使用1°×1°的NCEP 再分析资料、常规观测及云图资料,从环流形势、物理量和TBB 特征出发,结合盛夏暴雨过程对比,分析总结2006 年6 月2-3 日(“0602”过程)和2013 年5 月25 日(“0525”过程)关中地区两次初夏区域性暴雨特征。结果表明,关中初夏暴雨发生前,青藏高压明显偏南、偏弱,暴雨区北侧200 hPa 急流形态、位置变化小,急流轴南侧的风速经向切变明显增大。初夏暴雨期间无西太平洋副热带高压和远距离台风作用,上游与周边西风带影响系统差异导致低层水汽输送与辐合明显弱于盛夏暴雨,分布形态不同。850 hPa 大陆东部高压稳定维持有利于初夏暴雨低层偏东南气流发展、维持。初夏暴雨发生在位势稳定层结环境,暖湿空气沿着低层冷空气向北爬升,暴雨中心等熵面随高度向北倾斜,存在能量锋生和对称不稳定。暴雨区上空中高层深厚的正位涡和低层浅薄的负位涡垂直差异增大,300 hPa 以上增幅明显,存在位涡异常。初夏暴雨中心以东约300 km处纬向中尺度垂直环流有利于暴雨区上升运动维持,但上升中心强度、高度和低层高能轴附近不稳定能量明显小于盛夏暴雨。总螺旋度显著增幅区对初夏暴雨落区有指示作用,其正负区相交零线、正值区增大中心分别和大雨、暴雨落区北界一致。同时,关中以北存在显著负螺旋度区,总螺旋度正值范围、强度明显偏小,中心移动、增大区偏南,局地螺旋度垂直方向正值中心区域相对分散。关中初夏暴雨云系范围大,结构复杂,主要由对应高层显著反气旋区的北部盾状中高云区和南部带状低云区组成,云团中心TBB > -60 ℃、云顶偏低,暴雨主要位于南北云区交汇处的窄带强回波附近,而非TBB中心区或梯度大值区附近。

利用ERA5再分析资料、 新一代雷达拼图资料, 探究了2017年5月初四川盆地东北部一次突发性暴雨事件的影响系统及动力影响因子。结果表明: 此次暴雨事件的主要影响系统有中纬500 hPa东移低槽、 西伸的西太平洋副热带高压、 对流层中低层的西南低空急流以及低层切变线。大尺度的低空急流与中小尺度的山区低空急流的叠加使四川盆地东北部形成正涡度柱和低层强辐合柱的动力耦合, 低空急流最大风速出口辐合上升区与地形的辐合抬升作用叠加形成盆地东北部强烈的垂直上升运动, 成为山地暴雨突发的动力触发条件, 因低空急流建立的位势不稳定层结构成暴雨的热力条件。冷空气自低层逐渐向高层侵入是暴雨第二阶段增幅的主要原因。盆地东北部地形是本次暴雨的另一个增幅因子, 其对暴雨过程中垂直上升运动有加强作用, 秦巴山脉迎风坡的抬升作用对暴雨第一阶段的降水量贡献较大, 青藏高原东麓背风坡的辐合效应对第二阶段降水量贡献较大。此外, 盆地东北部山地对东移的中尺度对流系统有阻挡作用, 使其停滞并旺盛发展。

为了寻找西太副高南北急剧摆动的中、短期预报着眼点,本文利用1998和1991年6~8月的逐日天气图资料、第二次青藏高原气象科学试验的实测资料,以及NCEP/NCAR的2.5°×2.5°经/纬度格点的日平均u、v及高度再分析资料等,分析了高原涡东移、南亚高压南北摆动,以及北方冷空气入侵等对西太副高脊线及其相伴雨带摆动的影响。主要结论如下:1)凡高原东部气柱平均厚度ΔH₅₀₀³⁰⁰≥392 gpdm时,未来高原涡将东移出高原,激发西南涡产生东移,使西太副高南落,长江中、下游流域产生暴雨;2)南亚高压东段脊线和西太副高西段脊线的南北摆动趋势相同,但前者更稳定,且常提前3天,可据此预报西太副高的摆动及其相伴雨带的位置;3)若北方有冷空气持续南下,华北与华南、江南分别出现2m·s^-1以上的南风负、正距平,将易在该南风正、负距平过渡区且偏于负距平区一侧产生暴雨,并使西太副高稳定少动。

利用地面加密观测资料、自动站降水量资料和NCEP 1°×1°的每6 h再分析等资料, 从能量、热量、水汽量以及环境场、冷空气和地形作用, 分析了0604号强热带风暴"碧利斯"造成华南6省区大范围的强暴雨过程。结果表明: 西太平洋副热带高压和大陆高压合并、西南季风异常活跃、高空强辐散流场和弱垂直切等均变有利于碧利斯陆上维持不消, 越赤道气流致使西南季风强盛并将孟加拉湾和南海的水汽源源不断输入强暴雨区。分析发现:(1)风暴区域能量主要依靠潜热能平流的输送, 维持暖性结构和产生强降雨; 造成台风剧烈天气的动能是由非地转风穿越等压线, 大气斜压性增强所制造的。(2)垂直输送项造成Q₁和Q₂的异常, 是低层暖湿气流被抬升到高层产生凝结和潜热释放所造成的, 积云对流所释放的凝结潜热对台风环流的反馈作用在台风暴雨中起到十分重要的作用。(3)冷空气从风暴东西两侧向低层嵌入, 触发对流运动发展, 近地层涡度和散度的形变项使山区处于一涡源状态, 不断触发中尺度降水系统, 促使暴雨增幅。

针对2010年7月31日夜间山西西南部一次业务模式出现较大预报偏差的西太平洋副热带高压（下称副高）边缘突发性暴雨天气过程，利用常规和降水加密观测资料、FY-2E卫星TBB数据以及中尺度模式WRF高分辨率数值模拟结果，诊断分析了暴雨的发生发展、锋生及锋生过程中的水汽演变特征。结果表明：此次突发性暴雨是由高空槽后干冷空气推动副高边缘暖湿气流所导致的一次锋生型强降水，β中尺度对流系统（meso-β circular convective system，MβCCS）是造成暴雨的直接影响系统，低层β中尺度涡旋的形成和发展为MβCCS的维持提供了有利的水汽辐合条件，地面冷锋及其附近中尺度辐合线是对流触发因子。锋生诊断表明，低层辐合、中层辐散的垂直结构导致对流层低层水平锋生、中层水平锋消，而低层强烈的上升运动使得强不稳定层结高度升高，从而引起对流层中层强垂直锋生发展，垂直锋生与水平锋生同时产生，且垂直锋生较水平锋生大一个量级，中低层强锋生和次级环流圈的出现与强降水的发生时间和位置对应较好，比较而言，倾斜项对总锋生贡献最大，辐合项贡献最小。中低层锋生的加强有利于低层水汽的辐合抬升，锋生过程中深厚的水汽饱和层的出现以及水汽含量向高空的凸起，对局地强降水的预报有明显的指示意义。另外，高空冷空气的强度、移动路径以及MβCCS的发展对判断此类强降水的发生和暴雨落区具有重要作用。

利用 NCEP/NCAR再分析资料和我国160站月降水资料， 分析了南亚高压与西太平洋副热带高压（下称西太副高）在不同时间尺度上的关系及对降水的影响。结果表明， 南亚高压东伸指数存在3～6年、 10～15年和20年以上的周期变化， 西太副高西伸指数存在3～6年和20年以上的周期变化。其中在3～6年尺度和10～15年尺度上， 南亚高压东伸（西退）与西太副高西伸（东退）关系更为明显， 并以1980-1990年代的位相关系最好。交叉谱分析表明， 在10～15年左右， 3年及6年的周期上， 两者的关系显著。进一步分析两者与同期降水的关系表明， 在10～15年尺度上， 南亚高压与我国长江流域的降水关系最好， 为正相关， 但在这一尺度上， 西太副高与该流域降水关系不显著, 说明在一定程度上长江流域降水年代际变化与南亚高压联系更为密切\.因此， 在10～15年尺度上， 南亚高压可作为预测长江流域降水年代际变化的一个参考信号。

利用WRF模式、NCEP 1°×1°再分析资料、常规观测资料对2013年6月29日至7月2日四川盆地的一次暴雨过程进行数值模拟和诊断分析。结果表明，此次暴雨过程是由高原低涡和西南低涡共同作用引起，西太平洋副热带高压（下称西太副高）西伸稳定在四川盆地，形成阻塞作用，导致高原低涡和西南低涡停滞不前。WRF模式能较好地模拟出降水的影响系统、降水落区以及强度。θ_e分析表明暴雨区位于高温高湿区内，暴雨区低层为对流不稳定区，中高层θ_e线密集且等θ_e面陡立，随着降雨的发生，对流不稳定能量释放，θ_e有所减弱。运用对流涡度矢量（CVV）和湿涡度矢量（MVV）对暴雨过程进行诊断分析后得出:CVV和MVV垂直分量的垂直积分及水平分布的正值带走向与暴雨落区相一致，且其大值中心与降水中心也有较好的对应。CVV和MVV垂直分量大值区的分布和发展与暴雨区的移动和发展较为一致，暴雨区从低层到高层一致的正值分布对暴雨发展具有指示意义。CVV和MVV垂直分量可以很好地指示四川盆地暴雨系统的发展和演变。

利用中尺度数值模式WRF V3.2模拟分析2012年7月21日发生在北京特大暴雨过程的天气形势与中尺度系统特征, 并结合干侵入理论分析了暴雨过程中的干冷空气活动及其对暴雨的影响.结果表明, 此次暴雨过程发生在高空槽引导冷空气南下与强盛的西南暖湿气流在华北一带剧烈交汇的天气形势下, 西太平洋副热带高压阻碍了高空槽东移, 使北京地区的降水过程维持较长时间.暴雨过程伴随着明显的中尺度对流复合体MCC活动, MCC的持续活动与降水中心在时空上具有一致性.WRF模式对暴雨过程有较好的模拟能力, 降水发生之前的24 h内不断有来自35°N对流层顶附近的高位涡、低湿的干冷空气, 沿着倾斜向北向下的路径侵入大气中低层39°N附近的700 hPa高度.干侵入在降水开始前24 h到降水前10 h强度变化不大, 随后略有减弱, 在降水开始之后迅速减弱消失.干侵入对暴雨的影响主要通过在降水开始前及降水初期影响北京地区的大气热力与动力环境来完成.干侵入可以增大暴雨落区大气的位势不稳定, 为对流发展储备充沛的对流有效位能, 为MCC的发生, 发展提供有利的环境条件.同时, 干侵入增大了大气中低层的气旋性涡度, 有利于中低层空气辐合上升运动, 是引发北京地区局地的强对流天气, 如MCC及其伴随的暴雨过程可能的触发机制.

通过对黔东南州1996-2005年夏季发生局地暴雨的主要影响系统、各种物理量场的特征、地形等的综合分析, 得出9次局地暴雨都与西太平洋副热带高压位置变化密切相关, 西太平洋副热带高压外围的SW气流均增强为急流, 并输送大量水汽和不稳定能量, 而且特别有利的地形的强化作用, 造成黔东南暴雨的落区不同。根据暴雨的不同落区, 将其归纳为四种类型, 即西部型暴雨、南部型暴雨、中部型暴雨、东部型暴雨。但中、南部型暴雨还有中低层低涡切变线配合产生。

利用FNL再分析、 常规资料、 区域自动站、 FY-2G资料， 对新疆东部2018年7月31日出现的区域极端暴雨环境场特征进行分析， 并与新疆暴雨研究成果及中国南方进行对比。结果表明： 此次极端暴雨是在稳定的两脊一槽大尺度环流背景下， 由高架对流造成； 暴雨落区位于高空西南急流入口区右侧， 500 hPa中亚低涡前西南气流与西太平洋副热带高压（下称西太副高）西侧偏南气流汇合区域， 700 hPa东南低空急流出口区前部辐合区及地面上冷锋后部负变温区的重叠区域； 500 hPa中亚低涡、 700 hPa低空急流及其前部辐合区、 800~600 hPa强锋区触发了高架对流； 对流层低层700 hPa附近强辐合与高层强辐散， 为高架对流的发展提供了动力触发条件， 从而使中亚低涡前西南暖湿气流及来自阿拉伯海、 孟加拉湾、 南海和西太平洋的水汽绕过和翻越青藏高原迅速在暴雨区辐合集中， 并不断被抬升至高空， 为极端暴雨的产生提供了充足的水汽条件。此次区域极端暴雨与新疆其他地区暴雨存在较大差异； 与中国南方高架对流也存在明显的差异。