一种浙江省冻雨落区的推算方法

2008年初浙江省出现全省性的大范围强冻雨天气,在输电线路上形成很厚的覆冰,致使浙江电网遭受巨大的损失。然而,浙江省却仅有三分之一的气象站观测到冻雨,持续时间也很短。本文利用全球再分析资料ERA-Interim结合浙江电网覆冰灾情资料,分析了2008和2013年的两次强冻雨过程。研究表明浙江省强冻雨发生时具备冷暖冷的层结结构,且中间暖层气温>0℃,但相比湖南省,浙江省的暖层中心气温稍低,下层冷层厚度略厚,暖层中的液态水进人到下层冷层后易被冻结,落到低海拔地面为冰粒,或者低海拔地面层气温高于0℃,冻雨落到地面为降雨,所以冻雨期间浙江省绝大多数气象站(海拔在200 m以下)观测不到雨凇,观测到的多是冰粒或降雨;而在海拔较高的山区,冷层厚度变薄,液态水被冻结的概率大大降低,而且山区地面气温多低于0℃,有利于冻雨落在山区地面形成雨凇,因此浙江省冻雨多出现在浙中海拔400 m以上和浙南海拔600 m以上的山区。根据浙江省冻雨的特点,采用全球再分析资料进行冻雨落区推算,结果与浙江电网实际的覆冰灾情吻合得较好。本研究利用输电线路覆冰厚度确定冻雨强弱和分布,采用再分析资料推算冻雨落区,为地形起伏度较大的省份开展冻雨研究,进行冻雨监测和预报提供一条新的思路。

冻雨落区基本概念模型的研究与建立

利用MICAPS实时探空资料,将单站大气逆温转换成逆温水平分布区,实现了大气逆温水平分布的自动诊断分析;通过对大气逆温水平分布与冻雨落区关系的研究,提出了由大气逆温水平分布区、高空湿区、地面气温0℃线、逆温层极值点0℃线构成的冻雨落区的基本概念模型;根据基本概念模型研制出了冻雨落区的自动诊断分析方法。在对2008年初我国南方冰冻天气的检验中表现出较强的诊断分析能力,有较好的业务应用前景。

中国南方地区冻雨落区分析及推算

基于改进的层结分析法,对2008—2019年我国出现的5次严重冻雨过程的冻雨落区及冻雨出现的海拔高度进行了推算,并利用全国地面2000多个地面测站的雨凇观测数据及电网覆冰灾情资料进行了验证。改进算法后推算的冻雨落区不仅涵盖了地面观测的雨凇分布区域,还涵盖了无雨凇观测但出现严重冻雨灾情的山区,且推算的冻雨出现海拔高度与实际灾情出现高度也较为一致,从而较好地解释了复杂地形条件下出现明显冻雨灾情而未见地面雨凇观测记录的现象。推算获取的5次冻雨落区叠加后表明:中国南方地区存在一条从贵州、湖南、江西到浙江,自西向东、冻雨频次由高到低的冻雨带。该冻雨带往北可发展到达四川、重庆、湖北、安徽南部,往南则可抵达云南、广西、广东和福建北部,其南部分布边缘与我国南方山脉走向较为一致。冻雨区域上空普遍存在“冷-暖-冷”的层结特征,而在浙江省,广西、广东和福建三省(自治区)的北部等地形起伏度较大的地区,则具有“暖-冷-暖-冷”的层结特点,即近地面存在气温高于0℃的浅薄暖层。因而,浙江省和福建北部的冻雨主要出现在海拔高度为300~400 m以上的山区,广西东北部和广东西北部还受深厚暖层影响,冻雨多出现在海拔高度为300~1300 m的山腰区域。

大气水平逆温区及冻雨落区自动诊断分析方法应用研究

利用Micaps时探空资料,将单站大气逆温转换成水平逆温区,实现了大气水平逆温区的自动诊断分析;通过对大气水平逆温区与冻雨落区关系的研究,提出了由大气水平逆温区、地面0℃线、高空湿区、逆温层极值点0℃线构成的冻雨落区的基本概念模型;根据概念模型研制出了冻雨落区的自动诊断分析方法。利用该方法对2008年初发生在我国南方大部罕见冰冻灾害性天气落区进行诊断分析,结果表明,冻雨落区的定性诊断分析拟合率达94.4%,冻雨落区诊断分析面积与冻雨发生站数的定量相关系数为0.839。