乌鲁木齐机场一次寒潮多相态降水过程分析

利用常规观测资料及新疆区域自动站、乌鲁木齐风廓线雷达、多普勒雷达资料,针对2015年2月13日发生在乌鲁木齐地区的一次雨雪天气过程,从大气背景环境、风温垂直结构、冷暖平流及雨、雪相态转换成因等方面进行分析。结果表明:此次寒潮降水天气的大尺度环流背景是中亚地区高空脊向极区发展,脊顶北风引导极地冷空气南下,在西西伯利亚地区发展成大槽。大槽东移进入新疆地区后,槽后冷空气与北上的西南暖湿气流在天山山区汇合造成此次寒潮降水天气。乌鲁木齐机场出现雪转雨再转雪等相态转换,是由于先受冷平流控制,随着地面冷锋前部暖平流临近,低空暖层厚度加大,降雪粒子在降落过程中融化为雨滴,地面降水相态转为雨夹雪和雨,冷锋系统进入后,再次处于冷平流控制下,降水相态再由雨转为雪。风廓线雷达风场资料的分析结果表明,空中冷暖平流的性质和转换与降水相态变化有较好的对应关系;风廓线垂直速度显示,降雪粒子与雨滴粒子相比,垂直速度较小且雨滴粒子主要集中在1000 m以下。利用多普勒雷达产品分析地面冷锋的移动、空中冷暖平流的变化,有助于对降水相态变化的预报。

大兴机场近4年降雪统计及相态转换机制讨论

利用北京大兴国际机场2019.10月~2023.3月的自动观测系统地面气象观测数据、欧洲中心ERA5再分析资料、大兴机场微波辐射计和毫米波测云天气雷达资料,对大兴机场自开航以来冬半年降雪过程进行归类与分析,探讨在多相态降水过程中地面温度的作用。再选取具有相似气候特征的两次多相态降水过程进行对比分析,揭示形成降水相态转换的原因。最后,通过对大兴机场所有多相态降水过程的统计,提取降水相态的判别机制。结果表明:1) 自开航以来,大兴机场总共发生降雪过程29次,其中共10次多相态降水过程。2) 降水相态形成并不单受地面温度制约,与机场的气候特征、天气特征、温度层结的分布等因素均有关。3) 在降雨向降雪转换的过程中,冰雪层厚度占总云层的比例随低层温度的下降而上升,并且云中固态凝结物下落路径变短,降低了固态凝结物在下落过程中融化的概率,出现相态转换现象。4) 地面温度0℃及以下,850 hPa −4℃及以下时,降水相态多为降雪;地面温度2℃及以上,850 hpa温度−4℃及以上时,降水相态多为降雨;地面温度为0~2℃,850 hpa温度−4~0℃之间时,降水相态多为雨雪混合状态。5) 在多相态降水过程中,温度变化不明显时,冰雪层的厚度、冰雪层下边界距地面的距离,亦可作为降水相态转换的判别机制。

降水相态转换机制及积雪深度预报技术研究

利用2014—2017年山西省地面和高空气象观测资料、NCEP/NCAR FNL再分析资料、山西及周边地区多普勒天气雷达资料,对山西冬半年雨转雪过程进行归类与分析,探讨地面气温在降水相态转换中的作用,提取降水相态转换的前兆信息。针对降雪过程,统计分析降雪量和积雪深度增量的关系,总结提炼积雪深度预报指标。最后,选取气候特征相似的两次雨转雪过程进行对比分析,揭示降水相态转换的物理机制。结果表明:(1)山西省11月发生雨转雪的站次最多,其次为2月。地面气温作为降水相态变化的重要指标,其与气候和天气(如冷空气强度和路径)特征、地理位置等有关。(2)山西冬半年积雪深度增量与降雪量比值约0.68 cm·mm-1,且比值随着气温降低而增大,因此存在明显的时空差异。(3)在雨转雪的不同时段,随着对流层低层降温,冰雪层厚度在总云层的比例有所增加,且云中固态凝结物下落路径缩短,使得固态凝结物在下落过程中融化概率减小,造成相态变化。