近30年青海省东北部大到暴雪天气机理研究

利用常规气象观测资料,结合天气学诊断和统计学方法,分析青海省东北部1991—2020年大到暴雪天气的特征,结果表明:(1)大到暴雪天气主要发生在春季和秋季,大通出现大雪的次数最多,湟中发生暴雪的次数最多;(2)依据500 hPa环流形势,将大到暴雪天气形势分为蒙古低槽型、西高东低型、北脊南槽型、两低一高型、高原切变线型和南北槽叠加型;(3)发生大到暴雪天气时物理量场中的水汽条件、动力条件和水汽条件对大到暴雪有一定的指示意义。

新疆阿勒泰地区冬季大到暴雪气候变化特征

基于新疆阿勒泰地区7个观测站1961-2010年冬季逐日降水量资料，定义了大到暴雪特征量，并对其时间序列进行标准化，然后运用线性趋势、Cubic函数、M-K突变检验、Morlet小波变换、R/S分析等方法，研究了该区冬季大到暴雪的气候变化特征。结果表明：大到暴雪量对冬季降水总量的方差贡献较大。在气候分布上，大到暴雪特征量、冬季总降水量的大值区均位于北部东部，大值中心位于富蕴或阿勒泰站，方差贡献大值中心位于青河站；小值中心位于福海站。在年际尺度上，该区各特征量有7a的显著周期变化特征；在年代际尺度上，有13～15a、17～23a、28～29a的显著周期变化。在时间域上，大到暴雪量和频次在20世纪90年代之前以负距平为主，变化相对平稳，90年代之后以正距平为主，变化相对剧烈；大到暴雪强度60-70年代初、80年代中期到21世纪最初10a波动幅度较大，70年代中期到80年代初变化相对平稳。Cubic函数拟合表明，大到暴雪特征量在80年代末90年代初发生了由少到多的转型，但没有突变点。在空间域上，各年代大到暴雪量大值区所在范围比较稳定，位于北部东部，小值区出现在河谷平原；大值中心在60和90年代出现在富蕴站，其它年代出现在阿勒泰站；小值中心70年代出现在布尔津站，其它年代均出现在福海站；大到暴雪频次的变化与其不同的是大值中心90年代出现在青河站；大到暴雪强度在60和70年代大值中心位于阿勒泰站，80和90年代位于富蕴站，21世纪最初10a位于哈巴河站，大值区分布也较复杂。大到暴雪特征量全区及各站均呈增多趋势；大到暴雪量是阿勒泰和福海站、大到暴雪频次和强度是阿勒泰、福海、富蕴站没有通过显著性检验，其它均通过了显著性检验。R/S分析表明，在未来该地区大到暴雪特征量将逐渐转为减少的趋势，尤其是吉木乃站。通过分析揭示了阿勒泰地区大到暴雪变化规律，对指导该地区经济生产布局、防灾减灾、暴雪灾害风险评估提供参考，同时也为短期气候预测提供依据。

1961-2009年宁夏大到暴雪气候特征和变化规律

选取宁夏20个气象观测站的天气现象和降水量观测资料,运用合成、Le Page检测、Mexihat小波变换和最大熵谱法,分析了宁夏大到暴雪发生次数的气候特征和年际、年代际的变化规律及其突变和周期.结果表明:宁夏大到暴雪多发生在春季和秋季,南多北少地域特征明显,15mm以下大到暴雪出现频次高,年际、年代际的变化特征明显,连续偏少年持续时间长,多发期具有明显突变特征,具有多时间尺度显著周期.

大到暴雪天气模型及数值产品释用预报方法

用欧洲数值预报产品格点资料,对1986年11月-2002年3月河南省出现的87个大到暴雪个例进行对比分析,将大到暴雪划分为3个类型,即高原低槽型、阻高-横槽型和L型,对每个型进行合成平均,建立了大到暴雪的天气学概念模型。为提高样本中大到暴雪的概率,先将样本进行消空处理,然后选取物理意义清晰、天气学意义明确的预报因子,分别建立了全省分片大到暴雪1-7 d预报方法,在业务试应用中取得了较好的预报效果。

天津地区一次大到暴雪天气的诊断分析

应用常规探测资料和NCEP再分析资料,对2011年2月下旬典型华北回流形势下天津地区一次大到暴雪天气进行诊断分析。结果表明:回流降雪过程中,华北上空西风环流以纬向型为主,冷空气主体偏北,影响系统为华北回流冷高压和低压倒槽。同时,回流降雪中有浅薄的冷空气垫,其上有暖湿气流爬升,爬升高度为650 hPa。回流降雪期间,有来自西南和东北两个方向的水汽在天津地区交汇,西南方向的水汽较为暖湿,东北方向的水汽相对干冷;低空和超低空为一致的东北气流,900 hPa存在超低空急流,700 hPa以上为西南暖湿气流。降雪过程中,对流层低层至高层均为一致的强上升运动,高度达200 hPa,对应于低空和超低空有强辐合。降雪开始前,天津及其周边地区有较强的对流不稳定能量和对称不稳定性,有利于对流的发展。

新疆阿勒泰地区大到暴雪天气气候特征

采用1961～2010年(9月至次年5月)新疆阿勒泰地区发生的70场大到暴雪天气过程对应的高空、地面资料,应用统计法、天气学方法分析,分析了阿勒泰地区大到暴雪天气气候特征。结果表明,1990年代之前冷冬气候背景下,大到暴雪天气发生频次相对较少,之后的暖冬气候背景下发生频次较多。春秋季和2月发生次数较少,10月在1990年代发生频次突增;冬季其它各月均在1970年代最少,12月1990年代最多,其它月2000年代最多。大到暴雪主要发生在该地区的北部、东部,集中出现在11～12月。500 hPa图上,大到暴雪主要发生在2脊1槽的大尺度环流形势下;低涡是形成大到暴雪天气的天气尺度影响系统;阿勒泰地区处于其底部强锋区控制中;中低纬度里、黒海地区为低槽区,并不断分裂短波东移北上,与低涡底部强锋区在该地区上空汇合,为大降雪的发生提供有利的环流背景。700 hPa图上,在塔城、克拉玛依到阿勒泰站为较强的偏西(或西南)风的风速辐合;850 hPa图上,在塔城、克拉玛依站与阿勒泰之间形成偏南(西)风与偏东风的切变线是大到暴雪天气的触发条件。地面图上,大到暴雪天气发生在蒙古高压后部、鞍型场、中亚低压、倒槽或气旋前部的减压、升温区域内。

内蒙古东南部大到暴雪过程影响系统及物理量场特征分析

利用1951—2013年63a的地面观测、MICAPS、NCEP、历史天气图等资料,将发生在内蒙古东南部的150次大到暴雪过程的700hPa影响系统分为7种类型,对其中2007—2013年的26次大到暴雪过程,分型统计了25个测站中的降大到暴雪的测站的物理量场。结果表明:散度场总体表现为低空辐合、高空辐散的特征,对应了高、低空急流的耦合作用,使得垂直速度场维持整层、长时间的强上升气流,因类型不同达到的高度有所不同;最大相对湿度分布在925~500hPa之间,水汽通量散度辐合主要表现在925~700hPa,比湿场随高度增高迅速减小,各类型925hPa最小比湿在2~2.9g·kg^(-1)、850hPa最小比湿在1.7~3.2g·kg^(-1)之间,反映了低空西南暖湿急流的作用,尤其是925hPa超低空急流对大到暴雪的贡献;75百分位的1000hPa即近地面层基本为冷平流,925hPa以上均为暖平流,具有冷垫作用,为大到暴雪的发生提供了动力触发条件。

内蒙古东南部大到暴雪预报系统的设计与实现

为了更深入分析大到暴雪天气过程的热力与动力特征、中尺度系统结构及大到暴雪发生的物理机制,利用1951-2013年的地面观测、MICAPS数值预报产品、NCEP、历史天气图等资料,完成内蒙古东南部大到暴雪天气过程的天气学分型及“分型配料法”、降水相态、相似预报;建立25个站点的历史个例库,可进行显示、查询、增加、修改及删除;系统基于新一代卫星接收系统(CMACAST),经过MDS处理后,建立数值预报产品插值库,显示站点的预报时次曲线图。系统采用C/S架构和模块化设计,使用VS2008.NET进行研发并使用SQL Server 2008建立数据库。所有数据实验结果表明,该系统统一出入口、界面友好、系统功能完整、可移植性强,4年来运行稳定。该系统可为预报员更好地对大到暴雪的分析、分型及大到暴雪落区、降水相态、相似预报及短临预报提供快捷方便的数据和技术支撑。

新疆阿勒泰地区大到暴雪日数气候变化特征

基于新疆阿勒泰地区7个测站1961—2011年逐日降水量,运用线性趋势法、Cubic函数、M-K突变检验、R/S分析、Morlet小波变换法,研究了该地区大到暴雪日数的气候特征。结果表明:该地区大到暴雪日数沿阿尔泰和萨吾尔山脉较多,河谷平原较少,阿勒泰站为大到暴雪高发区,福海站为低发区,11月发生频次最高;各站中,除阿勒泰和福海站变化不显著外,其它站均呈显著增多的趋势;Cubic函数拟合显示:1980年代末到1990年代初大到暴雪日数发生了由少到多的转型,各站在1980年代中期到1990年代初发生了转型,但没有发生突变;Morlet小波分析表明,大到暴雪日数存在着显著的年代际和年际尺度的周期变化;R/S分析表明,在未来该地区大到暴雪日数将逐渐转为减少的趋势,尤其是吉木乃和阿勒泰站。

2016年3月20～24日青海大到暴雪天气过程的诊断分析

利用一日4次的ERA-Interim 0.75°×0.75°再分析资料,对2016年3月下旬青海发生的一次大到暴雪天气过程进行动力诊断,结果表明:20～22日的大到暴雪与23～24日的大到暴雪成因不同,前者主要是地面冷锋和高空槽影响,后者主要是在整层大气比较饱和的情况下由于高空比较强的冷平流造成的;正涡度区叠加垂直速度的上升运动区与地面冷锋的交界处容易产生大到暴雪,且相对于大到暴雪天气,正涡度区基本上优先出现;对于地面冷锋和高空槽共同作用下的大到暴雪,湿位涡负值中心就是强降雪的中心,且优先于强降雪出现;对于高空冷平流作用下的大到暴雪,在整层比较潮湿的情况下非绝热冷却和温度平流有一定的指示意义。

甘肃白银市大到暴雪大气环流特征分析

为了提高暴雪天气的预报预警能力,利用NCEP/NCAR再分析资料,对白银市1961—2016年大到暴雪天气过程进行了分析。结果表明:(1)白银市大到暴雪多发生在初春和秋末,其空间分布具有南多北少的特征。(2)白银市形成大到暴雪天气的环流形势可归纳为4类:横槽型、北脊南槽型、南北槽叠加型和高原槽型。(3)各类分型在中低纬都表现为南支槽建立、高原槽发展,起到暖湿气流的输送作用;高原东北部低涡或切变线发展,加强了大气的上升运动;高原东北部低压倒槽的发展,增强了该区的大气的不稳定度,使得上升运动加强。(4)各分型的不同点主要是中高纬地区天气系统的不同,即从高原以北东移的西风槽脊的类型和位置的不同,它们主要起到冷空气的输送作用。(5)白银市形成大到暴雪天气的水汽主要来自于南支槽和高原槽的输送,700 hPa比湿≥3 g/kg是产生大到暴雪的必要条件。

GRAPES-Meso对一次东北地区大到暴雪天气的预报偏差分析

以2016年12月22—23日东北地区一次大到暴雪天气为对象,分析了GRAPES-MESO模式降雪量的预报偏差,并根据偏差程度和地形特征划分为4个不同的偏差区域,其中吉林省中部暴雪漏报,其他3个区域都存在大到暴雪空报。进一步分析偏差的可能原因,发现:(1)模式对各等压面高度的位势高度场、海平面气压场、高空急流和显著气流都有较好的预报能力。(2)在降雪预报偏大的区域,急流(显著气流)强度偏强且最大风速核更靠近降雪区,地形抬升作用的增强也是模式预报降雪偏强的另一个可能原因。(3)模式对于风场受地形摩擦作用形成地面辐合(切变)预报能力有限。(4)当风场辐合预报偏强时能量锋区也有相应的增强;模式降雪预报出现明显偏差时,凝结潜热加热的反馈作用也是不可忽视的因素。

数值预报产品在青南牧区大到暴雪中期预报中的应用研究

本文利用96～144hT213数值预报产品以及历史NCEP/NCAR气候再分析资料,依据相似离度原理,根据环流形势、影响系统及物理量场的相似离度,寻找若干个历史相似个例,并根据各相似个例的相似程度和对应各站点的降水及积雪深度实况计算出青南牧区各站96～144h大到暴雪的落区,建立了客观定量化的预报业务流程,以图形和文本两种方式提供大到暴雪的预报。2003年10～12月对青南牧区进行了业务试验,经检验,预报效果较好。

青海高原东部初冬大到暴雪天气过程分析

利用NCEP1°×1°资料,对2014年10月10—11日发生在青海省东部地区的一次大到暴雪过程进行分析,获得季节转换期间青海省东部大到暴雪天气发生特征,并探讨降水相态变化机理,为日后预报此类天气过程提供参考依据。

2011年4月6—7日青海东部地区大到暴雪天气过程预报

利用常规气象观测资料、卫星云图和数值预报产品资料,对2011年4月6-7日发生在青海省东部的大到暴雪天气过程的影响天气系统、各物理量场、卫星云图特征和数值预报产品资料检验进行了分析,结果表明:此次大到暴雪天气是在有利的环流背景下,新疆低槽分裂短波槽携带冷空气和南支槽前的西南暖湿气流在青海东部地区交汇是此次大到暴雪天气主要原因,强降雪区处在高空急流入口区的右侧以及低空急流左侧的强上升区,700hPa切变线和地面辐合线东南侧。散度、垂直速度的高低空合理配置和高能、高湿是此次强降雪出现的动力、热力和水汽条件。

2015年春季都兰地区大到暴雪决策服务及思考

当前,我国经济发展进入新常态,农业农村发展正经历深刻变革。中央一号文件连续12年聚焦三农。这对气象部门为农服务提出了更多、更高的要求。2015年2月23∽26日,都兰地区出现了大到暴雪天气。青海省气象部门本着主动适应经济发展新常态,做好气象为＂三农＂服务的原则,全力开展雪灾气象服务,为政府部门指挥抗灾救灾提供了科学依据。本文针对这次案例进行分析,以期今后对多种气象灾害决策服务起到借鉴作用。

阿勒泰和伊犁地区一次寒潮、大到暴雪天气过程分析

利用常规高空、地面实况图和数值预报产品T639的资料,对阿勒泰地区和伊犁地区2010年1月15~20日出现的一次寒潮、大到暴雪天气过程进行综合分析,结果表明:黑海脊发展与欧洲脊同位相叠加东移并顺转,脊前东北风带建立并加强,槽南压西退,引导泰米尔半岛冷空气沿脊前东北气流西南下到西西伯利亚低槽中,使其斜压性增强,迫使槽转向强烈发展东南垮;使欧洲脊向东南衰退,促使西西伯利亚的冷空气大举南下,造成北疆地区的强寒潮和大到暴雪天气,对比分析两地区的形势场、地面场,及物理要素等,为预报新疆天气提供了一些参考依据。

新疆阿勒泰地区大到暴雪概率分布特征

利用阿勒泰地区1961—2011年11月至次年3月逐日降水量资料,统计大到暴雪日,主要运用Gumbel分布函数,拟合该地区大到暴雪日及雪量的适应性。结果表明:该地区近50a来年平均大到暴雪日和标准差沿阿尔泰山(阿勒泰、富蕴、青河站)较多,河谷平原(布尔津、福海站)较少;阿勒泰站为高频区,福海站为低频区;大到暴雪日与冬季降水量呈显著正相关,阿勒泰、富蕴站的相关系数高达0.88;平均值对位置参数的影响较大,标准差对尺度参数的影响较大;该地区50a一遇及≥9d的极值空间分布基本相似,表明该地区出现极端雪灾的可能性北部(阿勒泰站)、东部(富蕴、青河站)较大,福海站最小,反映出地形及地理位置对大到暴雪的影响。

2009年冬季新疆阿勒泰地区大到暴雪天气成因分析

2009年冬季(2009年11月至2010年3月),新疆阿勒泰地区降雪异常偏多,最大积雪深度和降水量均突破历史同期极值,大到暴雪以上量级在阿勒泰地区北部、东部反复出现,由此引发了该地区的特大雪灾。本文利用阿勒泰地区7个测站的观测资料分析确定了降水的主要时段和大到暴雪出现的时间,并利用常规天气图分析探讨2009年冬季大到暴雪出现的天气成因分析。

宣城市近10年冬季大到暴雪天气分析

运用常规天气资料、NCEP资料,对近10年宣城市冬季大到暴雪天气过程进行分析。结果表明,宣城市冬季有两类大到暴雪天气过程,Ⅰ类过程由于贝湖到巴湖之间横槽转竖,引导强冷空气南下抬升暖湿空气形成,主要影响系统有500 hPa北支槽、中低层冷槽切、700 hPa西南风低空急流;Ⅱ类过程由于强盛的南支锋区上,有波动东移,西南暖湿气流增强,在冷垫上辐合上升形成,主要影响系统有500 hPa南支槽、700 hPa西南风低空急流、850 hPa低涡暖切。Ⅰ、Ⅱ类大到暴雪天气过程温度层结、水汽输送、动力条件、温度平流均有各自的特征。计算Ⅰ类、Ⅱ类大到暴雪过程湿位涡,MPV1均大于0,均为对流稳定性降水,MPV2虽然均小于0,但有各自的变化特征,反映出Ⅰ类、Ⅱ类过程的形成机制,Ⅰ类过程是由于中低层楔状冷空气的增强,本地大气水平风垂直切变和湿斜压性增加,从而导致垂直涡度的显著性发展;Ⅱ类过程是由于暖湿空气的增强,本地大气水平风垂直切变和湿斜压性增加,从而导致垂直涡度的显著性发展。