春季影响中国北方地区的蒙古气旋及其背景环流

基于1948-2013年NCEP/NCAR逐日再分析资料,采用850 h Pa相对涡度场气旋追踪方法,统计了春季蒙古气旋的活动特征,包括其源地、盛期位置、消亡地以及路径的分布。在此基础上,根据蒙古气旋的不同移动路径,界定了蒙古气旋的两种路径,即向东路径和东南路径,并统计了这两类气旋的频数与强度的年际和年代际变化。同时还揭示了这两类蒙古气旋的低频背景环流特征。本文主要结论如下：（1）蒙古气旋主要生成于贝加尔湖南侧和东侧的山脉背风坡,并在蒙古东部地区以及我国东北地区达到盛期,多数气旋消亡于东北亚及其临海区域;（2）两类气旋的生成个数均有显著的年代际变化。向东路径气旋在1950年代的个数偏少,1970年代至1990年代的个数整体偏多,之后有所减少,但进入21世纪后气旋有个数呈现增多的趋势。东南路径气旋在1970年代以前一直处于偏少阶段,1970年代至1980年代中期处于偏多阶段,2005年以后东南路径气旋个数有减少的趋势;（3）向东路径蒙古气旋的背景低频环流由斯堪的纳维亚半岛正异常中心、贝加尔湖及西侧的负异常中心以及环日本海地区的正异常中心所组成的正位相斯堪的纳维亚环流型为主要特征。东南路径蒙古气旋则以俄罗斯西部的负异常中心、拉普捷夫海附近延伸到我国西北地区的正高度异常区以及东北低涡环流为主要特征。

蒙古气旋与西南涡协同作用下一次春季暴雨成因分析

该文利用常规气象观测资料及NCEP 1°×1°再分析资料,对2018年4月12日08时—13日08时蒙古气旋与西南涡协同作用下,陕西省出现大范围降水,陕南局地暴雨的形成机理进行诊断分析。结果表明:(1)乌拉尔山高脊与贝加尔湖高脊之间的蒙古低槽东移发展为蒙古冷涡,地面冷锋移入低压,形成蒙古气旋。青藏高原东侧生成的西南涡与蒙古冷涡接近同位相,西南涡前侧高温高湿的偏南气流向北输送到陕西北部,蒙古冷涡底部干冷空气南下到陕西南部。蒙古冷涡与西南涡的协同作用下,蒙古冷涡南部与西南涡北部形成2条切变线及地面冷锋过境是陕西省降水的主要影响系统。(2)锋生阶段暖区一侧θ_(se)受西南涡偏南暖湿气流的输送得到增大,锋区两侧能量差变大,由于两涡输送冷暖气流的持续作用,锋区移动缓慢,上升运动加强,降水范围广、持续时间长。(3)蒙古冷涡是不对称的冷性低涡,西南涡是暖性低涡,2个不同冷暖特性低值系统同位相具有协同作用的机制,蒙古冷涡底部冷空气南下侵入西南涡,增大了西南涡的气旋性涡度。西南涡增强后,向北持续输送暖湿气流到陕北地区,蒙古冷涡底部冷空气南下影响西南涡北侧切变线稳定少动是陕南暴雨的成因。

引发强沙尘暴的蒙古气旋的动力特征分析

对造成2002年4月5—9日东亚地区一次引发强沙尘暴天气过程的蒙古气旋发生发展过程进行了动力学分析。结果发现,这次气旋发展发生在斜压区中,500 hPa涡度平流和对流层下部的温度平流、大气加热率均对气旋的发生有贡献;气旋的发展阶段以温度平流为主,在气旋发展最强盛阶段对流层下部温度平流的作用大于其他项;气旋减弱阶段大气加热率所起的作用占主导地位,涡度平流和温度平流作用较小;Q矢量锋生函数分析表明大气斜压性的作用不可忽视。位涡的垂直输送作用明显,并形成了对流层内的垂直位涡柱。在气旋的发生发展过程中,始终伴有高空急流,它不仅有利于气旋的发展,同时还激发了低空急流的出现,因此引发该次强沙尘暴的蒙古气旋发生发展过程中对流层内有高低空急流耦合作用。

蒙古气旋的气候特征及变化研究

基于1979-2001年ECMWF海平面气压(SLP)再分析资料,采用改进的气旋客观识别与追踪算法,计算分析了蒙古气旋的频数及强度,结果表明,蒙古气旋活动存在明显的季节、年际和年代际变化。1979-2001年,蒙古气旋频数减少,强度减弱。20世纪80年代中期,蒙古气旋活动最强,80年代末开始到90年代,蒙古气旋日数明显下降。此外,春季蒙古气旋出现的频数最高,冬季出现的频数最低。从80到90年代,春、夏、秋、冬四季蒙古气旋活动呈一致的波动减少趋势,其中春季变化与全年最为一致。蒙古气旋活动的年际差异也十分明显,蒙古气旋活动偏多年和偏少年对流层低层温度场距平分布存在明显差异,说明大气环流是影响气旋活动的一个重要因素。

蒙古气旋天气过程中的沙尘传输特征

基于沙尘数值预报模式针对不同区域地面起沙的敏感性试验结果,分析讨论了蒙古气旋沙尘暴过程中沙尘传输的特点及形成原因。结果表明:蒙古气旋沙尘暴过程的沙尘传输表现为:沙源区纬度越高,沙尘向东传输越强,纬度越低,向南传输越强;同时,高度越高,沙尘向东传输越强,高度越低,向南传输越强。其形成原因是萨彦岭山地背风坡效应、青藏高原东北侧地形强迫绕流等自然地理因素和蒙古气旋的动力、热力结构共同造成的,具有一定程度的普遍性。

春季蒙古气旋活动与冬季北大西洋海温异常和欧亚大陆积雪异常的联系

基于1948-2013年NCEP/NCAR逐月逐日冉分析资料、美国国家海洋大气局月平均海表温度资料,1958-2013年日本JRA-55再分析陆地雪深资料,采用850 hPa相对涡度场气旋追踪方法,统计了春季蒙古气旋的年际及年代际变化特征。根据蒙古气旋偏多年与偏少年的高度场环流背景,研究了影响蒙古气旋的主要环流系统。对北大西洋海温、欧亚大陆积雪深度分布对于蒙古气旋生成的影响进行了探讨。主要结论如下:(1)蒙古气旋活动具有明显的年代际变化特征。20世纪80年代初到90年代末期蒙古气旋数量处于下降趋势,2000年以后又处于增多趋势。(2)贝加尔湖西北侧的大气环流异常中心会对蒙古气旋的生成造成明显影响。冬季北大西洋格陵兰岛南部地区海温升高会在欧亚大陆激发遥相关波列,造成乌拉尔山以北地区的冬春季节雪盖深度的减小,雪盖深度减小产生的热力作用异常会造成贝加尔湖西北侧高度场的升高,导致蒙古气旋的减少。(3)乌拉尔山北部地区的冬季积雪深度可以作为预测春季蒙古气旋个数的前兆因子,其与春季蒙古气旋频次为正相关。

2009年4月下旬蒙古气旋型大范围沙尘暴天气过程的诊断分析

利用卫星资料、加密观测资料、NCEP再分析资料分析了2009年4月下旬我国北方地区大范围沙尘天气过程的成因,并对热力、动力及不稳定层结等条件作了物理量诊断,得到了一些结果。贝加尔湖阻高、高空冷涡及蒙古气旋是造成此次大范围沙尘天气的有利环流形势,其中蒙古气旋是关键影响系统。干暖舌位置对于沙尘落区有一定指示意义,沙尘暴落区与干暖舌的位置及移动方向一致;沙尘天气主要发生在高空急流入口右侧,高空急流加强东移南压对应着沙尘天气东扩南压加强;螺旋度反映出沙尘暴过程中气旋区旋转上升明显,且螺旋度大值区后倾;理查逊数下降并维持低值、风垂直切变增大,大气层结不稳定,易激发沙尘暴发生和向下游传输。

蒙古气旋引发的一次山西沙尘天气分析

利用常规气象观测资料和NECP再分析资料,对2013-03-09出现在山西的沙尘天气进行了分析。结果表明:1前期降水偏少、气温偏高是此次沙尘天气发生的有利背景,蒙古气旋、冷锋、副冷锋是此次沙尘天气的主要影响系统。2地面3 h变压的正的大值区和强的阵风发生区域有很好的对应关系。3500 h Pa的水平螺旋度正值对地面气旋的移动有指示意义;沙尘天气出现在500 h Pa水平螺旋度正值范围偏西、偏西南区域。4300 h Pa以上的高空急流为双急流型,急流中心风速相对较小、垂直运动相对较弱以及混合层高度相对较低是没有发生大范围沙尘暴的主要原因。

地形影响蒙古气旋发展的观测和模拟研究

针对 2 0 0 1年 4月上旬一次蒙古气旋发展过程中的地形因素进行了观测和模拟研究 ,结果表明 :依据低层冷空气是否越过阿尔泰—萨彦岭山地产生气旋冷锋 ,蒙古气旋的发生发展过程可以划分为触发和发展两个阶段。在气旋的发展阶段 ,斜压不稳定是其主要强迫机制。伴随地形对低层冷空气阻滞程度的变化 ,蒙古气旋经历了从缓慢发展到剧烈加强的过程。阿尔泰—萨彦岭山地通过对低层冷空气的阻滞使山地上空等熵面更为陡立 ,加强了对流层低层的斜压强迫 ,从而使斜压强迫的涡度增长向低层聚集 ,导致气旋发展强度增强。阿尔泰—萨彦岭山地及其南侧形成的峡谷地形对低空急流的位置、范围、强度及演变过程具有较重要影响。另外 ,对流层高层位涡平流也是气旋发展的一个强迫因素 ,但其影响较小。

蒙古气旋引发的一次山西沙尘天气分析

利用常规气象观测资料和NECP再分析资料，对2013年3月9日出现在山西的沙尘天气进行了分析。结果表明：①前期降水偏少、气温偏高是此次沙尘天气发生的有利背景，蒙古气旋、冷锋、副冷锋是此次沙尘天气的主要影响系统。②地面3h变压的正的大值区和强的阵风发生区域有很好的对应关系。③500hPa的水平螺旋度正值对地面气旋的移动有指示意义；沙尘天气出现在500hPa水平螺旋度正值范围偏西、偏西南区域。④300hPa以上的高空急流为双急流型，急流中心风速相对较小、垂直运动相对较弱以及混合层高度相对较低是没有发生大范围沙尘暴的主要原因。

蒙古气旋爆发性发展导致的强沙尘暴个例研究

对 2 0 0 1年 4月 6～ 7日发生在中国北方的一次强沙尘暴过程 ,从沙尘源、干旱气候背景、天气系统及起沙和扬沙的动力机制进行了初步研究 ,揭示了强沙尘暴与蒙古气旋和高空急流活动的关系。得出 :位于内蒙古西部的巴丹吉林沙漠和中部的浑善达克沙地 ,是沙尘暴的主要沙尘源区 ;持续两年的干旱是强沙尘暴形成的气候背景 ;蒙古气旋的爆发性发展和冷锋后大风是起沙的主要动力 ;湍流输送和高空急流出口区左侧气流辐散强迫形成的干对流上升气流是沙尘向高空输送的动力机制等结论。

不同动力热力条件下蒙古气旋引发沙尘天气过程的对比分析

通过分析不同环流背景下蒙古气旋引发的两次沙尘天气过程发现,大尺度环流形势500 hPa上的冷空气和冷涡主体的位置不同,造成地面蒙古气旋的强度和气旋的生命周期也有所不同;强的斜压大气有利于蒙古气旋的发展,斜压大气中的温度平流和涡度平流的输送促进了气旋的快速发展,伴随着地面温、压、风等气象要素的急剧变化,产生强沙尘天气过程;大气行星边界层稳定度的理查孙数(Ri)有可能较好地描述沙尘天气过程的强度,强的沙尘天气过程中,Ri小于1并持续较长时间,有利于动力乱流发展;弱的沙尘天气过程中,只有短时出现负Ri。因此,Ri的强度以及持续时间的长短可以作为沙尘天气预报中的一个参考的预报因子。

蒙古气旋影响的北方沙尘暴天气气象条件分析

利用常规气象观测资料,对2011年4月28日至30日发生在西北、华北区的沙尘暴过程进行了分析。

一次引发强沙尘天气的快速发展蒙古气旋的诊断分析

利用NCEP分析资料和常规气象观测资料对造成2006年3月9—10日华北大范围强沙尘天气,产生大风的蒙古气旋快速发展过程进行了分析。结果表明:气旋发展前期,高层反气旋性流场对波能量发展有正的贡献,有利于气旋的爆发性发展。在气旋发展过程中,温度平流和涡度平流均为气旋发展的主要因子,但涡度平流在气旋发展初期相对温度平流较弱。斜压作用出现在低层,并随着气旋后部的锋消作用以及前部的锋生而显著增强,这对于有效位能的释放、动能的产生以及气旋的发展有重要作用,同时,斜压强迫能够诱发出强烈的非地转风。此外,位涡分析表明,气旋的发展与冷空气活动的关系比较密切,并且存在明显的高低空系统之间的相互作用,而水汽和潜热释放产生的作用不明显。同时揭示出该气旋发生发展机制不但与挪威学派的温带气旋模型有较大差别,而且与Petterssen总结的A、B类气旋、引起我国夏半年降水的江淮气旋和西南涡等低压系统亦不相同。

冷锋型和蒙古气旋型沙尘暴过程若干统计特征的对比分析

利用气象观测资料对2001-2010年共184次影响我国北方冷锋型和蒙古气旋型沙尘暴过程进行了对比分析。结果表明,近10年我国沙尘天气呈波动减少趋势,2001年最多,之后逐渐减少,2010年又略有增加趋势;冷锋型沙尘天气过程次数多于蒙古气旋型,分别占总次数的60%和40%,与1957-1996年相关研究相比,近10年蒙古气旋型沙尘天气过程有明显的增多趋势;两类过程基本上持续1～3天,其中,蒙古气旋型平均持续1.68天,略长于冷锋型(1.54天);表征冷锋强度的地面冷高压最大强度出现在1月,而蒙古气旋中心气压最低出现在4月;两类天气系统导致的沙尘天气过程中,绝大部分为沙尘暴过程,且分别占总次数的75%和92%,黑风暴分别占9%和19%,表明蒙古气旋型沙尘天气过程更强;两类过程中,最大风速基本在12～20m.s-1之间(占80%),且蒙古气旋型的最大风速波动小于冷锋型;冷锋型多向东和东南方向移动,且以西北-东南向为主,影响新疆、西北、华北及华东地区,蒙古气旋型则向东、东偏南和东偏北方向移动,且以向东移动为主,主要影响西北、华北及东北地区,影响范围小于冷锋型。

蒙古气旋区域性暴雨分析

1 引言 区域性暴雨是吉林省夏季的主要灾害性天气。产生这一灾害性天气的天气系统种类很多,其中气旋是造成吉林省区域性暴雨的主要天气系统之一。而在气旋类中又可分为江淮气旋、华北气旋和蒙古气旋。

导致甘肃输电线路舞动的蒙古气旋的形成及增风机理研究

受一次向东南方向移动蒙古气旋强风的影响,2020年4月18日甘肃省白银市的高压输电线路出现了严重的舞动,这造成了该地区的输电线路跳闸事故.基于0.5度逐小时分辨率的ERA5再分析数据,本文研究了这次蒙古气旋及其强风的形成机理.涡度收支的结果表明,辐合相关的垂直伸展以及垂直运动向上的正涡度输送是本次蒙古气旋形成的主因,而倾斜项的负涡度制造以及从气旋中心区域向外的正涡度输送在一定程度上不利于蒙古气旋的形成.动能收支的结果表明,蒙古气旋所伴随的风场主要由于气压梯度力的做功而迅速增强.与我国西北部其它的典型强风事件不同的是在本次事件中,未发现显著的来自于对流层高层的动量下传现象,垂直的动能输送在本次事件中仅对强风的形成有些许的促进作用.此外,水平风场对动能的输送作用使得蒙古气旋大风区的动能存在向外的净输出,这对蒙古气旋强风的生成有一定的延缓作用.

一次地面蒙古气旋成因分析

文章对2004年3月26～28日由蒙古气旋强烈发展引发的东北部大到暴雪过程进行了天气学分析,结果发现:本次过程蒙古气旋的发展具有两个不同的阶段。在26日白天蒙古气旋的第一个发展阶段出现的是沙尘暴,强沙尘暴出现在蒙古气旋的冷锋附近和冷锋后部;蒙古气旋的第二个发展阶段是27日夜间到28日出现的东部大到暴雪天气,气旋东移受北路潮湿冷空气补充后,进一步发展使得东北部地区出现明显的降雪,呼伦贝尔市、兴安盟北部出现大到暴雪。

爆发性蒙古气旋若干统计特征

本文对1979－1998年10个冬半年爆发性蒙古气旋的时间分布、强度以及爆发性发展的天气学条件等进行统计分析。指出，爆发性蒙古气旋主要发生在季节交替之际，与锋区、高空急流、冷暖中心及强度和强偏南气流等因素密切相关。由T42资料，计算典型个例等熵位涡（IPV）。分析表明，对流层顶折叠和平流层高IPV值下传是该蒙古气候强烈发展的动力强迫源之一。高空急流对IPV值平流输送具有锋生作用，加剧蒙古西部山地大气斜压性，导致锋面尺度跌落。得出结论，该蒙古气旋是极锋上扰动强烈发展的结果。

蒙古气旋影响下一次大范围降雪天气过程成因诊断分析

本文利用常规观测资料、Micaps资料、卫星资料、雷达资料,对2016年3月4日-3月5日发生在呼伦贝尔市境内一次大范围降雪天气的成因进行了诊断分析,结果表明:⑴本次降雪过程的主要影响天气系统是500hPa低槽、乌拉尔山高压脊以及日本海阻塞高压;⑵本次降雪过程的主要影响系统是蒙古气旋,其移动路径呈"U"字型;⑶降雪过程中强劲高空急流出口区左前方强烈的高层辐散抽吸作用使地面蒙古气旋强烈发展,对本次中到大雪的形成起了重要的作用;⑷动力条件方面,高层辐散低层辐合的高低空配置,再加上高空槽前的正涡度平流与地面蒙古气旋在垂直方向上叠置,使上升运动得以发展加强,地面的低压系统获得动力性发展在一定程度上进一步加强了本次降雪天气;⑸西南低空急流使得低纬度水汽源源不断向呼伦贝尔市输送并使得水汽在呼伦贝尔市上空辐合堆积,有利于降雪的产生;⑹本次降雪发生时,在呼伦贝尔市上空有最大反射率因子为30dBz且均匀分布的层状云降水回波存在。