2008年1月贵州冻雨的数值模拟和层结结构分析

针对2008年初发生在贵州地区的严重冻雨过程,分别从环流背景、低空急流和水汽输送条件等方面分析了准静止锋维持的原因,并选取本次灾害最严重的第3次过程为典型个例,利用WRF模式针对准静止锋影响下的贵州冻雨进行数值模拟来研究冻雨的发生机制。模拟结果较好地反映出高低空环流形势场特征,强雨雪降水带的走向、落区,以及地面温度的分布,均与观测基本吻合。通过分析高分辨率模式的模拟结果,揭示了准静止锋上贵州地区冻雨的层结结构特征及云物质在冻雨区的分布特征。研究结果表明,贵州中部的冻雨区除一般的三层结构(包含冰晶层、暖层和冷层)外,还具有典型的两层结构特征,即:高空的固体降水粒子稀少,900~600 h Pa深厚的逆温层和0℃以上的暖层使中低空存在大量液态粒子,下落的液滴经过近地面的浅薄冷层,形成大量过冷却雨滴,而后降落至地面迅速冻结。

贵州冬季冻雨研究综述

贵州是我国冬季出现冻雨灾害最多的省份,冻雨气象灾害对交通运输、能源电力、农林业和居民生活等方面带来了严重影响。该文阐述了贵州冻雨的气候特征,分别从气候背景、天气形势、温湿度垂直结构特征等方面探讨了冻雨天气过程发生、发展、维持和消亡的物理成因和机理,并对贵州冻雨的预报预测方法作了概述。结果表明,海温异常通过海气相互作用对大气环流造成影响,尤其在赤道中东太平洋海温负异常(La Nina事件)的气候背景下,利于中高纬地区欧亚阻塞环流形势的形成,中高纬地区呈"北高南低",中亚、西亚低槽(涡)稳定且活跃,东亚冬季风加强,中纬度大气环流的经向度加强,强冷空气频繁南侵,造成我国南方大部地区气温偏低,长江以南地区降水偏多,促使贵州地区低温雨雪冰冻天气的形成;利于副热带地区西太平洋副高强盛,偏西、偏北,副热带锋区强盛,中低纬地区呈"西高东低",南支低槽系统活跃加深,西南低空急流强盛,使南海及孟加拉湾持续不断地向贵州地区输送西南暖湿气流,有利于中层的增温增湿,为该地区冻雨发生提供了充沛的水汽条件以及热量和动量。由于贵州特殊的地形地貌和气候特征,冬季北上的暖湿气流和南下的冷气团易受地形阻挡形成滇黔准静止锋,在垂直方向上呈"干冷—暖湿—干冷"的结构特征,锋面逆温的长时间维持是贵州冻雨持续发生的必要条件。

一次冻雨天气的云雷达回波特征分析

利用2014年12月10—12日的地面和探空资料、ECWMF再分析资料、Ka波段毫米波云雷达资料,采用特征分析、物理诊断量方法及回波特征分析方法,得到了较天气雷达更精细的垂直微观特征,对贵州冻雨的形成和演变提供了新的观测事实。结果表明:(1)此次冻雨过程地面温度在0℃附近,且云系形成后的温度随高度下降始终维持在-10～0℃之间,为过冷暖雨过程。(2)冻雨在初生、成熟及消亡阶段的回波强度随高度下降逐渐增大,强度值为-30～12dBz。空气垂直速度集中在-0.4～1.6m/s之间,粒子下落速度集中在2.4m/s以内。(3)冻雨初生及消亡阶段上升运动弱,粒子尺寸小。成熟期间,上升气流加强,小粒子所占比例减小,大粒子增多。云体中下部谱宽大值区和强反射率因子对应,反映了液态过冷水下落过程中的碰并增长结果。