浙江高空冷平流背景下雷暴大风特征分析

从天气形势、环境参数、中小尺度系统以及雷暴结构等方面,本文对浙江省4次高空冷平流背景下不同范围和强度的雷暴大风过程进行研究,得出结论如下:(1)4次强对流过程发生的有利条件主要体现在温度场,△T_(850-500)在30℃以上,γ_(700-400)大于7.1℃·km^(-1);(2)“2006·06·10”和“2009·06·05”过程,△Td_(700-400)平均值大于15℃、CAPE和DCAPE值1100 J·kg^(-1)以上,产生10级以上大风概率较大,另外2次过程深厚湿对流条件较差;(3)近地层湿度条件不同是多单体风暴组织形式不同的主要原因。“2009·06·05”过程出现弓形回波,“2020·04·12”和“2020·04·27”为分散的多单体风暴,但是多单体风暴中嵌有强风暴单体,具有“中层径向辐合”、“阵风锋”等特征,造成了局地雷暴大风。

冷平流强迫背景下攀枝花市一次雷暴过程综合分析

基于欧洲中心ERA5再分析资料、NCEP再分析资料、卫星和雷达资料以及MICAPS气象资料,运用天气学方法对2020年4月13日四川省攀枝花市发生的冷平流强迫类雷暴天气过程进行综合分析。结果表明:本次雷暴过程混合了冰雹、短时强降水、雷暴大风等多种天气,其主要影响系统为200 hPa高空急流、500 hPa高原槽、700 hPa切变线和西南急流以及地面辐合线。200~500 hPa西北干冷空气顺高原槽南下对本次过程起主导作用,弱的700 hPa西南急流为本地输送了水汽和不稳定能量,中低层切变线和地面辐合线促进了暖湿气流的辐合抬升。此外,“上冷下暖”的气层结构、中低层较强的垂直风切变、气流的低层辐合与高层辐散、适宜的0℃和-20℃层高度、较强的CAPE和K指数、较大的700~500 hPa温度垂直递减率等因素也是本次雷暴天气过程发生发展的关键。

弱冷平流对双流机场雷暴的影响

20 0 0年秋季 9月 19日午后及午夜前夕双流机场暴发了两次由冷平流引发的雷暴。本文试图通过对这两次雷暴过程的特征 ,总结积累经验 ,提高雷暴预报准确率。

哈尔滨极寒天气特征和一次极寒天气成因分析

通过分析哈尔滨市1961-2023年日最低气温数据,筛选出日最低气温低于-40℃的极寒天气个例,总结哈尔滨市极寒天气征势。结果表明:(1)近63 a哈尔滨市极寒天气出现次数减少,且发生日数的年际变化显著;(2)极寒天气的时空分布特征:极寒天气主要出现在20世纪60-70年代,且时间分布均匀,21世纪初极寒天气出现一次激增,且集中出现在2001年;空间分布上极寒天气主要出现在哈尔滨市北部和东南部区域。本文以2023年哈尔滨市一次持续时间长、强度大、极端性强的极寒天气过程进行分析,得出极寒天气的成因包括:乌拉尔山高脊强烈发展导致极涡分裂南下,深厚强大的东北冷涡系统受东部阻塞高压的阻挡,长时间影响哈尔滨市造成强降温出现,且夜间风力小、辐射降温增强,共同影响造成极寒天气。

2021年7月25日青海省海南州强降水天气过程分析

2021年7月25日海南地区出现区域性大雨、局部地区暴雨的天气过程。中东高压与副热带高压断裂后在青海省形成的“两高”之间的切变线是此次降水过程高空主要影响系统。此次过程高空切变动力强度偏弱,高空水汽输送条件较差,但局地水汽条件充沛;存在一定的不稳定能量,暖云层深厚,对流层中上层干侵入特征明显,为冷平流强迫型,地面辐合线和弱冷锋是中尺度触发机制。此次影响海南地区的对流云团移速慢,结构密实,强度较强,强降水站点分布于对流云团移动方向前侧TBB梯度较大地区和亮温低值区。雷达回波图中以大片的积云层状云混合降水回波为主,在向东移的过程中不断有小的积云对流单体的发生与消失,产生较大降水的地点都有较强回波反复经过,列车效应明显。

青海省2021年11月5日至7日寒潮天气过程分析

受高空低涡、高空槽、地面冷高压和地面冷锋的共同影响,2021年11月5日至7日青海省出现了一次自西向东寒潮天气过程。利用MICAPS常规气象资料分析表明,造成本次寒潮天气的主要成因为:前期冷空气在巴尔喀什湖附近堆积,伴随着高空横槽发展转竖,引导冷空气向东南移动。高空冷中心接近青海省北部,且冷平流很强;此次寒潮过程地面冷高压中心强度较强,最强达到1062.5 hPa,在秋季寒潮中属于影响较大的寒潮天气,随着冷高压东移南压,推动地面冷锋沿高压外围影响青海地区。在此次过程中,前期增温为后期寒潮降温提供了空间,另外高空强冷平流为地面降温提供有利条件。总结分析结果,对今后准确预报类似寒潮天气过程,提高重大天气过程气象服务的质量和效益具有重要的参考作用。

2021年4月中内蒙古中西部一次沙尘天气分析

2021年4月15-16日内蒙古中西部地区出现一次强沙尘暴天气过程,严重威胁了当地民众的日常生产生活。本文选用地面自动站观测资料、常规气象观测资料、高空资料等重点分析了沙尘天气发生时的天气形势与沙尘观测特点,并在此基础上对预报服务情况进行总结,结果表明:本次沙尘天气过程发生时,在新疆北部偏北气流的作用下,极地寒冷空气逐渐南移,冷平流入侵对于引发沙尘暴天气现象至关重要;沙尘天气现象的发生与气温、气压与风速密切相关。逐时最大风速、气压和沙尘强度之间呈现出明显的正相关关系,而逐时气温、逐时能见度与沙尘强度之间呈明显的负相关关系;沙尘天气现象发生时,大气层结位于绝热状态。500hPa混合层较为深厚,为对流的形成与发展创造了有利条件;700hPa以下位于上升运动区,为混合层当中沙尘污染物的均匀混合创造了有利条件。而700hPa则位于下沉运动区,对沙尘污染物的扩散极为不利,以上两者相互结合为沙尘天气过程的持续与发展创造了有利条件。

西双版纳2021年冬末盛夏暴雨对比分析

利用ERA5欧洲中心再分析资料、常规观测资料对比分析了2021年2月7~9日和7月19~21日西双版纳冬夏暴雨天气。结果表明:(1)500hpa南支低压槽加深东移和700hPa低空急流充沛的水汽输送并急剧辐合以及低层切变线或辐合区扰动触发抬升利于冬季暴雨发生;夏季暴雨是在500hPa“东高西低”高压环流间低涡持久稳定和热力抬升低层大量的水汽至暴雨区上空引发强辐合上升运动下产生的;(2)大气边界层弱偏强冷平流利于冬季暴雨发生,近地面极弱的冷平流是夏季暴雨发生的有利条件。

白鹤滩水电站坝区灾害性大风特征分析

白鹤滩水电站地处我国地势第二级阶梯与第一级阶梯交界处横断山脉,地形复杂。受多种天气系统影响,加之特殊复杂的下垫面,大风天气频繁,平均每年发生7级以上大风日数达235 d,占全年总日数的64.2%。分别从时间、空间和气候变化方面分析坝区新田自动站气象资料、NCEP格点资料大风变化规律,具体分析了9级以上各级大风个例特征、瞬时风速、10min最大风速持续时间、坝区9级以上不同等级风速持续时间等大风预报指标,旨在进一步完善9级以上灾害性大风的预报方法,提高电站灾害性大风预警预报气象服务水平。

湖北省一次罕见寒潮天气过程气温陡降分析

利用常规地面资料以及T213、自动站资料,对2005年3月10—11日发生在湖北省的一次罕见寒潮过程中两次气温陡降进行了成因和湿位涡诊断分析。分析表明,第一次气温陡降是由于地面强冷空气侵入暖槽,第二次气温陡降主要是高空冷平流下传和地面自西向东发展的降水导致;湿位涡湿斜压项MPV2的时空演变和强冷空气的发展、移动、气温陡降有很好的对应关系。

东北初夏极端低温事件的空间分布特征及其成因机理分析

采用东北三省150个测站1961～2008年的逐日温度资料和同期美国环境预报中心（NCEP）、国家大气研究中心（NCAR）2．5°×2．5°分辨率的全球再分析资料，探讨东北三省初夏极端低温事件的空间分布及其大气动力学特征，结果表明：该区初夏气温与夏季气温变化在时空尺度上相关显著，具有重要的预警作用；给出初夏极端低温事件的定义，其空间分布可归为3种类型，随纬度的增加极端低温事件发生的频率也显著增加；20世纪90年代以来，极端低温事件明显减少，仅出现2次，但影响范围遍布东北三省全境；阻高与冷涡的配置和大气低频Rossby波扰动对初夏东北冷涡活动气候基本流的同位相强迫，更增强了500hPa位势高度距平场由北向南的“＋、-”局域环流的异常，是极端低温事件的强弱与空间范围大小的重要动力机制；较为偏东的鄂霍次克海阻高和冷涡，以及冷平流的作用与以黑龙江省（包括吉林省的一部分）为主出现极端低温I、II类事件的关系更加密切，贝加尔湖阻高和鄂霍次克海阻高与偏南的强冷涡相互匹配、大气低频Rossby波扰动很强易出现第Ⅲ类极端低温事件。

干侵入强度指数的表征及其物理意义

综合考虑干侵入的特征、机制和效应,定义了干侵入强度指数(DII)以表征干侵入的强度,并从一个个例进一步揭示干侵入强度指数的物理意义。结果表明,DII是干侵入强度较好的定量描述指标,它与水平温度平流、位涡、假相当位温相关,正的DII表明存在干侵入过程,随着DII的增大,干侵入效应增强,此时可能高位涡异常越强、湿球位温越低、冷平流效应越强;345K等熵面上DII>1PVU/s的正值区与水汽图像暗区较为一致,DII在三维结构上表现为高层波状下传的特征,在任一特定的等熵面上,低涡西北方向的中高纬度地区是DII正值区的源地;DII体现了水平温度平流效应,低涡降水区西侧为冷平流,东侧为暖平流,冷暖平流一直贯穿于对流层整层,冷平流在西北气流引导下沿等熵面下滑,在冷暖平流交汇处出现降水,随着水平温度平流梯度的增大,对应的降水增强。在实际天气预报业务工作中,DII可用以界定干侵入区域、过程以及强度,具有一定实际业务应用价值。

复杂地形条件下的降水相态预报指标研究

利用2003-2013年地面观测资料、探空资料及NCEP 1°×1°再分析资料,分析了近10 a甘肃省雨雪转换的时空分布特征,获得了复杂地形条件下相态转换的温度预报组合指标,结果表明:(1)雨雪相态转化主要发生在过渡季节的春季和秋季,占总次数的83.5%,空间上有三个高发区。(2)相态的转换发生在高原槽东移产生降水的环流形势下,通常500 h Pa冷平流清晰并沿西北、西方、北方等3条路径影响甘肃。当沿西北路径移动时,高原槽主体深厚,冷平流强度最强,河东大部发生雨雪转换,当沿西方路径移动时,高原槽浅且位置偏南,北方冷空气较弱,仅高原边坡、陇中及陇东中南部出现转换。(3)T_(地面)>3.0℃、T_(地面)<-1.0℃、-1.0℃<T_(地面)<3.0℃是雨、雪、雨夹雪相态转换的前提条件,在此前提下获得了三类站点相态转换的不同层次温度组合指标,经检验,该指标预报效果较好。

一次降雪过程持续原因分析

利用多种观测资料和中尺度数值模拟资料,对2011年2月14日发生在江淮地区的一次预报失误的持续性降雪过程进行较为全面的分析。结果表明:前期的降水导致近地面维持较大湿度,补充南下的冷平流促使低层大气接近饱和,降雪持续期间,水汽集中在对流层低层浅薄的层次中;对流层中层发展和维持的强冷平流导致降水区上空迅速降温减湿,从而在对流层中低层,逐渐建立起弱对流不稳定层结。而叠置其上的稳定层则将对流活动和水汽的向上输送限制在对流层低层内,使得水汽和能量得以在一定范围内集中;不断补充南下的冷空气强迫近地层风场发生扰动,形成的中尺度切变线,为这种浅薄层次下的弱对流活动提供了触发条件。尽管辐合抬升较弱,但与其它季节相比,气温较低的冬季,在抬升凝结高度较低的大气中,水汽易凝结成云致降水。造成这次预报失误的原因,是忽略了近地层系统的变化。另外,对补充冷空气的影响作用考虑不充分。

“2003.8.28”长江上游特大暴雨的成因分析

应用中国气象局T213客观分析资料,对四川盆地2003年8月28日～9月1日发生区域性特大暴雨的成因进行了分析.结果表明,南支低空急流的建立为该次暴雨提供了充沛的水汽输送与水汽辐合,中低层冷平流与低空急流的风速脉动是该次暴雨过程的触发机制,西南低涡是暴雨开始后才生成的,但大气低层辐合、高层辐散产生的抽气机效应促使上升运动加强,而上升运动区与正涡度区的耦合又使西南低涡得以发展和维持,给四川盆地带来更强的降水.

云南冬半年极端低温事件与大气环流的关系

利用一种简化的识别方法,对1961-2019年云南冬半年区域性极端低温事件进行了判别和分析,结果表明:近59年来,云南区域性极端低温事件发生频次、累积强度和累积影响站次均呈现下降趋势,但近10年中,极端低温事件的发生频次、累积影响的站点数有所增长.云南区域性极端低温事件持续天数集中在1~4 d之间,冬半年的11月和3月发生概率较高;云南东部地区发生频率高,怒江以西的狭窄区域发生频率较低;进入20世纪80年代中以后,云南无三个季节均发生极端低温事件的年份;深秋时段极端低温事件出现的频率减少较快,近10年中没有发生.从环流特征分析来看,不同季节影响云南极端低温事件的大气环流有所不同:深秋高层300 hPa在北美大陆有Rossby波东传,500 hPa东亚地区气压场"西高东低",850 hPa东北风引导冷平流南下引起云南深秋极端低温事件活跃;冬季的极端低温事件是由300 hPa北大西洋亚速尔群岛上空Rossby波东传,500 hPa东亚地区气压场"北高南低",850 hPa中纬度东风引导冷平流东进影响;初春,300 hPa东北太平洋Rossby波东传经由斯堪的纳维亚半岛上空至东亚,500 hPa东亚地区气压场"北高南低",850 hPa东风与北风共同引导冷平流南下与南支槽在云南相遇,造成春季极寒天气.

黄渤海一次强风天气成因分析

利用常规气象观测资料和NECP/NCAR1°×1°再分析资料,对2012年12月5—6日山东黄渤海强风天气过程进行了天气动力学分析。结果表明:较强冷空气与地面气旋相互影响造成大的气压梯度是造成此次海上强风的直接原因。变压梯度使得强风爆发初期风速迅速加大。单站3h变压越大,变压梯度越大,风速的变化就越大。当地面盛行北风时,正变压梯度方向与风向一致,变压梯度对北风风速的增幅作用就越明显。中高层冷平流的补充下传作用和低层冷平流的扩散均对此次强风过程具有重要影响。

广东一次寒潮8级大风物理过程分析

本文利用NCEP1°×1°的网格点分析资料和常规观测资料对2006年1月4～7日广东寒潮造成的广东海面8级大风过程进行了物理机制分析。结果表明:受强冷空气南下影响,有着较深厚的强冷平流输送,加之高空动量下传的共同作用,故而造成了广东东、西部海面先后出现了8级大风过程。这为以后更准确地预报广东海面大风提供了良好的依据。

2018年辽宁地区两次大雾天气成因分析

应用能见度观测仪、风廓线雷达、加密自动站和常规气象观测等资料,从天气学角度对2018年1月17—18日和11月24—25日辽宁地区两次大雾天气特点及边界层热动力条件对大雾形成的影响进行分析。结果表明:两次大雾天气表现与成因较为类似。大雾发展均有两个阶段,且天气背景条件相似。其中大雾第一阶段主要为辐射雾,辽宁中部位于弱辐合带上,大雾出现在偏南气流中,偏南风将海上水汽输送到营口—沈阳一带,辐射降温配合弱的上升冷却作用,形成近地面逆温,同时温度露点差减小、相对湿度增大,导致大雾爆发性发展。大雾第二阶段,在次日07—08时冷平流入侵近地面层,逆温层再次建立导致大雾发展,低层弱冷平流到达地面时间和位置是大雾精细化预报的关键因素。

2016～2017年凌汛期黄河内蒙河段快速封河的天气成因分析

利用常规观测资料,对2016年11月20~23日内蒙河段强降温天气过程进行诊断分析。结果表明:造成这次快速封河的强降温天气过程,与贝湖附近的横槽转竖密切相关。500h Pa上由里海到西西伯利亚平原上空有高压脊强烈发展,脊崩溃是横槽转竖及强冷空气向南爆发的预报着眼点。随着高空横槽转竖并南下,从地面冷高压主体分裂出来的小高压不断东移南下影响内蒙河段。低层冷槽在移动过程中不断加强,并在偏北风急流作用下产生强冷平流,加剧了内蒙河段的温度梯度,共同造成了本次内蒙河段强冷空气天气过程。当北西伯利亚低地出现大量冷空气堆积,且有典型天气形势配合冷空气活动时,要考虑内蒙地区将有强降温过程;如遇内蒙河段河道流量较小,在沿河各站48h降幅达到寒潮标准,最大降幅在14℃以上时,要考虑内蒙河段从流凌到封河的历时将会较短。