低温连阴雨(雪)背景下浙中一次雨凇天气过程诊断分析

2008年初中国南方地区出现了低温连阴雨(雪)天气,浙中地区也出现了罕见的大范围雨凇天气.此次历史罕见的冻雨灾害性天气在大气环流异常背景下发生:北半球经向环流特征明显:贝湖地区有阻高形势长时间维持;欧亚大陆中高维地区500 hPa 高度场西高东低,中低纬地区则表现出西低东高的特征,锋面在30°N附近较长时间维持.贝湖西南和蒙古国西部地区是这次天气过程的主要冷空气源地.来自南海和孟加拉湾的水汽通过500～850 hPa之间的水汽通道向华东地区输送,850 hPa左右的水汽辐合及大气运动上升区的配合使浙中地区出现降雨(雪)天气.700～850 hPa逆温层的存在和接近O°C的地表温度为雨凇结成提供了温度条件.边界层内局地气象条件表现出的低温、高湿和小风速特征有利于雨凇的维持.     

2012年8月河南一次暴雨、大暴雨天气过程分析

利用NCEP／NcAR再分析资料、常规观测资料及新一代雷达资料,对2012年8月4—5日河南出现的一次暴雨、大暴雨天气过程进行分析,结果表明,欧亚中高纬两槽一脊的形势、副热带高压的东西带状分布和强大维持、中低纬度双台风的同时存在,为本次暴雨过程提供了有利的环流条件;700hPa等压面上低槽、地面干线和辐合线的长期维持、边界层地形抬升作用、高能区的长时间存在为暴雨的发生和维持提供了不稳定层结、辐合抬升和触发条件;受副热带高压的阻挡,台风‘达维’北上移速缓慢,台风北侧偏东气流与副热带高压南侧偏东气流合并加强及长期维持,为该次暴雨、大暴雨天气提供了充足的水汽条件;边界层的地形作用和600hPa等压面附近的强烈辐合是造成林州1h雨量达到76．5mm的主要原因．     

昭通市2次低温雨雪冰冻灾害天气过程对比分析

对2008年1月12日～2008年2月20日和2011年1月1日～2011年2月2日发生在昭通市的持续性低温雨雪冰冻灾害天气进行了对比分析,结果表明:2次过程均发生在拉尼娜事件年大气纬向环流异常期,500 hPa极涡偏离极地向亚洲和北美伸出2个槽,亚洲极涡面积偏大,南支槽活跃,地面蒙古冷高压偏强,滇黔静止锋偏强且维持时间长.不同的是:500 hPa上2008年1月乌拉尔山地区为倒Ω槽,而2011年1月乌拉尔山地区阻高脊线北伸到65°N附近,脊前新疆北部及蒙古西部为一冷槽;拉尼娜强度2011年比2008年强.     

云南2次川滇切变线强降水过程对比分析

利用探空、雷达和自动站观测资料等对2009年6月下旬川滇切变线影响下发生在云南的2次强降水过程进行对比分析,从大气环流形势特征、物理量条件和雷达产品特征等方面揭示2次过程的异同点.结果表明:川滇切变线南移影响云南时通常都有地面冷锋配合,锋面辐合抬升为强降水提供主要的动力条件.副热带高压西侧的西南气流源源不断地为降水提供水汽和不稳定能量,有西南低空急流配合时更有利于出现大范围强降水,强降水落区主要位于切变线及其南侧的风速辐合区;500 hPa引导气流对切变线的强度和移向有重要影响.即便前期700 hPa上切变线两侧高度场"北高南低"形势不明显,但在500 hPa中高纬为经向环流形势下,特别是有阻塞高压生成时,槽后脊前偏北气流有利于引导冷空气向南输送,使低层切变线加强并南移影响云南,造成云南全省性强降水过程.在此情形下,降水以层状-积云混合降水回波为主,且持续时间长、分布均匀.     

云南东部冻雨的成因分析

应用常规气象探测资料,通过天气学及诊断分析研究了2008年2月上中旬云南东部地区出现冻雨天气时的环流形势和物理量场,结果发现:云南冻雨产生的日降水量并不大,但在大气环流背景稳定的条件下可持续较长时间,冻雨发生时天气形势表现为500 hPa上云南大部为西偏北气流控制,有冷平流输送,但无明显南支槽活动;700 hPa上云南西南部有弱的西南气流,具有暖平流输送,但湿度不大;850 hPa上贵州存在152 dagpm以上冷高压,低层冷空气具备较强势力;地面图上云南东部地区处于昆明静止锋后部,且环境温度场低于0℃.进一步分析冻雨地区的探空曲线,发现冻雨形成时大气具有“上下冷中间暖“的层结特征,700 hPa附近有逆温层,且逆温层顶温度在0℃附近或以上,逆温层的存在是形成冻雨的必要条件.形成冻雨的上升运动并不剧烈深厚,但需具备一定的水汽条件,当高层的雪花从静止锋上的雨层云的中上部落入逆温层内0℃以上的暖层时,雪花融化为雨滴,雨滴再落入静止锋内温度低于0℃的冷气层中,雨滴尚未冻结而呈过冷却状态,过冷却水滴降落到地面或其它物体表面形成冻雨,冻雨出现在昆明静止锋后部温度低于0℃的区域.     

2018年4月成都地区两次寒潮天气过程对比分析

本研究利用常规地面观测资料、探空资料和NCEP资料对2018年影响成都地区的两次寒潮天气过程进行对比分析，研究结果表明：两次寒潮均是在前期强烈升温基础上，冷空气向南侵袭造成的；两次过程中高纬环流形势均表现为"两槽一脊"型.过程I有横槽转竖现象，地面冷高压先分裂后整体南下，冷空气南下速度快，持续时间短，气温骤降，局地降雨强度大，普遍出现6~8级瞬时大风.过程Ⅱ是由南支槽和850hPa东北回流共同造成，地面冷高压分裂南下，冷空气南下速度慢，持续时间长，但日降温幅度较小，平均风力较大，降水持续时间更长.     

一次冬季暴雨转雪天气诊断分析

利用NCEP1°×1°资料和常规天气观测资料,对2010年12月15日新余市一次寒潮过程中暴雨转雪天气的环流背景、影响系统及其成因进行了分析。结果表明:1)500 h Pa横槽转竖,低层及地面的冷高压南移,使得冷空气侵入江南地区,是造成此次江南地区降温的主要原因;2)华南准静止锋的长期维持且坡度小、湿层和辐合区较薄且辐合强度较弱,导致本次降水的强度不大,但较长的持续时间使降水达到暴雨量级;3)寒潮带来的降温形成了降雪有利的温度条件,当测站上空整层温度均在0℃以下,925 h Pa温度≤-3℃,地面气温≤1℃时,降水将从雨转变为雪。     

2019年6月江西2次强暴雨过程物理机制对比分析

为研究江西梅雨期暴雨的特点,利用常规观测资料、NCEP FNL再分析资料等对2019年6月9日和6月22日出现的2次区域性强暴雨天气过程进行了对比分析.结果表明:高空均处南亚高压东北侧脊线附近的反气旋环流辐散区中,500 hPa中层中高纬均为两槽一脊的形势,东北冷涡中心引出的东亚大槽引导槽后干冷空气南下,中低纬副热带高压稳定维持,中低层均有切变、低涡和低空急流配合是2次暴雨过程共同的环流背景特征;2次过程均存在对流性不稳定层结,利于暴雨强降水天气的出现,只是热力机制强度不同;低层切变、低涡和低空西南急流的共同作用是2次暴雨过程中相同的动力触发机制,水汽和稳定度条件满足的情况下,即使只是近地层的辐合抬升,也能触发不稳定能量的释放而造成强对流天气;低层切变、低空西南急流左侧或左前方强中心辐合带的位置是预报暴雨带位置的关键因素.     

典型极端低温事件中高空急流和阻塞高压的特征及其协同作用

利用NCEP/NCAR再分析资料、三维急流指数和二维阻塞高压指数,研究了高空急流和阻塞高压在典型极端低温事件:2008年初低温雨雪冰冻灾害和2016年"霸王级"寒潮事件中的协同作用,揭示了两次极端低温事件不同天气表征的环流成因.结果表明,与气候平均值相比,两次事件中东亚急流的配置均为增强的副热带急流和偏弱的温带急流,阻塞高压发生频率偏多(33%),强度异常偏强(3.5以上).2008年初高空急流强度较2016年更强,乌拉尔山阻塞高压持续稳定且强大,源源不断的向中国输送冷空气,中纬度低槽活跃,西太平洋副热带高压偏北,加强了向中国南方地区的水汽输送,造成该地区持续性低温和降水;2016年东亚温带急流较常年以及2008年都偏弱,使得阻塞高压异常偏强,横跨约40个经度,乌拉尔山地区500 hPa高度场正距平中心达300 gpm,阻塞高压脊前冷平流加强了近地面西伯利亚高压强度,在南移延伸至华北地区的东亚横槽转竖后西北气流的引导下,冷空气迅速入侵中国,造成短时间剧烈降温.     

库姆塔格沙漠大降水环流分型及不同环流型典型天气过程分析

利用1960-2014年最靠近库姆塔格沙漠的4个气象观测站的逐日降水资料、2.5°×2.5°的NCEP/NCAR再分析资料和1°×1°的FNL再分析资料,在库姆塔格沙漠大降水500 hPa环流分型的基础上,运用物理量场诊断分析方法对不同环流型的典型大降水过程进行诊断分析,并运用HYSPLIT后向轨迹模型追踪其水汽来源.结果表明:大降水的500hPa环流型可分为低涡切变型、新疆低槽型和贝加尔湖至新疆横槽型;大降水的水汽路径主要分3支:西风气流携带的来自大西洋、里咸海和极地北冰洋的海源水汽,沙漠南侧西南气流携带的来自印度洋-孟加拉湾的暖湿水汽,华中一带东南气流携带的来自孟加拉湾-南海和西太平洋的暖湿水汽;库姆塔格沙漠上空区域平均水汽通量随高度增加而递减,各层中以700 hPa水汽通量最大.大降水期间垂直上升运动强,为大降水的发展和维持提供动力条件.     

华北夏季降水年代际变化与东亚夏季风、大气环流异常

利用华北夏季降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,对华北夏季降水、东亚夏季风年代际变化特征及大气环流异常进行研究,发现一些有意义的结果:华北夏季降水变化存在明显的8a、18a周期,东亚夏季风变化18a、28a周期性比较明显,二者年代际变化特征明显,但华北夏季降水变化和东亚夏季风变化的周期不完全一致.华北夏季降水量变化在60年代中期发生了突变,东亚夏季风变化在70年代中期发生了突变.华北夏季降水与东亚夏季风变化存在很好的相关关系,强夏季风年,华北夏季降水一般偏多,弱夏季风年,华北夏季降水一般偏少,但又不完全一致.东亚夏季风减弱是造成华北夏季降水减少的一个重要因素,但不是唯一因素,华北夏季降水减少还与环流异常密切相关.在地面上,青臧高原地区、华北地区气温下降造成华北低压系统活动减少,不利于降水.在850 hPa层上,东亚中纬度的西南季风和副热带高压南部的偏东风、西北部的西南风异常减弱,使得西南气流输送水汽很多难以到达30°N以北的地区,而副热带高压西部外围偏东南、偏南气流输送到华北地区的水汽也大量减少,水汽不足造成华北夏季降水偏少.在500 hPa高度场上,80年代欧亚遥相关型表现与50年代相反,变为欧洲( )、乌拉尔山(-)、中亚( )形势,这种环流使得乌拉尔山高压脊减弱,贝加尔湖至青藏高原高空槽变浅,纬向环流表现突出,不利于冷暖空气南北交换.同时在500 hPa气温场上,80年代,西伯利亚至青藏高原西北部的冷槽明显东移南压到蒙古至华北地区,锋区位于华北以东以南位置,使得华北地区冷暖空气交汇减少,降水也因此减少.华北夏季降水减少是由于东亚夏季风减弱和大气环流异常造成的.     

陕西省冬季典型湿冷型与干暖型气候对比分析

目的通过陕西冬季历史典型湿冷型气候与典型干暖型气候的对比分析,为冬季的短期气候预测提供思路。方法采用气候统计诊断分析及天气气候动力学分析方法。结果典型湿冷型与干暖型气候在环流背景、海平面气压场、低层风场等方面表现出几乎相反的特征。结论典型湿冷型500 hPa乌拉尔山阻塞高压、咸海低槽长时间维持,青藏高原低值系统活跃,咸海低槽分裂冷空气与暖湿气流在陕西交汇,蒙古高压偏强,伴随有强冷空气南下;典型干暖型500 hPa欧亚地区中高纬度为两槽一脊型,欧洲西北部、鄂霍茨克海分别为一低槽,西伯利亚至巴尔喀什湖为强大的高压脊,形成"西高东低"的环流形势,蒙古高压系统偏弱。     

2012年11月福建省多暴雨过程成因分析

为分析2012年11月福建省降水异常偏多的现象,利用统计学和天气学的分析方法,对11月的降水气候特征和下旬3场暴雨的环流形势、影响系统及水汽输送特征进行了分析。整个11月,200 hPa西风急流偏强,在福建省上空有气流的辐散;500 hPa乌拉尔山脊偏强,贝加尔湖槽偏深,有利于冷空气南下;850 hPa为较强西南急流。下旬3场暴雨期间,500 hPa南支槽位于105°～110°E,副高强度偏强;中低层700,850 hPa有切变线和西南急流,850 hPa比湿大于8 g/kg。结果表明,稳定的环流形势、频繁出现的天气系统以及充沛的水汽条件是发生多暴雨现象的主要原因。     

重庆市低槽云系人工增雨作业概念模型

本文对2014—2015年重庆市人工增雨作业天气过程(包括地面和飞机作业)进行统计,选取其中作业效果较好的21个个例,利用多种气象观测资料进行分析.根据低槽降水过程对应地面影响系统的不同,将降水天气过程分为有冷锋和无冷锋两种类型.低槽冷锋型过程使降雨产生的区域范围较大,重庆市大部分地区都出现降水;低槽无冷锋型过程使降水产生的区域范围较小,重庆的中西部和长江沿线以北的东北部地区出现降水.重庆市低槽云系的增雨潜力区位于500hPa高空低槽前,700hPa和850hPa切变线之间且温度露点差(t-td)≤2℃的区域,有冷锋影响的天气过程增雨潜力区位于地面冷锋后部.低槽云系降雨天气过程增雨作业的时机可以选择在850hPa切变线开始影响重庆市,且700hPa切变线仍位于四川中东部的时候.冬季的低槽冷锋型降雨过程是最适宜进行人工增雨的天气过程,增雨潜力区位于高空3km附近,中西部和东南部地区的增雨潜力比东北部地区好.     

湖南汛期区域持续性暴雨环流型与暴雨落区关系

利用1961~2016年湖南省内88个气象台站逐日降水资料和美国国家环境预测中心(NCEP)及国家大气研究中心(NCAR)再分析资料,根据区域持续性暴雨定义,统计分析了湖南汛期发生区域持续性暴雨典型环流型特征及其与首日暴雨落区配置关系.结果表明:(1)湖南汛期发生区域持续性暴雨典型环流型有两槽一脊、两槽两脊、两脊一槽、纬向波动、台风低压和多涡旋型6类;(2)区域持续性暴雨主要发生在6、7月,其次是5、8月,4月和9月发生概率较小,各类环流型区域持续性暴雨日发生累计频次空间分布特征各异;(3)区域持续性暴雨典型环流型类内500hPa中高纬具有相似共性,均有利于持续引导北方冷空气南下至湖南,但因低纬西太平洋副热带高压强度与形态配置不同,低层850hPa西南季风北伸范围存在差异,导致区域持续性暴雨过程首日暴雨落区南北、东西空间差异明显.     

四川盆地非典型暴雨过程分析

 基于NCEP 1°×1°资料,且在高空探测和卫星云图的基础上,利用涡度方程分析了2009年6月28日四川盆地发生的区域暴雨过程,结果表明:①500 hPa环流变化与贝加尔湖南侧低槽扰动及高原切变线有关,在暴雨开始前后降水环流形势出现较快的调整,贝加尔湖冷槽南移影响四川盆地.700 hPa西昌一带的西南风加大,并在雨区具有中尺度结构的降水云团发展.②诊断分析表明,局地涡度分布对降水系统的发展具有重要作用,在短波槽扰动区域内,通常∂ζ/∂t>0.暴雨临近时,正局地涡度变化区域偏北,槽偏北,雨区仍为负局地涡度.暴雨开始时,雨区上空转为正局地涡度.在700 hPa上,正局地涡度的分布也对低层降水系统发展起到重要作用,正局地涡度变化的分布首先是开始于盆地西北部,然后发展到暴雨区域,再逐渐往盆地南部发展,与云团移动路径和降水发生趋势较为一致.③一定程度上,当500和700 hPa两层的正局地涡度变化中心位置叠加在同一地方时,正涡度深厚,往往是暴雨发生的区域,因此正局地涡度变化可以作为判断降水落区的一个物理要素来参考.     

1961—2014年云南冬季寒潮活动规律及其与大气环流异常的关系

利用云南122个气象站1961—2015年逐日最低气温和平均气温资料,分析了云南冬季寒潮的活动规律以及大气环流异常特征.结果表明:①1961—2014年(近50 a)云南冬季寒潮频次(强度)呈减少(减弱)趋势,1984年为寒潮频次(强度)由多(强)转少(弱)的一个转折点.云南冬季寒潮存在8 a左右的显著性变化周期;②云南冬季寒潮与气温、降水存在较好的协同变化.当冬季寒潮频次偏多(少)时,云南气温偏低(高),降水量偏多(少);③云南冬季寒潮频次年际变异与大气环流异常密切相关.在海平面气压场,冬季北极涛动为正(负)位相、西伯利亚高压偏强(弱)以及东亚冬季风偏强(弱)时,云南冬季寒潮频次偏多(少).在500 hPa高度场,当极涡偏强(弱)、贝加尔湖高压脊偏强(弱)、东亚大槽和南支槽偏强(弱)时,有利于云南冬季寒潮频次偏多(少);④副热带对流层上层的急流变化是影响云南寒潮频次变化的一个重要因子,其可能通过影响冷涌向南爆发的频次进而影响云南寒潮的发生频次.     

2013年4月中旬濮阳市一次极端气候事件分析

利用常规观测资料和MICAPS平台提供的相关资料,对濮阳市2013年4月18—20日的大风、强降温、中到大雪、晚霜冻、倒春寒等多种灾害性天气过程,用天气学的方法进行了综合分析.结果得出:1造成大风和强降温的高空影响系统是中路冷空气南压形成的密集的高空锋区,地面影响系统是强势庞大的冷高压.2由于东北冷涡携带的横槽不断分裂冷空气南下,使气温连续下降,致使地面气温降至0℃左右,出现了晚霜冻害,加之冷高压持续控制,使气温持续偏低,出现了倒春寒天气.3500 hPa和700 hPa的低槽、850 hPa的切变线是产生降水的影响系统,850 hPa的强锋区和地面庞大的冷高压提供了动力抬升条件.4500 hPa和700 hPa的中低空西南风急流为强降水提供了充沛的水汽供应.物理量场显示出700 hPa上强烈的辐合上升运动对降水贡献较大.5此次过程降温剧烈,850 hPa气温48 h内下降了19℃,700 hPa和850 hPa气温均降至0℃以下,使降水相态由降雨转成降雪.     

九江市一次低温雨雪冰冻天气垂直温度层结分析

运用收集到的资料分析了2018年1月25～28日九江市阴雨雪和低温天气形成原因,分析了阴雨雪低温的恶劣天气的演变过程和水气环流特征,得出了江西地区冻雨的温度垂直分布特征结构和在九江地区具体应用情况的结论。结果表明:此次过程副高稳定,冷空气强盛500 hPa、700 hPa西南区域易产生逆温层,850 hPa东北气流使暖湿空气随着空气不断上升,更容易产生暴雪。水汽的输送过程非常频繁,同时该地区的辐合比较明显导致雨雪天气处于经常变化的情况;低层冷空气天气对冬天降水的形态起着非常关键的作用,此次过程冻雨灾害严重,经分析,25日为融化层位于850 hPa的情况,925～1 000 hPa区域迅速降温,850 hPa区域高于0℃,700 hPa和925 hPa区域温度低于0℃,1 000 hPa时温度在小于1℃,地面温度低于0℃,25日白天出现冻雨。27日融化层处于700 hPa左右温度大于0℃,925 hPa和850 hPa时温度低于-2℃,925～700 hPa有非常明显的温差;但由于1 000 hPa时温度在-3℃左右,所以27日白天九江地区降水相态复杂,大部分地区以降雪为主,部分地区出现冻雨。上述的阈值范围是九江地区冻雨的天气阈值。研究还表明,随着地面的温度降低,冻雨天气越容易产生,冻雨一般发生在最低气温低于0℃,同时一天的平均气温低于1.0℃。     

青藏高原上空对流云特征的初步分析

利用常规地面观测资料、高空资料以及卫星云图资料,通过2010年7月与2011年7月的云图对青藏高原及周边地区对流云和中尺度对流系统的活动进行初步研究,分析了青藏高原上空对流云的特征.结果表明:①青藏高原上的对流过程是在特定的环流背景下受西风带500 hPa低槽、700 hPa切变线、850 hPa低涡以及地面图上中尺度低涡和地面静止锋的共同影响造成的;②对流云产生不仅与水汽条件有关,还与不稳定层结条件和抬升力条件即触发机制有关;③对流云的发生发展具有明显的日变化.