辽东半岛南部冷流降雪的统计特征及相关要素分析

辽东半岛南部地区及周边海域在特定的季节、天气形势和条件下可能会造成灾害性的冷流降雪天气,提高冷流降雪预报准确性,对沿海地区防灾减灾具有重要意义。本文利用1981-2021年辽宁地区各气象站逐日降水资料及ERA5再分析资料,运用统计学和物理量诊断方法对辽东半岛南部地区冷流降雪的气候特征、发生规律及成因进行了分析。研究结果表明:辽东半岛南部地区冷流降雪强度弱,主要以小雪为主;降雪次数和降雪量均呈现南多北少的特点,前者年际变化趋势平稳而后者较大;12月是冷流降雪发生的主要月份,而11月和2月是降雪强度较强的月份。冷流降雪的产生和较大的海洋表面与大气温差、低层不稳定层结、海陆地形作用有密切关系;当500 hPa和850 hPa影响系统为冷涡或低槽、辽东半岛南部及周边海域低层为偏北风且相对湿度条件较好、1000 hPa对应正相对涡度等条件时,可以预测辽东半岛南部可能出现冷流降雪;海表温度(Sea Surface Temperature,SST)与850 hPa温度之差直接决定了地面冷流降雪量的大小。

山东半岛一次持续性强冷流降雪过程的成因分析

利用NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料和观测资料,诊断分析了2005年12月3～21日山东半岛北部沿海地区发生的罕见持续性强降雪过程。结果表明：降雪以西北气流下的冷流降雪为主,具有典型冷流降雪分布特征;有利的大气环流形势造成强冷空气频繁,经过渤海暖海面时产生较大海气温差,是降雪持续时间长、强度大的直接原因;一定的海气温差是冷流降雪的重要指标,产生冷流降雪时山东北部近海海域的海气温差常在22K以上;冷流暴雪产生在高能舌、对流层低层辐合、中层辐散的上升运动区,上升运动层浅薄;水汽来源于渤海,水汽辐合层位于超低层（925 hPa高度以下）;对流层中低层的垂直速度、散度场、涡度场的动力耦合结构配置有利于暴雪的形成和维持;特殊的低山丘陵地形强迫抬升是冷流降雪的触发机制,对暴雪的产生起到增幅作用。

山东半岛一次强冷流降雪过程的中尺度特征分析

利用高空和地面的常规观测和天气加密观测资料，以及MM5V3．6中尺度数值模式系统的模拟结果，对2003年1月3～5日山东半岛北部地区发生的暴雪过程进行了中尺度特征研究。实况资料表明：在高空有利的大尺度环流形势控制下。不断入侵的冷空气作用下，受渤海暖海面的热力作用和山东半岛地形作用，产生了中尺度的海岸锋。在强冷平流、海岸锋锋生及半岛地形的摩擦抬升共同作用下，产生了这次强冷流降雪。海岸锋环流形成的对流云能引起降水量的局部增强。数值模拟结果表明：海岸锋生过程及其产生的沿岸辐合带是形成山东半岛冷流暴雪的主要原因，同时海岸锋同低层大气重力波耦合形成了海岸锋陷波。本文给出了山东半岛北岸海岸锋的概念模型。

山东半岛冷流降雪的气候特征及其前兆信号

采用山东省近41年冬季逐日降雪资料和近25年历年11月的海温资料,运用数理统计及小波分析方法,对山东半岛冬季冷流降雪的时空分布特征、演变规律及其与前期11月渤海海温的关系进行了诊断分析。结果表明,降雪分布与丘陵地形密切相关,主要集中在半岛的东北部,自东北向西南地区降雪量急剧减少;暴雪分布具有显著的中尺度特征;冷流降雪以12月最为显著;小波分析表明冷流降雪的主要周期为4年、7年和17年左右;11月渤海海温偏高时,降雪偏多的可能性较大,反之降雪则偏少。

上海地区近10年冷流降雪天气诊断分析

统计了近10年发生在上海地区的冷流降雪过程,初步揭示了此类天气过程的产生机理,并分析了降雪发生时对应的高低空天气形势、探空图、卫星云图和雷达回波特征。结果表明:上海地区2000—2009年共出现冷流降雪12次,占降雪总日数的25%,大部分过程降雪明显时段高空500 hPa上海处在槽前。冷流降雪发生前,宝山站探空图上,低层有不稳定层结,且850～925 hPa湿度较大。冷流降雪对应的红外云图,云阶走向和海岸线一致,且云体呈白亮波状结构,云顶高度多在3000m以下,雷达反射率因子较弱,多低于35 dBz。绝大部分过程海水和850 hPa温差在10～14℃之间,海水和925 hPa温差介于8～11℃之间。降雪发生时宝山站吹NW—WNW—N风,风速为3～6 m·s。与山东半岛相比,上海地区地理位置和地形条件决定其冷流降雪有分布范围小、持续时间短、降雪强度弱等特点。

海洋影响下的山东半岛冷流降雪

为探讨山东半岛北部冷流降雪的气候条件及其形成机理,采用经验正交函数(EOF)方法有效地分离出系统性降雪和局地降雪即冷流降雪.通过回归和合成分析揭示了冷流降雪多发时典型的环流特征是低层温度场落后高度场,强冷平流伴随冷槽加深,西北风加强.在此环流背景下,低层大气层结不稳定、充分的热量、水汽输送是局地降雪的主要气候原因.根据热力、水汽和层结等条件的分析表明,12月具备最佳降雪条件,与观测事实一致.沿海边界层的斜压结构、陆面摩擦与地形强迫,使上升运动加强,形成了半岛局地降雪特有的空间分布型.进一步分析表明,低频重力内波有可能成为激发对流,组织降雪的动力因子之一.

山东半岛一次强冷流降雪的观测与数值模拟研究

利用NCAR/PSU的中尺度大气非静力模式MM5对2005年12月20～21日发生在山东半岛的强冷流降雪进行了数值模拟分析,并结合Doppler雷达资料着重分析了产生此次暴雪的热力、动力机制。结果表明:高空槽后持续侵入的冷空气在渤海暖湿海面增温增湿,在上冷下暖的层结条件下形成水汽和不稳定能量的大量堆积,高、低空急流耦合产生的次级环流的上升支触发了潜在不稳定能量的释放,为暴雪的发生提供了良好的动力条件;中-β垂直涡旋的不断增长为对流的发展起到了增强作用;山东半岛东部的低风速区的少动对暴雪区的水汽与能量的辐合堆积及对流云带的形成创造了有利条件;海岸锋锋生是山东半岛北岸降雪云团的移动的原因,且海岸锋在冷流降雪的中尺度结构的形成中起了重要的组织作用。

莱州湾冷流降雪的气候特征及其成因分析

利用2000—2013年莱州湾各气象站逐日降水资料、常规资料、海温资料及NCEP/NCAR再分析资料,对莱州湾冷流降雪的气候特征及成因进行了分析。结果表明:莱州湾降雪强度较小,中雪和大雪主要集中在莱州湾东部地区。降雪持续时间较短,一般在12h以内。冷流降雪次数呈现东部多西部少的特点,年际变化明显,存在显著的6~7a年际尺度的周期变化。1月是冷流降雪的主要月份,12月下旬至1月上旬是主要旬份。冷流降雪主要时段集中出现在08:00左右。近14年冷流降雪次数与同年份的冷空气次数存在显著的正相关。发生冷流降雪时850hPa及以下各层均有明显的温度阈值。莱州湾海温和海气温差过高或过低都不易出现冷流降雪。低于5℃为发生冷流降雪的地面2m温度阈值,该阈值明显高于内陆降雪的阈值。冷流降雪发生时,500hPa以槽后(含涡后)西北气流为主,700、850hPa都处在西北气流控制下,925、1000hPa为西北风、偏北风或东北风3种形势。

辽东半岛2次高影响冷流降雪的对比分析

利用自动站、卫星、雷达和常规气象观测资料及NCEP1°×1°再分析资料，对2013年11月27日和12月19日辽东半岛南部地区2次高影响冷流降雪过程的成因进行了对比分析。结果表明：2次冷流降雪均发生在横槽转竖的过程中；降雪落区均位于大连南部沿海暖水区域；降雪期间辽东半岛南部850hPa气温均降至-15℃，海气温差均超过17℃，多普勒雷达上显示为15～25dBZ的积云，回波高度不超过3km。但辽东半岛相对于高空槽的位置不同，其降雪期间环境场的动力、热力条件有所差异。辽东半岛位于高空槽前，其与山东半岛的西南气流相连获得较多的水汽；降雪期间，低层处于降温初期，能量锋和海岸锋锋生，中层的正涡度平流输送，增强了上升运动和水汽抬升，降雪强度大。辽东半岛位于高空槽后，低层已为冷中心，无锋生过程，受下沉气流控制，大气层结稳定，动力抬升条件较弱，降雪强度弱。

渤海的特殊地形对冬季冷流降雪的贡献

对 2 0 0 1年 1 2月 2 4日由干冷的东北冷涡南下导致山东境内沿渤海地区产生降雪的过程进行了分析。结果表明 :渤海半封闭型的海域加强了冷涡的强度 ,提供了水汽 ,同时其海岸线及其周围的特殊地形对这次降雪也有很大的贡献 。

胶东半岛冷流降雪与海气湍流感热输送的关系

为了探讨海气界面感热输送在冷流降雪形成中的作用，文中给出海气界面感热通量密度公式及感热垂直涡动输送过程，最后给出西北冷流移经渤海面时海面输送给大气的总热量计算公式。并通过实例计算和分析指出，海气温差及冷气团在陆上时的稳定度是影响输送热量的多少，进而能否形成冷流降雪的重要因素；渤海面向大气输送总热量在５０Ｊｃｍ－２以上或海表水温与冷空气入海前地面气温之差在１１．５℃以上，胶东半岛产生冷流降雪的机率很大。

大连机场地方性冷流降雪特征及成因分析

大连机场经常出现的一种具有地方性特点的降雪就是冷流降雪。本文首先介绍了大连机场冷流降雪的概况,然后从天气形势场、物理量场、雷达回波资料等方面分析冷流降雪的特征,之后从海气感热交换、海岸锋锋生及作用、周围地形对冷流降雪的作用分析冷流降雪的成因,最后得出冷流降雪的预报着眼点以及结论。

山东半岛一次冷流降雪过程诊断分析

[目的]分析山东半岛一次冷流降雪过程。[方法]利用常规天气观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°网格点逐6 h再分析资料,采用天气学原理和天气动力学诊断分析方法,对2008年12月4～6日山东半岛冷流降雪进行分析和总结。[结果]造成此次山东半岛冷流降雪的大尺度环流形式为冷涡深槽;850 hPa西北风风力增强时,山东半岛冷流降雪将加强;暴雪发生时,925～750 hPa相对湿度>90%,90%相对湿度线所围成的面积大小与强降雪时段有较好的对应,相对湿度线的变化反映了海面暖湿水汽往高处输送的变化,海平面暖湿水汽往高空输送越多,越有利于山东半岛冬季冷流降雪的形成;冷流降雪具有明显的时空分布特征,并与垂直上升运动区相对应。[结论]该研究为山东半岛冷流降雪的短时和临近预报准确率的提高提供了一定的参考。

山东半岛冷流降雪中心位置对比分析

山东半岛的冷流降雪一般出现在烟台、威海地区,且同一次过程两地区降雪量往往有较大的差别。通过对几次强降雪过程的对比发现:低层风场的辐合是冷流降雪的主要触发机制,低层环境风场对辐合带的引导作用对降雪的中心位置起到了关键性的作用。辐合线移动方向取决于环境风场。在纬线方向上,西北风偏北分量多的时候烟台地区往往是降雪中心,西北风偏西分量多的时候降雪中心一般东移到威海地区;在经线方向上,风速偏小的时候北部沿海地区是降雪中心,风速相对较大时风场辐合线南伸到内陆地区,加上山脉迎风坡的气流抬升作用,内陆的牟平和文登地区成为冷流降雪的中心位置。

山东半岛地方性冷流降雪的一种预报方法

以ＦＸＦＥ＿（７２８）和ＦＸＦＥ＿（７８３）图上预报的山东半岛东部北海岸的８５０ｈＰａ温度和估算的本地起报日的海温为主要依据，用动力统计方法确定─临界指标，定性做出山东半岛东部的冷流降雪。本方法对１９８９年１９９２年１１月─１月的预报，定性准确率达８３．５％。

山东半岛两次明显冷流降雪过程对比分析

针对2013年12月18～20日和2014年1月20日2次较明显冷流降雪天气过程，在简要分析天气形势及影响冷流降雪因素的基础上，利用多普勒天气雷达产品、卫星云图对这2次降雪过程进行了对比分析。结果表明，2次过程高空均有系统配合，前一次过程是冷涡和横槽带来的冷空气先后在山东半岛汇合，造成降雪天气，后一次过程是横槽带来的冷空气造成的降雪；2次过程海里均有气旋配合，前一次过程地面处于高压前部、气旋顶部，地面风场为北到西北风，后一次过程地面处于入海气旋的后部，地面风场也为北到西北风，后一次过程比前一次过程气旋更明显，位置更偏北，气旋曲率也较明显；2次过程冷平流较强，850 hPa温度降温幅度均较明显；从雷达反射率因子图可以看出，降雪时多为西北—东南走向的条状或弧形回波带发展，相应的径向速度图上有一条风速辐合带；从卫星红外和可见光云图可看出，降雪时，离海岸一定距离的海面上是一条无云带，这是由于冷空气进入海面加热形成云需要一定时间的缘故，以后才出现云区，云区走向与地面等压线弯曲方向比较一致。

太湖东南侧地区一次罕见的冷流降雪天气诊断分析

1月23日夜里，太湖东南侧浙江省嘉兴到宁波慈溪一带出现了一次罕见的冷流降雪天气过程。通过对降雪发生时对应的天气形势、探空图、雷达回波和湖气温差等特征进行分析得出此次降雪明显时段高空500hPa处在槽前，太湖的湖效应降雪除了取决于湖气温差外，还和逆温层高度密切关联。降雪发生时，湖气温差达到21℃，较美国大湖效应时湖气温差明显偏高；自由对流高度很低，逆温层高度在800hPaz以下，云顶高度最大达到3km，最大反射率因子30dBz，较山东半岛地区的冷流暴雪偏弱。

山东半岛冷流强降雪和非冷流强降雪的对比分析

利用1981—2000年常规气象观测和NCEP/NCAR再分析资料,采用合成分析和动力诊断分析方法,对冷流强降雪与非冷流强降雪的空间分布、大气环流、水汽输送、稳定度和垂直运动进行对比分析。结果表明:冷流强降雪是发生在槽后西北气流里的中小尺度不稳定降雪,非冷流强降雪是发生在槽前西南气流中大尺度稳定性降雪。冷流强降雪具有明显的地方性特点,是强冷空气对下垫面物理状态强迫响应的结果。提出强冷空气与渤海暖水面相互作用产生的大气边界层不稳定是产生冷流降雪的本质,在这种边界层不稳定层结中发生的降雪是冷流降雪的概念。

一次持续性降雪过程中系统性降雪与冷流降雪的分析

通过分析2010年1月初烟台地区的1次持续性降雪天气过程,将前期的系统性降雪和后期的冷流降雪分别进行总结,同时运用风廓线资料对过程进行分析,结果认为黄河气旋东移和较强冷平流南下是造成降雪的主要影响因子,风速的强弱对整个降雪过程有着直接的影响.通过分别对其影响机制以及作用因子进行总结,进一步地了解烟台地区的降雪成因,以期更好地服务于社会,减少各类损失.

烟台冷流强降雪天气预报指标统计分析

通过对1971—2000年期间发生在山东半岛北部(烟台)的冷流强降雪天气过程统计分析,得出了冬季不同月份的冷流强降雪天气预报指标,为预报冷流强降雪提供了依据。