2024年2月大气环流和天气分析

2024年2月北半球大气环流主要特征表现为极涡呈偶极型,东半球极涡中心位于鄂霍次克海到勘察加半岛上空,较常年同期偏强,影响我国的冷空气路径偏东;中纬度环流呈三波型,位于西伯利亚的平均槽较常年偏强,西风带短波槽活动频繁;南支槽位置偏东,西太平洋副热带高压显著偏强。2月全国平均气温为-1.8℃,较常年同期(-1.3℃)偏低0.5℃;平均降水量为22.5 mm,较常年同期(16.3 mm)偏多38%。月内有3次主要冷空气过程,其中2月17—22日强寒潮造成剧烈降温和显著低温。受南下冷空气和强盛的西南暖湿气流共同影响,月内出现2次大范围持续性低温雨雪冰冻天气过程,冻雨强度大、范围广,降水量具有极端性,对春运造成严重影响。此外,2月还出现了年度首次沙尘和强对流天气过程。

贵州省2008年与2022年年初低温雨雪冻雨天气过程对比分析

为了解贵州2008年与2022年年初低温雨雪天气过程差异,该文选取常规气象观测资料以及NCEP再分析资料,采用时空分布统计,环流背景、相关性分析等方法,对2008年和2022年年初贵州省低温雨雪冻雨天气过程进行对比分析。结果表明:2022年低温雨雪与2008年相比偏轻,气温偏低程度和冻雨、降雪站数与2008年相比均偏低偏少,尤其是冻雨站数与2008年相比明显偏少,但2022年最大雪深超过2008年。2008年和2022年低温雨雪期间,副高异常增强、阻塞高压形势稳固,北极明显升温,孟加拉湾和南海持续的水汽输送以及逆温层的存在,拉尼娜事件的影响,为这2次雨雪冰冻灾害提供重要的环流背景。2008年低温雨雪过程中副高位置比2022年偏北偏西,持续时间长,海平面气压高压中心强度更大;2022年副高最强强度指数和面积指数较2008年偏强,但持续时间短,鄂霍次克海低涡强度和逆温与2008年相比偏弱。

1951—2020年中国南方地区低温雨雪冰冻危险性评估

基于1951—2020年中国南方12个省(市、区)258个气象站的平均温度和降水量日数据,提取低温雨雪冰冻事件及其过程负积温、累积降水量及日最大降水量等指标,表征不同重现期下(5 a、10 a、30 a、50 a)的低温、雨雪、冰冻灾害危险性分布,再依据交通线路数据评估暴露风险。结果表明,发生次数较多地区集中在海拔较高的贵州、湖北、安徽、江苏等。平均持续时间的空间分布呈条带状,高值区边界较清晰,其中持续时间较长的区域在贵州和湖南。50 a一遇下的低温、雨雪、冰冻的负积温最低值为−78.2℃,累积降水量最大值为83.2 mm,日降水量最大值为38.9 mm。湖北、湖南、贵州、安徽及江西等地危险性较高,上述高危险区均存在高风险路段。

青藏高原东部和西南地区低温冰冻雨雪事件的时空变化特征

利用国家气象信息中心1961-2020年青藏高原东部和我国西南地区157个站点逐日最低气温和降水量数据,定义了一个低温冰冻雨雪事件的标准,采用Mann-Kendall突变检验、滑动t检验和EOF等方法分析了两个地区低温冰冻雨雪事件的气候特征和时空变化特征。结果表明:(1)青藏高原东部和西南地区低温冰冻雨雪发生的频次及其降水量的年变化的气候特征有明显的不同。青藏高原呈现出明显的双周期年变化,初春3月达最大值,秋季10月达第二峰值;西南地区则是U型的单周期年变化,在冬季1月最多。(2)高原上发生频次最多的区域在青海三江源和藏北怒江源地区,西南地区发生频次最多的区域在贵州的西部。(3)EOF分解得到的前3个模态表明不同季节低温冰冻雨雪频次的时空间变化有明显的不同。青藏高原春季和秋季第一空间分布模态呈全区一致变化,时间系数具有明显年代际振荡特征,春季在20世纪70年代末到2000年发生的频次较多,经历了“偏少-偏多-偏少”的演变过程;秋季在20世纪60~70年代低温冰冻雨雪频次偏多,在1981年前后发生年代际突变,之后发生的频次偏少;冬季第一空间分布模态以西南地区冬季变化为主,表明西南地区冬季在1985年前后有明显的突变特征,经历了“偏多-偏少”的变化过程;冬季第二空间分布模态以高原地区冬季变化为主,其时间变化特征与高原春季时间变化类似,2009年左右有明显的突变特征。

环保型低温融雪剂的研究

文章针对低温条件下使用的融雪剂,分别研究了几种物质不同浓度的冰点,并对冰点低于-30℃的融雪剂添加相应的缓蚀剂,从而达到合格融雪剂标准。

挪威寒区铁路工程技术考察研究综述

寒区特有的低温冻胀、结冰积雪对铁路建设和运营带来了极大影响,特别是寒区高速铁路的建设对线路冻胀防治、移动设备防冻除雪提出了更高的要求。通过对挪威寒区铁路的现场考察与技术交流,为我国寒区铁路建设和运营提供借鉴。介绍挪威铁路网和运营管理的基本情况,重点阐述挪威寒区铁路在路基防冻胀、隧道防冻结、线路防雪害和耐久性混凝土等方面的研究成果,分析针对寒区铁路低温积雪特点采取的线路维护、道岔融雪和行车安全保障措施,同时对挪威铁路北极快运(ARE)服务进行介绍,就完善我国寒区高速铁路建设和运营技术提出建议。

中国南方2008年1月罕见低温雨雪冰冻灾害发生的原因及其与气候变暖的关系

2008年1月中国南方发生的低温、雨雪、冰冻灾害不是一个局地或地区性现象,它是同期发生的亚洲大范围冰雪灾害链中的一环,在影响范围和灾害程度上是最严重的一环。它有3个主要特征:(1)降雪、冻雨和降雨3种天气并存,冻雨是导致南方致灾的主要原因;(2)低温、雨雪、冻雨天气强度大,根据中国国家气候中心和南方各省气象部门的统计及分析,有8项气象要素打破同期中国历史记录;(3)低温、雨雪、冰冻天气持续时间长,破历史记录。这次低温、雨雪冰冻灾害形成的原因不是单一的,是多种因素在同一时段,同一地区相互配合和迭加的结果,其中La Nina事件是灾害发生的气候背景,它为雨雪冰冻天气提供了冷空气侵袭中国南方的前提条件;欧亚大气环流异常持续性是造成冷空气不断侵袭中国南方的直接原因;孟加拉湾和南海地区暖湿气流的北上是大范围冻雨和降雪形成并持续在中国南方的必要条件。

中国低温雨雪冰冻灾害危险性评估与区划

利用1960—2009年全国542个站点的常规气象观测资料,从灾害成因角度筛选评估指标,建立灾害危险性评估的气象指标体系,基于不同强度频率的评估思路构建综合危险性指数,对中国低温雨雪冰冻灾害危险性进行评估和区划。结果表明:(1)中国大部地区属于低危险区,高危险区主要集中于黑龙江—吉林—辽宁东部—内蒙古东部、新疆北部、青海南部—西藏东北部—甘肃南部。南方绝大部分地区均处于极低危险区。(2)南方地区内部相对高危险区主要集中在四川中南部云南东北部—贵州西部、湖南东部、安徽南部—江西北部、河南北部。(3)高危险区的分布与地形、纬度均有着密切的关系。

我国南方低温雨雪冰冻灾害期间阻塞高压异常特征分析

利用NCEP/NCAR 2.5°×2.5°再分析资料和PV-θ阻高指数,分析了2008年初我国南方发生的低温雨雪冰冻灾害。结果表明,欧亚大陆3个关键区的阻塞高压(简称阻高)在此次灾害发生的环流背景中起着非常重要的作用,并存在异常特征。与1950—2008年历史同期相比,2008年初乌拉尔山和贝加尔湖阻高发生的日数显著偏多,而鄂霍茨克海地区无阻高发生;乌拉尔山阻高的强度偏强,而贝加尔湖阻高的强度则偏弱;乌拉尔山地区最大PV-θ阻高指数发生的位置比大多数年份偏东,而贝加尔湖地区最大PV-θ阻高指数发生的位置比大多数年份偏西,这种位置的异常特征说明此次我国南方低温雨雪冰冻灾害期间欧亚大陆关键区阻高在位置上很集中。3个关键区的阻高在发生日数、强度以及位置上异常特征的共同配置,使得分裂出的小槽活动偏多,造成冷空气活动频繁并不断南下补给,加之此时的异常环流特征,共同造成这次低温雨雪冰冻灾害。

2008年初中国南方低温雨雪冰冻事件的等熵位涡分析

利用等熵位涡理论对2008年初发生在我国南方的低温雨雪冰冻事件进行了诊断分析,结果表明,这次低温雨雪冰冻天气事件第一阶段的强冷空气主要来自新地岛以东洋面的平流层下部和对流层上部,从第二到第四阶段除了新地岛以东洋面外,还有来自北欧和拉普帖夫海、地中海的高位涡强冷空气补充。伴随着高层高位涡向南传播,高位涡气块在垂直方向强烈向下伸展、对流层顶动力异常,引起高位涡区气块旋转加强、正涡度增加及其前方低层正涡度的产生,而其后方,因绕高位涡中心气流沿等熵面下沉,地面高压迅速发展,低位涡气块则相反。过程期间,由于巴尔喀什湖高位涡中心和地中海高位涡主体(低涡)的存在和维持,孟加拉湾上空正相对涡度输送频繁,使得南支槽不断生消;而乌拉尔山低位涡带(高脊)和贝加尔湖高位涡中心(低涡)由于低、高位涡空气的不断注入,发生一次次的替换和发展,在引导冷空气持续南下与孟加拉湾北上的暖湿气流长时间在我国华南上空汇合的同时,还导致地面西伯利亚高压反复增强并分裂小高压数次南下,地面强冷空气不断补充,最终造成华南低温雨雪冰冻天气的长时间持续。

两次典型极端低温过程低频特征分析

对1960年1月至2016年2月NCEP/NCAR再分析资料进行Butterworth带通滤波,保留周期为30～60天的低频信号,采用低频天气图方法分析了2008年初低温雨雪冰冻灾害和2016年"霸王级"寒潮的低频特征,揭示典型极端低温事件中低频系统的特征及其生成、演变过程。结果表明:2008年初环流系统具有明显的30～60天低频振荡,位势高度正(负)距平对应低频流场的低频高(低)压,纬向风速正距平与低频风速大值区一致。过程期间北极涛动(Arctic Oscillation,AO)为正位相,有利于中东急流的加强和阻塞高压的维持,进而造成持续低温。2016年初环流系统的30～60天低频特征不明显,但低频低压能反映极涡的生成、演变。此外低频天气图能反映寒潮前后AO位相的转变,AO由12月下旬的正位相转变为1月初的负位相,中纬度纬向环流减弱而经向环流增强,极涡中心的冷空气在阻塞高压脊前偏北气流的引导下入侵中国,可能是造成剧烈降温的主要原因。两次过程中,低频低压、高压的分布和冷空气南下路径不同,但低频流场均落后天气过程2天左右表现出AO位相的转变,通过追踪和判断低频信号的路径,结合数值预报产品,可为类似的极端低温过程的延伸期预报提供参考。

2008年初湖北省低温雨雪冰冻天气温度平流配置分析

利用NCEP/NCAR再分析资料,对2008年1月11日—2月1日湖北省低温雨雪冰冻过程进行温度平流空间分布诊断分析。结果表明:低温雨雪冰冻期间,湖北省近地层不断有弱冷空气补充和渗透;中层暖平流、低层冷垫和南方沿冷垫向上爬升的暖空气是湖北省降雪最基本的条件,而湖北省东部出现强降雪的另一个更重要的原因就是低层偏东回流带来的暖平流;当冷空气充斥湖北省上空整层大气时,则预示雨雪将减弱停止。

广西低温雨雪冰冻灾害危险性评估和区划

利用广西壮族自治区91个台站1960—2020年上一年度12月至当年3月逐日气象数据,基于气象灾害危险性主要由气象危险因子活动强度和活动频次评估思路构建综合危险性指标,对广西低温雨雪冰冻灾害危险性进行评估和区划。结果表明:①广西低温雨雪冰冻的影响主要在桂东北和桂东区域,次低危险性区及低危险性区位于桂西、西南和桂南部沿海。灾害危险性主要来自低温。②危险区等级由东北向西南呈递减趋势,这种递减趋势低纬度要比高纬度明显,同时,随着纬度的增高,危险性区等级增大。在同一纬度上,又随着经度的偏东危险性区等级增大。③高危险区,占总面积的4.1%;次高危险性区占总面积的15.6%;中危险性占总面积的23.0%;次低危险性区及低危险性区分别占总面积的26.7%、30.6%。

南京近50年冬季低温冰冻积雪事件的气候特征

应用南京逐日观测资料分析了南京低温、冰冻和积雪灾害的变化特征及其与区域气候变暖的联系,得到如下结论:①低温、冰冻、积雪事件都存在一定的年代际和年际的周期变化;冬季平均最低气温和极端最低气温具有相似的周期性特征;积雪深度的年代际尺度的周期特征明显,但是较小尺度的年际周期不明显;②近50年来南京的低温、冰冻、积雪事件呈现波动下降的趋势;③南京年均气温和低温、冰冻、积雪事件之间存在较强的相关性与区域气候变暖关系密切。

湖北省2008年初低温雨雪冰冻灾害气象预报服务总结和反思

对湖北省2008年初低温雨雪冰冻灾害气象预报服务从组织落实、及时启动应急预案、加强决策气象服务针对性、努力提高气象服务覆盖面和部门联动等五个方面进行了总结,反思了低温雨雪冰冻灾害气象预报服务中存在的问题,对进一步强化气象防灾减灾工作提出了建议。

基于低温雨雪冰冻灾害的农业损失分析与防灾避灾对策

2008年1月中下旬发生在我国南方大部分地区的低温雨雪冰冻天气,是我国近50年来极为罕见的一次大范围极端气象灾害,给灾区农业产业的生产经营造成了较大的影响和巨大的损失,值得总结与深思。本文就此分析了此次灾害对农业产业的不利影响,提出了应对农业重大自然灾害的防灾避灾对策。

浙江省高速公路低温雨雪冰冻灾害风险评估与区划

本文以高速公路为区划对象,利用2004—2013年浙江省68个气象站常规观测资料、基础地理信息数据、社会经济数据及交通事故数据,采用Arc GIS空间分析技术、加权综合评价法和层次分析法等方法,从致灾因子、承灾体及历史高速公路交通事故发生特征3个方面,构建了浙江省高速公路风险区划指标体系,并对浙江省高速公路低温雨雪冰冻灾害进行了评估与风险区划。结果表明:浙江省高速公路可划分为高、较高、中等、较低和低风险5个等级;高风险区路段占浙江省高速公路总长的13.49%,主要分布在杭景新高速建德段、杭瑞高速杭州至临安段、沪渝高速湖州段、申嘉湖高速湖州段、练杭高速德清至余杭段、长深高速杭州市段及湖州至余杭段、杭金衢高速衢州段、诸永高速东阳至磐安段、台金高速缙云段。高速公路低温雨雪冰冻灾害风险区划结果可为公路管理部门防灾减灾工作提供科学参考。

典型极端低温事件中高空急流和阻塞高压的特征及其协同作用

利用NCEP/NCAR再分析资料、三维急流指数和二维阻塞高压指数,研究了高空急流和阻塞高压在典型极端低温事件:2008年初低温雨雪冰冻灾害和2016年"霸王级"寒潮事件中的协同作用,揭示了两次极端低温事件不同天气表征的环流成因.结果表明,与气候平均值相比,两次事件中东亚急流的配置均为增强的副热带急流和偏弱的温带急流,阻塞高压发生频率偏多(33%),强度异常偏强(3.5以上).2008年初高空急流强度较2016年更强,乌拉尔山阻塞高压持续稳定且强大,源源不断的向中国输送冷空气,中纬度低槽活跃,西太平洋副热带高压偏北,加强了向中国南方地区的水汽输送,造成该地区持续性低温和降水;2016年东亚温带急流较常年以及2008年都偏弱,使得阻塞高压异常偏强,横跨约40个经度,乌拉尔山地区500 hPa高度场正距平中心达300 gpm,阻塞高压脊前冷平流加强了近地面西伯利亚高压强度,在南移延伸至华北地区的东亚横槽转竖后西北气流的引导下,冷空气迅速入侵中国,造成短时间剧烈降温.

低温雨雪冰冻灾害给农业气象工作的启示

在调查研究的基础上,综合多方面资料,详细介绍了2008年初我国南方地区低温雨雪冰冻灾害对该区域内农业生产的影响状况及影响特点,并提出了农业气象工作中存在的问题以及应加强的工作。

江西省低温雨雪冰冻灾害对农林业造成的危害及对策

简述了2008年初我国南方低温雨雪冰冻灾害的发生、发展特点,分析了灾害给江西各地农林业生产造成的主要危害,并在此基础上提出了防灾减灾的若干对策和措施。