一次寒潮中期过程的能量学分析

本文利用波数域能量方程,诊断分析1986年2月下旬—3月初在福建出现的一次强寒潮中期天气过程,揭示了过程的能量学特征;并分析不同纬带间长波、超长波的相互作用与寒潮中期过程的关系,为预报南方寒潮提供一些线索和依据。     

1978年10月份寒潮前后的正压能量转换与季节过渡

以1978年10月下旬东亚寒潮为例,研究寒潮前后一段时期的波谱域正压能量转换关系的变化。发现这次寒潮前后正压能量关系发生了突变。具体表现在:(1)盛行波动由长波转变为超长波;(2)正压能量转换关系由以长波段为主转变为以超长波为主;(3)2波,从作为其他波的动能源来看,发生了根本变化。这些突变具有季节性变化的特点。     

大气环流中期变化和寒潮中期过程的研究

寒潮中期预报理论和方法研究课题经过4年工作, 对冬半年大气环流变化进行了多方面的研究, 全面揭示了寒潮中期演变过程的能量学机制, 开始建立了具有一定生命力的十天左右寒潮中期预报方案。 对于指数循环、中期周期变化,从能量学诊断、数值试验、非线性动力学等方面进行了研究。 研究了定常波的维持和瞬变波的增衰。 定常波与瞬变波的相互作用, 波与波相互作用对阻塞高压的形成和崩溃的影响, 以及对极涡分裂和重建的影响。 寒潮中期过程由倒Ω流型开始并持能量聚集于中纬度, 通过斜压作用、波与波相互作用等, 最后导致东亚寒潮爆发。     

镇江市寒潮特征分析及中、短期预报模型

对镇江地区1980-2010年寒潮天气过程及相关物理量统计分析结果表明:寒潮强度与范围成正比,强寒潮和特强寒潮只发生在镇江市4个基本观测站均达到寒潮标准的情况下。寒潮酝酿阶段500 h Pa超长波以波1、波2为主要波型,暴发阶段波3为主要波型。冷空气影响镇江前,500 h Pa纬向平均有效位能有2次能量积聚过程,纬向平均动能在25-45°N内加强,西风指数在35-55°N内出现≥30 m·s~(-1)的峰值。寒潮强度越强,冷空气影响前1~3天500 h Pa寒潮关键区温度和位势高度越低。冷空气影响前后,镇江站最低气温、最低地温、平均气压和850h Pa温度的降(增)幅均随时效增长而增大。利用超长波、纬向平均有效位能、纬向平均动能及西风指数的中期变化结果,通过权重法建立寒潮中期预报模型;利用"CMA最新寒潮等级方法"的判别标准,确定寒潮发生具体日期;根据500 h Pa寒潮关键区温度、位势高度,镇江850 h Pa温度、日最低气温、地表温度的短期变化情况,建立寒潮短期强度等级预报模型。建立的寒潮中、短期预报模型,对2011-2016年镇江出现的15次寒潮过程全部报出,并报准5次强寒潮中的4次寒潮强度等级。     

一次寒潮天气综合诊断

对 1999年 4月 2 1～ 2 6日出现在我国西北地区的一次区域性强寒潮过程 ,从天气事实、天气成因及动力诊断等方面进行了分析探讨。结果表明 ,环流经纬向型的调整是寒潮酝酿和爆发的直接原因。上游美洲大槽加深造成的下传波能为寒潮酝酿提供了能量基础 ,西风急流的南北大幅摆动使高度槽加深和高空锋区增强 ,这二者是寒潮生成的间接原因。冷气团中存在的上升运动 ,使冷空气影响的范围和强度增大。另外 ,伴随寒潮出现的强降温、大风、沙尘暴等其他天气现象与前期西北区上空大气普遍增温密切相关     

2009年呼伦贝尔市一次寒潮大风天气分析

利用地面、高空等常规气象观测资料,对2009年5月28日发生在呼伦贝尔市一次全市性寒潮大风天气过程进行总结分析。结果表明:贝加尔湖冷涡和蒙古气旋及冷锋是造成这次寒潮大风天气的主导系统;高空强锋区及低层强温度平流是寒潮天气爆发的关键;高低空急流为大风天气提供能量;气压梯度大和冷锋后较大的3h正变压与大风天气有很好的相关性。     

1951—2006年期间我国寒潮活动特征分析

利用中央气象台1951—2006年共56年冬半年(9月至次年5月)的冷空气天气过程资料、NCEP/NCAR逐日再分析海平面气压、500 hPa高度场和850 hPa气温等资料,统计分析了我国寒潮若干气候特征和寒潮中期过程的物理量场特征,并引入聚类方法划分寒潮典型物理过程。结果表明:(1)1951—2006年期间我国寒潮强冷空气逐年的活动频次呈明显下降趋势。功率谱周期分析表明,我国强冷空气活动有多年代际的变化周期。秋、冬、春季节是寒潮易发时节。(2)对我国寒潮天气过程特征物理量统计得到了一些表征寒潮天气特征量的阈值。寒潮冷高压强度有较明显的季节性变化特征,其源地大多可追溯到亚欧大陆北端极地,寒潮冷高压受山脉阻挡,在西伯利亚增强后最常以西北路径爆发南下,是我国寒潮最常见的路径。(3)乌拉尔山阻塞形势的崩溃与寒潮爆发密切相关;西风环流指数在寒潮爆发前6日前后至爆发后2日前后出现明显下降;在寒潮初始阶段,北半球高纬度以2波为主要特征,在寒潮爆发前,高纬度2波或3波为优势波的概率较大;北半球中纬度在寒潮中期过程主要为3波能量变化;北半球极涡面积迅速增大,与东亚"倒Ω流型"的建立紧密相关,是极地冷空气南下酝酿堆积的重要标志。     

“96·2”广西寒潮中期分析和预报

1寒潮酝酿到爆发阶段的波谱特征“96·2”寒潮爆发前7～9天中纬度（40°N）以超长波1波为优势波，前4～6天为3波占优势，前1～3天转为长波5波占优势，同时，5波振幅持续增幅，长波增幅引起环流形势调整，这是寒潮爆发前出现的脉冲波（或称爆发波）。17～19日寒潮爆发时，能量迅速释放，长波优势又转为超长波优势（3波发展），完成了一次优势波的转换过程。对应到逐日降温情况来看，17～19日广西区各地降温幅度最大，这是长波能量释放的结果。2数值预报产品泽用2．1数值预报产品提供的中期预报信息综合分析ECMWF2月13日96小时资料，得到一…     

乌兰察布市罕见暴雪的诊断分析

利用常规资料、数值预报产品和T213格点资料,从环流形势、物理量场等方面对乌兰察布市2007年3月2—4日的罕见暴雪及强寒潮进行了诊断分析。结果表明:高空冷槽、中低层低涡、地面河套倒槽锋面,是导致这次降雪及强寒潮的主要影响系统。而东高西低的环流形势使得西南气流将长江中下游的水汽及能量源源不断输送到乌兰察布市上空,为强降雪提供了水汽及能量的来源,副高位置偏西或偏北以及下游的阻塞系统稳定维持是这次暴雪发生的关键。     

1961-2010年环渤海地区寒潮时空分布及变化特征

利用1961-2010年环渤海地区58个站的逐日平均气温、日最低气温资料,按照寒潮国家标准统计寒潮次数和寒潮强度,分析环渤海地区单站寒潮和区域寒潮的气候变化特征。结果表明：环渤海地区单站寒潮出现频次的地域差异很大,大体上呈现自北至南递减态势,年平均次数最多的为张北21次,最少的京津地区不足2次。近50 a来环渤海地区共有233次区域性寒潮,出现在当年9月至次年4月,其中11月最多。区域寒潮呈显著减少趋势。20世纪60-70年代区域性寒潮事件频发,80年代开始明显减少并在1983年出现了突变。区域特强寒潮不多,20世纪60年代出现了2次,自70年开始特强寒潮平均每个年代出现1次。在气候变暖背景下,环渤海地区区域寒潮次数明显减少,但特强寒潮亦极端寒潮事件并未减少。     

乌鲁木齐市寒潮气候特征分析

摘要：利用1961-2014年乌鲁木齐市4个气象站资料,分析了近53a乌鲁木齐市的寒潮气候特征。结果表明：乌鲁木齐市单站寒潮特征地域差异较大,寒潮频次由南部山区向北部平原逐渐减少;平均初寒潮日由南向北逐渐推迟,终寒潮日则相反;城区春季寒潮最多,山区为秋季、谷地和平原则冬季最多;强寒潮及特强寒潮出现比例城区最大。乌鲁木齐市区域寒潮平均每年4.0次,出现在当年9月至次年5月,其中4月最多,区域强寒潮和特强寒潮春季发生频次最多。近53a来区域寒潮以0.3次/10a的速率递减,并在1976年发生了由多向少的突变,寒潮变化与气温、风速之间具有较好的相关性。     

华南区域性寒潮特征

寒潮是大规模的冷空气活动。一般认为:自北往南爆发的冷空气,在其南下过程中会变性减弱,因此,能在北方形成寒潮的冷空气,在南方就不一定能形成寒潮。进而认为:不能在北方形成寒潮的冷空气,在南方更不会形成寒潮。其实不然,据1965—1980年广西寒潮过程统计:与北方寒潮同步发生的华南寒潮(称同步类华南寒潮)只占57.9％,尚有42.1％的华南寒潮产生在北方无寒潮的冷空气过程中,笔者称之为华南区域性寒潮。     

近64a阿勒泰市春季不同等级寒潮过程气候特征

本文整理出阿勒泰市64年各级别强度寒潮过程数据库，分析阿勒泰市近64a来各级别寒潮过程的频数以及强度相关6个指标的气候特征，结果表明：（1）1954～2017年春季阿勒泰市共发生一般寒潮过程109.5次，强寒潮过程75.5次，特强寒潮过程37.5次；平均每年春季分别发生1.7次、1.2次和0.6次；3种级别寒潮过程发生频次占寒潮过程发生总频次的48.2%、33.3%和16.5%，阿勒泰市春季主要以一般寒潮和强寒潮为主。（2）春季一般寒潮、强寒潮和特强寒潮过程频数年际变化均在递减，且不显著，其中4月一般寒潮和特强寒潮过程递增，特强寒潮过程频数递增明显；一般寒潮过程频数的年代际变化在1950年代最多，强寒潮过程1970年代最多，特强寒潮过程1960年代和2000-2009年代最多。（3）一般、强和特强寒潮过程持续时间分别在1～7d、1～6d和1～5d，均以持续1～3d为主，分别占各自寒潮过程总次数的94.5%、90.8%和90.0%，其中又都以持续2d最多。（4）一般寒潮、强寒潮和特强寒潮过程降温幅度平均值分别为-10.8℃、-13.0℃和-17.3℃，一般寒潮和强寒潮降温幅度均在5月最强，特强寒潮降温幅度在3月最强。（5）一般寒潮、强寒潮和特强寒潮降温过程最低气温平均值分别为-7.8℃、-12.8℃和-20.3℃，随时间的推移呈明显的抬升趋势。（6）1954～2017年阿勒泰市春季一般寒潮、强寒潮和特强寒潮中降温过程最低气温距平平均值分别为-5.7℃、-7.9℃和-10.5℃；三种级别寒潮过程最低气温距平为负值占该级别寒潮过程频数的比例分别为80.0%、97.4%和97.5%。     

1961-2012年黑龙江省寒潮气候特征

利用1961-2012年黑龙江省62个气象站逐日平均气温及日最低气温,定义黑龙江省单站寒潮,并着重分析了黑龙江省寒潮发生频次的时空变化特征。结果表明：近52 a黑龙江省寒潮频次明显减少,寒潮频次的多少与地形的分布特点一致,山区半山区等高寒地带发生寒潮的频次明显多于平原地区。寒潮在11月和12月发生的最多,9月最少,冬季的寒潮频次明显比春季和秋季多。近52 a春季、秋季和冬季寒潮频次基本为减少趋势,而大兴安岭地区秋季寒潮频次呈增加趋势。     

辽宁春季寒潮的500hPa候平均环流分型试验

1 引言 寒潮是影响我国的重要灾害性天气,据寒潮年鉴统计:寒潮爆发日期可从上年的10月到次年的5月,我国平均每年遭受5～6次寒潮侵袭。本文所述春季寒潮系指2～4月出现的寒潮。 关于寒潮的分析,国内已做了许多工     

新疆冷空气活动与全国寒潮的关系

据1951-1975年全国寒潮年鉴的统计(缺1969年): 1.全国寒潮共51次,其中路经新疆的共42次,占全国寒潮的83%; 2.区域寒潮共93次,其中路经新疆的共66次,占区域寒潮的71%; 3.全国和区域的寒潮共144次,其中路经新疆而影响内地的共108次,占全部寒潮的75%; 4.全国寒潮中新疆同时出现寒潮的有27     

黑龙江省寒潮天气及预报

根据１９６１￣１９９８年的寒潮资料,分析了寒潮出现的气候概率,并根据冷空气的源地、路径及与寒潮爆发的相关天气形势,将寒潮天气分为５种类型,找出寒潮天气的预报指标并预报寒潮天气。     

一次寒潮降温过程的等熵位涡和热力学分析

通过等熵位涡和热力学能量方程的各项诊断对2018年1月上旬我国东部一次寒潮天气过程进行分析,重点给出垂直运动在寒潮降温中的作用。结果表明：此次寒潮天气过程主要受蒙古国南部的横槽转竖影响,巴尔喀什湖东部和西伯利亚地区及其北部为引起这次寒潮的主要冷空气源地。欧亚大陆北部和极区对流层高层和平流层低层的高位涡强冷空气沿着等熵面向南向下平流,引导强冷空气侵袭我国东部。等熵位涡大值区的东侧对应上升运动区,有利于降水的产生。寒潮期间风场平流引起的850 hPa强降温区主要位于东南沿海地区,降温幅度最高可达6×10^-4 K·s^-1,而东北地区在整个寒潮期间冷平流强度较弱,最大降温幅度仅约为1×10^-4 K·s^-1。通过计算东南沿海和东北地区区域平均风场平流和垂直运动引起850 hPa温度变化,得出寒潮期间两地的温度总降幅约为1×10^-4 K·s^-1。东南沿海地区的寒潮主要由风场的冷平流引起,而东北地区则是由冷平流和垂直上升运动的共同作用引起。垂直方向上,东北地区冷空气能影响的高度要远高于东南沿海地区。     

塔里木盆地区域寒潮的气候变化特征及大气环流异常分析

利用1961—2016年新疆塔里木盆地43个气象站逐日平均气温及最低气温,建立其近56 a的寒潮过程序列,并结合NCEP/NCAR高度场的逐日再分析资料,对塔里木盆地区域寒潮过程气候变化特征及环流异常进行分析。结果表明:塔里木盆地单站寒潮频次北部多于南部,山区多于平原的分布特点与地形特征有直接关系,全区寒潮频次有一致变化的特征且在1980年左右经历由多到少的转变,共有13站存在显著减少趋势。塔里木盆地区域性寒潮过程易在4月、2月和10月发生,寒潮频次减少趋势不显著,有14～16、7～9、4 a左右的明显振荡;区域性寒潮过程持续日数一般在2～5 d,寒潮范围在13～42站,其中1月寒潮过程持续时间最长、3月与9月最短,5月寒潮范围最大、2月最小,在塔里木盆地最易发生持续日数为2 d、寒潮范围达半数以上站点的寒潮过程。500 hPa新疆东部高度负异常配合乌拉尔山高度正异常与塔里木盆地寒潮频次有密切联系,乌拉尔山正变高中心接近平均正变高中心或偏南时,利于区域性寒潮爆发,且正变高中心强度与寒潮范围有良好的一致性。     

广西寒潮天气统计特征及环流形势分析

根据修订后的寒潮标准,对广西近46a的寒潮天气进行统计,并对典型寒潮年进行环流形势分析。结果表明:广西近46a出现了61次寒潮天气过程,其中全区性21次,桂北区域29次,桂南区域22次;广西寒潮最早出现在11月份,最迟出现在3月份,1月是寒潮出现的高峰月;出现寒潮频率的地域分布为东高西低;历年出现寒潮的总站数略呈下降趋势,并具有2年及11年左右的明显周期振荡特征。典型寒潮年环流分析表明当极涡南掉,东亚大槽加深,乌拉尔山脊维持,冬季风的加强及中纬度西风气流是导致冷空气堆积并爆发寒潮的主要环流形势。