the cold westerly outflow overlapped above the warm and moist easterly flow near surface that increased the convective instability of atmosphere and contributed to the initiation of thunderstorms at the east side of the mountain.

思维导图(Mind Map)是英国学者Tony Buzan在20世纪70年代初期所创[2],思维导图有图形、有文字,其实质上是一种图形思维工具,通过图形、词汇等形象有效地表达个人的发散性思维[3]。思维导图是一种认知工具和思维技术,可以有效引导思维过程和扩展思维内容,还可以有效的记录思维过程,从而达到可视化的结果,通过分析,给出更加具体的方案,有利于学生知识和信息产生相互影响和相互促进[4]。

thunderstorm initiation;complex terrain;cold pool outflow;warm moist air;local rainstorm

章翠红,夏茹娣,王咏青
《大气科学学报》 2018年第02期
《大气科学学报》2018年第02期文献

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