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中国强雷暴大风的气候特征和环境参数分析被引量：113: 2016年; 对2004—2013年中国强雷暴大风记录(风速≥25 m·s^(-1))的气候特征和环境参数进行统计分析研究。结果表明:强雷暴大风主要发生在中国中东部地区,从3月开始在西南、华南地区出现,4月北进入华中、华东地区,5月北进到华北、东北和西北地区。不同地区强雷暴大风发生峰值时间不同,其中华中和华南有两个峰值。中国强雷暴大风环境参数中低层垂直风切变中等(地面至700hPa和地面至500 hPa平均值分别为10.2和14.3 m·s^(-1)),明显低于美国大范围雷暴大风的均值;存在明显的干层,一般表现为500 hPa附近的中层温度露点差大于10℃C以上,其中华北、西北地区表现为整层3~7 km均较干。根据红外卫星云图的观测特征,强雷暴大风发生时云型最多的是团状,其次是线状,还有一些不规则形状的云型,不同地区主导云型不同。分析我国强雷暴大风多发地华东地区三种云型的环境参数表明:团状云型强雷暴大风的CAPE值大,低层高湿,中层干且环境温度直减率大;线状云型其热力参数值均较团状云型小,但低层和深层垂直风切变大,整层均较干;不规则云型低层高温高湿,环境风垂直切变较小。; 费海燕王秀明周小刚俞小鼎; 关键词：雷暴大风环境参数统计分析

也谈Rossby长波理论及其“悖论”: 2017年; 鉴于罗斯贝长波理论无辐散假定与物理学波动概念之间的矛盾,文章讨论了牵连涡度和相对涡度之间的相互转换实际上都需要通过散度才能实现。从地转适应理论的角度看,罗斯贝无辐散的假定实际上是假定地转适应过程无限快,和物理学的波动概念并不抵触。最后从流线和轨迹的区别分析了长波中散度的分布特征及其与长波移速在物理上的关联。; 陶祖钰费海燕; 关键词：地转适应散度涡度

多普勒雷达探测冰雹的算法发展与业务应用讨论被引量：12: 2015年; 目前我国CINRAD WSR-98D SA/SB及部分C波段多普勒雷达内置的算法参数是美国WSR-88D的缺省算法参数,我国业务人员发现由冰雹探测算法得到的冰雹指数产品在实际业务应用中存在过高预报冰雹尤其是强雹发生概率及冰雹尺寸偏大问题。针对此认识,本文首先从算法演变过程说明目前WSR-98D算法中强雹发生概率及冰雹尺寸的缺省参数来自于美国1992年俄克拉荷马和弗罗里达的10个强雹个例资料集。基于此强雹数据集得到的算法参数本身就高估了强雹概率及冰雹尺寸,即过高预报强雹概率是由算法本身局限性所造成;在不改变当前冰雹探测算法参数设置的情况下,结合前期的冰雹算法,业务上可以使用其他一些环境参数及多普勒雷达探测特征作为强雹预报的辅助判据,如VIL、VIL密度、TBSS等;根据强雹形成物理过程,提出在不失一般性的假设下,-20℃层CAPPI产品上55 dBz范围超过100 km^2可以作为快速判断单体降强雹的补充闾值使用。; 周小刚费海燕王秀明王晨曦

下击暴流形成机理及监测预警研究进展被引量：21: 2023年; 下击暴流指对流单体强下沉气流引发的地面或地面附近的爆发性辐散出流,单个下击暴流会导致千米尺度地面强阵风,而下击暴流簇可导致较大范围间断性地面灾害性强阵风,其形成机制亦不限于强下沉气流辐散。文章回顾了下击暴流的界定,然后分为孤立风暴产生的下击暴流和中尺度对流系统内嵌的下击暴流两种情况进行讨论,内容包括对流大风和下击暴流产生的物理机理、风暴结构特征以及基于多普勒天气雷达的预警技术。在上述回顾基础上,对下击暴流形成机理及监测预警难点进行了讨论,提出了与下击暴流相关的亟需研究的问题。; 王秀明俞小鼎费海燕刘晓玲朱禾; 关键词：下击暴流

超级单体风暴研究进展被引量：1: 2025年; 超级单体是所有对流风暴中最猛烈且持续时间较长的一种高度组织化的类型,亦是致灾性最强的对流风暴,引发极端天气概率较高。从超级单体风暴的结构、环境条件以及作为其结构核心的中气旋形成机制3方面对超级单体研究进展进行了较全面的回顾和深入的阐述。不同类型超级单体以及引发不同灾害性天气的超级单体反射率因子形态、动力和云微物理结构特征有所不同,如:龙卷超级单体具有较强的低层中气旋,强冰雹超级单体的中气旋强且深厚,强风超级单体中气旋伴有明显的中层径向辐合,引发强降水的超级单体中气旋多位于低层,可据此预警超级单体引发的不同类型灾害性强对流天气。中气旋形成的物理过程为环境水平涡度被上升气流扭转为风暴垂直涡度,其中中层中气旋水平涡度源自深层风垂直切变(风向风速随高度的变化),而低层中气旋水平涡度存在低层环境风垂直切变和阵风锋区斜压性两种机制导致的水平涡度来源,哪一种机制占主导目前并不十分清楚。此外,中气旋被强降水包裹、风暴合并,以及地面附近中尺度边界(锋面、干线和阵风锋等及其伴随的辐合线)与超级单体相互作用等情况下的中气旋维持和增强机制复杂多样。近年来,基于高分辨率数值试验结果,一些学者给出了超级单体龙卷形成的更新的概念模型和物理图像,具有双偏振功能的多普勒天气雷达给出超级单体中一些新发现的动力和微物理特征,能够更加准确地探测超级单体中大冰雹尺寸,而超级单体中大冰雹增长机制和极端风、雨形成机制的研究进展有限,尚待进一步深入。; 王秀明汤欢俞小鼎郑宇豪王晨曦费海燕; 关键词：中气旋强对流天气

副高异常偏西背景下一次阵风锋主导的雷暴大风天气分析被引量：7: 2020年; 利用西安多普勒天气雷达、L波段风廓线雷达和加密自动站探测资料,结合天气实况,对2018年7月26日发生在陕西一次副热带高压影响下的强风暴过程进行中尺度分析。结果表明:(1)本次强风暴伴随的阵风锋共维持了4 h,其中有3 h出现7级以上的大风,且最大风力达10级。阵风锋发展阶段和旺盛阶段,主体回波的最强反射率因子维持在55 dBZ以上,强中心位于6 km左右,对流单体顶高约在8 km,C-VIL基本在40 kg·m^(-2)以上。14:41西安雷达站速度剖面显示,风暴后侧有倾斜下沉气流存在,从风暴尾部自上而下直至风暴底部,最终在地面产生下击暴流。(2)副高西伸到陕西西界,使得西侧西风槽不能东移,有组织的风暴出现概率减小,提前预警的难度增加。(3)此次强风暴在高的对流有效位能(CAPE)环境下,抬升触发的关键因子是关中地区中尺度辐合线,当初生的对流云团下山后,中尺度辐合线触发的对流风暴形成小范围冷池出流与环境风场形成新的辐合线,加强对流风暴发展。(4)当阵风锋移动过程中遇到前方的对流云团时,将低层暖湿空气抬升,并随着上升气流输送到主体对流风暴中,迅速补充了主体风暴的能量,使得主体风暴再次强烈发展,延长了阵风锋的生命史。; 姚静康磊费海燕刘慧井宇; 关键词：阵风锋下击暴流

多普勒雷达中气旋判据及算法的发展与应用被引量：4: 2016年; 由于超过90%的中气旋伴随着龙卷、强雹、大风等强天气发生,因此中气旋的识别与应用对于准确、实时发布强天气预警具有十分重要的意义。目前我国仅CINRAD WSR—98D SA/SB多普勒雷达内置了美国强风暴实验室开发的中气旋算法,并有相应的中气旋产品,其他型号的多普勒雷达则只能从径向速度图上人工识别中气旋。回顾了中气旋判据演变的三个阶段,对当前业务上使用的第三阶段的中气旋判据存在的问题进行了分析;依据中气旋算法发展历程,介绍了中气旋切变算法、中气旋算法及中气旋探测算法,并对当前业务上使用的中气旋算法得到的产品应用及其存在问题作了讨论。; 费海燕周小刚王秀明

基于多普勒雷达VAD算法的业务应用讨论被引量：10: 2015年; 多普勒天气雷达垂直风廓线(VWP)产品在业务预报中已有较广泛的应用,并得到了风廓线的某些特征结构与雷暴及强对流之间的对应关系。由于对多普勒径向速度反演得到风廓线产品的VAD算法缺乏了解,目前对VWP及速度方位显示(VAD)产品的应用还存在一些误区。文章由单多普勒雷达反演水平风场的基本原理入手,回顾了VWP及VAD产品在暴雨与强对流临近预报中的应用,并重点对VWP及VAD产品的业务应用误区进行了讨论。; 周小刚费海燕王秀明

基于TRMM/PR的长江下游地基雷达一致性订正被引量：7: 2018年; 我国有近200部地基多普勒天气雷达,已经积累了近20年的观测数据,这些数据对雷达气候学研究非常重要。但由于不同雷达的标定误差不同,雷达之间存在观测值不一致性的现象(与美国的地基雷达类似),有的反射率因子差异超过了3 dB。这种不一致影响了多雷达联合降水估计的精度和雷达组网临近预报的效果。为此,采用筛选比较法对地基雷达与TRMM/PR(Tropical Rainfall Measuring Mission/Precipitation Radar)进行空间匹配和异常数据剔除,以TRMM/PR为参照计算并订正地基雷达偏差。对2013年5-9月长江下游7部S波段雷达数据订正后,结果表明:订正后7部雷达之间的平均反射率因子差异从1.8 dB降至0.5 dB,任意两部雷达之间的差异均小于1.0 dB,多雷达的观测一致性和空间连续性有明显改善。与传统的几何匹配法比较,筛选比较法订正结果相对稳定,不存在过量订正的问题。; 楚志刚许丹王振会韩静费海燕; 关键词：天气雷达

南通一次飑线大风过程数值模拟及诊断分析: 2025年; 利用实况资料和再分析资料,结合WRF(weather research and forecasting)模式对南通一次极端大风过程进行诊断分析及数值模拟。分析了该个例发生的天气形势背景和系统的水平、垂直结构,探究大风天气成因,并进一步对比不同参数化方案的模拟效果。结果表明:1)大风过程发生在高空深厚冷涡和地面强暖湿低压的环流背景下,上空存在不稳定层结和不稳定能量的累积;雷暴大风在12—13时经历了发展、成熟、消散3个阶段,飑线以碎块型的方式形成。2)3种微物理方案中,MG方案模拟出更大面积的层云、强回波和极端大风,模拟的最大地面阵风为44.47 m·s^(-1)。Lin方案较好地模拟出飑线的演变过程和垂直结构特征,模拟的最强上升气流达23.55 m·s^(-1),下沉气流达-13.21 m·s^(-1)。3)水平方向上,雷暴大风附近存在成熟的飑线地面中尺度系统,地面存在深厚冷池出流、变压梯度大值区和冷锋过境,它们共同促进了地面大风的生成。4)垂直方向上,对流单体上空高层辐散、低层辐合,存在强上升气流和水汽潜热释放;后侧的干空气蒸发和粒子的拖曳加强下沉运动,配合地面冷池出流和辐散气流,造成了极端大风天气。; 李昌昕许冬梅李泓李泓费海燕费海燕孙启龙王易; 关键词：飑线数值模拟

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费海燕

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