一次由海岸锋引发山东半岛暴雪过程的研究

2005年12月3～21日山东半岛发生了持续性强降雪。对降雪期间持续最长一次降雪过程（12月11～15日）的发生、发展机制进行了分析,结果表明：降雪前后从东北到山东对流层中层分别有冷涡和横槽存在。此次过程中对流层低层有冷空气入侵,属于层云降雪。700 hPa低槽是降雪的主要触发机制。中尺度海岸锋形成并维持较长时间,与海岸锋环流相伴随的上升运动对于降雪的局地增强有重要作用。渤海洋面是降雪期间水汽的主要源地,冷锋后部的强偏北风有利于将渤海的水汽输送到山东半岛上空。另外,对此次山东半岛海岸锋暴雪天气与2008年初南方准静止锋雨雪、冰冻天气的特点作了比较。

山东半岛一次暴雪过程的海岸锋三维结构特征

采用中尺度数值模式MM5对2005年12月山东半岛持续性降雪过程中的11～15日暴雪过程进行数值模拟试验,利用高分辨率的模拟结果分析海岸锋的发展过程和三维结构特征以及对强降雪的影响等。结果指出,海岸锋水平结构是偏北风和偏西风的气旋性切变;气流在海岸锋西北侧辐合上升,在东南侧辐散下沉,上升气流最高达700hPa。海岸锋锋区出现在900hPa以下,水平散度场在900hPa以下是辐合区,辐合中心正上方有辐散中心相配合,造成较强的上升运动,最大上升速度在海岸锋顶部和水平散度零线(900hPa)附近。强烈的上升气流携带低层水汽在空中辐合和凝结,使局地降雪增强,强降雪落区位于海岸锋及其冷区一侧。海洋热通量是海岸锋形成的关键因子,其中感热通量使海陆温差加大是形成海岸锋锋生的重要条件。

我国东南沿海地区海岸锋生的数值模拟

本文用ＰＳＵ／ＮＣＡＲ中尺度模式ＭＭ４对黑潮暖流海域海洋边界层大气的斜压性对我国东南沿海地区局地环流及天气影响的数值模拟分析表明：在有利的大尺度背景风场向岸东风的作用下，我国东南沿海地区夜间可以有海岸锋生成，黑潮暖流影响锋生强度，并使沿海岸一带区域夜间降水增大。

印度尼西亚西岸温盐锋时空变化特征

通过WOA13多年季节气候态数据分析了印度尼西亚5°S锋面与15°S锋面的季节变化特征及水平方向垂直方向上变化特点:两处海洋锋均在表层以下,其中5°S附近仅有温度锋,主要存在于1—6月份,1—3月份为锋强度最大时期,集中在30—100 m水层内。15°S处既存在温度锋又存在盐度锋,全年均有锋现象,但其强度存在季节差异。对比声速剖面,发现声速在从南到北穿越5°S(15°S)锋面时逐渐声速减小(增大)。

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。

2005年12月3～4日山东半岛暴雪准静止对流云带演变的分析

2005年12月3~4日山东半岛发生了一次强降雪过程,文登最大雪深达到了35 cm,产生此次暴雪的对流云带主要位于烟台和威海沿岸区域,呈西北-东南走向排列。利用气象常规观测和雷达资料,以及中尺度数值模式MM5的模拟结果对该降水过程进行了分析和研究。分析结果表明:该准静止对流云维持了近12 h,并且对流最强时云高在烟台附近海域达到了500 hPa。这次强暴雪是在有利的大尺度背景条件下,在不断补充的冷空气受暖湿的渤海和半岛地形影响下产生的。又由于海陆温差较大和风场的非地转性切变,在山东半岛北岸形成海岸锋,它的产生和存在增加了半岛的局部降水量,其次级环流的产生和维持决定了雪暴落区的分布。同时,夜间产生的陆风也对对流云的产生和维持起到重要的作用。

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。

山东半岛冷流暴雪过程的个例分析

2008年12月4~5日,山东半岛出现了1次冷流暴雪过程,渤海上的辐合带对这次暴雪过程起到了重要的作用。本文利用观测资料和数值模式对这次过程进行了研究,探讨渤海辐合带的发展演变机制及对山东半岛冷流暴雪的影响,并分析了太行山脉对渤海辐合带的影响。结果表明,渤海上空生成的西北东南向的中尺度辐合带造成了以烟台-牟平-文登为中心的西北东南向的降雪带。太行山脉的阻挡作用使绕太行山的西北气流在太行山背风侧形成辐合,同时在低层大气存在1个暖脊,所以在渤海形成了1个西北东南向的辐合带。在西北风的水平平流和非地转风的作用下,渤海辐合带向东北移动,当渤海西北岸出现北风后,渤海辐合带西北部在北风的水平平流作用下向南移动,而渤海辐合带东南部在西北风水平平流和非地转风的作用下,继续向东北移动并与山东半岛北部的海岸锋辐合带合并增强,渤海辐合带西北和东南两部分移动方向的不同造成了辐合带的波动。渤海辐合带增强后登陆山东半岛,造成山东半岛西北东南向降雪带。对这次冷流暴雪个例的分析发现,太行山脉通过形成背风低压中尺度系统直接影响渤海上的中尺度辐合带的发展,而渤海辐合带与山东半岛北岸附近海岸锋的耦合使辐合加强,增强了降雪强度。

2005年山东半岛连续三次冷流暴雪过程的分析

对2005年12月发生在山东半岛北部威海地区的三次冷流暴雪过程进行了分析研究,用WRF模式进行了数值模拟。分析结果表明:三次冷流暴雪发生时低空850hPa层强冷平流与地面降水强度有较好的对应关系;低层和地面都是偏西北风流场,半岛地区呈气旋性弯曲;地面风场存在风向辐合,特殊的地形和海陆温差在北部沿海地区形成海岸锋,为冷流的发生提供了有利的触发机制;从垂直面的风场辐合辐散高度说明了冷流过程较其他降水过程有着明显的低空性。

山东半岛冷流暴雪雷达回波特征

利用烟台多普勒雷达资料,结合天气形势,对2005年12月3—7日和2008年12月3—6日山东半岛北部的冷流暴雪过程进行了分析研究。结果表明:东北冷涡造成强冷空气频繁,在对流层低层山东半岛存在强冷平流,海面温度和低层大气温度的较大温差造成了低层大气不稳定;渤海和黄海北部海区为降水提供了丰富的水汽;冷流暴雪产生在对流层低层辐合、中层辐散的上升运动区,上升运动厚度浅薄;特殊地形造成中尺度海岸锋,对暴雪的产生起到增幅作用。回波高度和强回波高度与低层散度、0～2 km风切变和低层温度差等环境参数有较好的对应关系。850和925 hPa辐合越强,0～2 km切变越大,低层温差越大,越利于回波发展。回波源地在雷达站北部渤海海峡区域;强降水时段回波呈带状分布,回波移动方向与带状长轴方向基本一致,致使降雪维持时间较长;回波强度基本在25～35 dBz之间,高度在3 km左右;径向速度图上可分析出明显的中尺度系统——海岸锋,海岸锋的摆动决定了陆地上暴雪的落区,海岸锋靠近海岸线(10 km以内)降水偏西,主要集中在半岛北部沿海的中部地区,海岸锋远离海岸线(距海岸线10～40 km)降水偏东,主要集中在半岛北部沿海的东部地区。

2008年6月广东沿海一次对流线的演变与结构特征

利用NCEP 1°×1°再分析资料、FY-2C TBB资料、多普勒雷达资料、自动气象站观测资料以及常规气象观测资料,对2008年6月16—17日广东沿海对流线造成的暴雨过程进行观测资料分析与模拟研究。结果表明,该对流线发生在南海北部,然后向北移动,在到达海岸线附近时开始加强,最强降水区位于地面辐合线南侧;对流线在海岸线附近的加强过程,是由于"海岸锋"的作用使辐合加强所致;海岸锋形成的辐合由其南侧的西南风与北侧的偏东风造成;数值模拟再现了对流线到达沿海增强、北移到大陆上后减弱的过程,辐合线到达海岸线附近时最强,从而增强了对流线上的上升运动和对流,使对流可发展到对流层中上层。

2005年12月3-21日山东半岛持续性暴雪特征及维持机制

利用多普勒雷达、卫星、常规观测资料及NCEP／NCAR再分析资料分析了2005年12月3—21日发生在山东半岛4次持续性冷流暴雪的特征及维持机制。结果表明：冬季强冷空气暴发南下时，波状冷流云在渤海发展造成山东半岛暴雪，暴雪具有明显的空间分布和强度的日变化特征；多普勒雷达资料反映了暴雪回波PPI强度为35～40dBz，PPI径向速度图上反映低空急流和风辐合特征，RCS，VCS产品反映暴雪回波的垂直特征；4次暴雪过程对应500hPa中高纬度欧亚上空为两涡一脊的建立和维持，θse时空演变反映4次强的干冷空气对应4次暴雪过程；暴雪发生时南北风在渤海附近存在一弱的风区；暴雪日水汽较非暴雪日充沛，垂直上升运动和低层散度辐合与强降雪相对应；暴雪日在渤海附近海面温度与850hPa温度差大于20℃；暴雪区为对流不稳定的大气层结。

2005年12月山东半岛暴雪成因及多尺度信息特征

利用常规天气资料、地面加密观测资料、卫星云图资料和多普勒雷达产品,对2005年12月山东半岛特大雪灾作了综合分析。研究表明,这次的冷流降雪归因于前期气温和海温偏高、冷空气势力偏强引起的海陆温差大、半岛北面临海的丘陵地形以及海岸锋等因素,地面自动站、雷达、卫星等多种尺度的特征信息清楚地揭示了其结构和演变。利用改进的简化伴随模式,对12月6日的烟台单站多普勒雷达资料进行了三维风场反演,结果表明,海陆热力差异和山脉对于向岸风的摩擦辐合作用形成了中尺度海岸锋,它引起了低层浅对流的产生。高空补充弱冷空气和降雪的潜热释放进一步激发了垂直上升运动,使对流活动发展加强,引起强降雪。当高空弱冷空气引起的系统性辐合上升运动与低层海岸线附近的海岸锋引起的中尺度辐合上升运动叠加时,降雪特别强烈。

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。

山东半岛三次冷流暴雪气流结构差异性分析

利用烟台多普勒天气雷达探测资料和常规观测资料,对2005年12月3-4日、2008年12月4-5日和2010年1月3-4日山东半岛3次冷流暴雪过程的海岸锋气流结构进行了分析。结果表明,海岸锋是西北气流和北东北气流相互作用的结果,但气流强度有明显差异:一是西北气流明显强于北东北气流(类型Ⅰ),降雪回波源地在渤海东部区域,东南方向移动过程中逐渐发展,回波带的右侧进入陆地后减弱,左侧在海岸锋的作用下沿海岸锋发展,形成"列车"效应,产生强降雪;二是西北气流明显弱于北东北气流(类型Ⅱ),降雪回波源地在渤海海峡中部区域,东南方向移动过程中逐渐发展,右侧在海岸锋的作用下沿海岸锋发展,形成带状回波,产生强降雪,而回波带的左侧减弱。东部海区气旋的存在,决定了海岸锋北东北气流和西北气流强度结构的差异性。

一次突发性中尺度暴雪天气过程分析

对2004年12月丹东地区一次突发性中尺度暴雪天气过程的成因进行了分析。结果表明:造成此次暴雪天气过程的影响系统除天气尺度的冷锋外,其直接影响系统是中尺度海岸锋,它在有利的天气尺度环境下发展加强并向内陆移动,其上的中尺度环流形成的低云与冷锋云系的叠加是产生暴雪的主要原因。

海陆热力差异对威海冬季暴雪的贡献

利用常规观测资料和卫星、多普勒雷达回波资料与地面自动站逐时风向的观测资料结合,对2005年12月21日威海的局地大暴雪过程进行综合分析,并采用WRF模式对这次过程进行了2种数值模拟。结果表明,这次暴雪是在有利的大尺度环流形势下产生的,黄、渤海为暴雪区提供水汽,海岸锋是造成暴雪过程的中尺度系统,而海陆热力差异在沿海产生的陆风辐合带,对沿海的降雪天气有明显的增幅作用,对这次局地大暴雪的形成起了重要作用。

一次山东半岛强降雪过程的天气学分析

利用天气学方法对2003年1月3-5日山东半岛北部地区的一次强降雪过程进行了分析。结果表明:强降雪发生前,山东半岛北部地区低层大气湿度增大;在有利的大尺度环流条件下,受暖海面的热力作用和地形抬升作用,产生中尺度海岸锋,中尺度海岸锋造成局地降雪的增强。

大连机场2006年初雪过程分析

本文首先分析了2006年初雪天气的天气形势及地面主要影响系统、风场。然后，从海气感热交换、海岸锋锋生及作用、周围地形对此次冷流降雪的作用分析此次降雪的成因。最后运用雷达资料中低仰角的强度场、速度场、风廓线和回波顶高度资料揭示了这次冷流降雪过程的特点。