利用2012 年8 月28-29 日和2019 年9 月7-8 日水平分辨率为0.25°×0.25°的ERA5 再分析资料、地面观测资料和中国气象局热带气旋最佳移动路径数据,对两次北上相似移动路径的台风"布拉万"和"玲玲"导致东北地区暴雨天气过程的湿位涡进行诊断分析.结果表明:台风导致的强降水与假相当位温的密集带对应较好,降水主要位于假相当位温密集带偏暖一侧,锋区越强,降水量越大.两个台风过程均在降水前期存在对流不稳定层结,为台风降水提供初始能量积累.初始时刻出现湿对称不稳定,是台风中心西北侧暴雨出现的主要因素.降水增强时刻,大气对流不稳定再次参与,说明低层对流不稳定提供了降水快速增强的主要能量.低层湿正压项(MPV1)和湿斜压项(MPV2)的绝对值均出现先增大后减小再增大的趋势,强降水主要分布在两个极值中间过渡时段.两次北上台风引起的吉林省中部暴雨带均与低层850 hPa的MPV2 负值区和MPV1的正值区有较好的对应关系.

利用ERA5 0.25°×0.25°高分辨率再分析资料、实况融合降水资料、台风最佳路径数据集、HYSPLIT(Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory model)后向轨迹追踪模型等资料,对2019年13号台风"玲玲"和2012年15号台风"布拉万"引发东北地区暴雨的水汽特征进行分析.研究表明:两次台风最大湿层厚度达200 hPa附近,700 hPa以下比湿大于10 g·kg-1,高比湿主要集中在850 hPa以下的低层,台风的水汽分布具有明显的非对称结构特征.整层积分水汽通量散度与暴雨落区有一定的对应关系,尤其和降水强度对应.东北地区周边海域的水汽对东北暴雨的水汽供应很关键,源在 日本群岛东部的西北太平洋的东南水汽通道是最重要的水汽通道.西南太平洋或阿拉伯海,包括欧拉方法研究发现的孟加拉湾较远距离的水汽输送存在,但是并非是东北台风暴雨的主要贡献者.

利用NCEP的FNL(Final Reanalysis Data)和GDAS(Global Data Assimilation System)再分析资料、中国气象观测网降水实况数据及基于拉格朗日方法的HYSPLIT轨迹模型结果,对2019 年 8 月 13-17 日发生在中国东北地区一次减弱台风引发暴雨过程的水汽条件和输送过程进行分析.结果表明:此次中国东北地区暴雨的水汽与源自西太平洋的水汽关系最为密切,台风"利奇马"为本次暴雨的主要水汽供应系统,其次是台风"罗莎"外围水汽补充.拉格朗日方法的水汽输送源主要有3 个,分别为源于中低纬西太平洋,与欧拉方法的太平洋和黄海水汽相对应;源于中国南海南部,与印度洋水汽相对应;源于黑龙江北部,中国北方的水汽对暴雨也有一定作用.中国南海南部水汽与西太平洋水汽合并,为此次东北地区暴雨的主要水汽供应.水汽收支主要集中在中低层,水汽的辐合区主要位于700～900 hPa.低层的水汽垂直向高层输送,水汽的辐合和垂直输送越强,降水量越大.水汽流入集中在低层的南边界,西边界和北边界一般为水汽流出边界.

利用2016年5月2—4日NCEP的FNL 1° ×1°再分析资料和GDAS的1° ×1°再分析资料、地面观测资料,运用天气学分析、等熵位涡、物理量诊断和水汽来源追踪等方法,从大尺度环流背景、水汽源地和输送、动力和热力机制、等熵位涡等方面对2016年春季一次地面气旋爆发性发展导致的东北地区暴雨天气过程进行了分析.结果表明:位于40°N附近的黄淮气旋北上加强发展,2日14时至3日14时中心气压下降24 hPa,超过爆发性气旋的定义标准.500 hPa高空槽快速加强发展为闭合低涡,低空切变线加强发展为低空低涡,其东部形成明显的低空急流,为暴雨区提供水汽和热量,为东北地区典型的暖式切变降水.等熵位涡自320 K高层向305 K低层输送下传,并逐步向南向东移动,高空正位涡的下传促使地面气旋快速发展,上升运动加强,有利于暴雨的出现.比湿在6 g·kg-1以上对东北地区春末夏初暴雨预报有一定的参考意义.水汽主要来源于东海、黄海及西北太平洋.暴雨区与850 hPa水汽通量散度的负值区、700 hPa垂直速度和850 hPa绝对涡度大值区较为一致,强降水区与850 hPa相当位温密集带和暖区锋生区相对应,降水位于能量锋区以及偏暖区一侧.

利用吉林省西部10个自动土壤水分观测站数据与人工取土烘干法实测土壤湿度数据,制作吉林省西部土壤墒情监测及干旱预报模型.结果表明:不同气候背景下在作物不同生育期、土壤不同深度、不同初始湿度下的土壤湿度的变化趋势大致相同,但在相同的无降水日数或降水量时,不同台站不同深度的土壤湿度变化率却有一定的差异.各站农田土壤初始湿度越大,无降水时初期墒情下降速率越明显;而土壤湿度初始值越低,则失墒速率越慢.土壤不同深度均是开始时间失墒较快,后期变化逐渐趋于减弱状态.土壤深度越深则水分变化速率越缓,降水量越大,0～50 cm土壤湿度变化曲线整体越接近一致,直到从上而下几层土壤湿度全部达到饱和.通过对2017—2019年吉林省西部玉米农田土壤湿度预报结果和实测值进行对比检验,基于自动土壤水分观测数据的吉林省西部干旱模型预报的准确率超过80％.