Analysis of A Heavy Snow Process in Liaoning Province in 2009

Based on the conventional meteorological data and 4 times daily NCEP reanalysis data,the causes of rain changing snowstorm in Liaoning during February 12-13 of 2009 were discussed.The low-level jet conditions,temperature conditions and coupling mechanism of water vapor and dynamics of heavy snow were diagnosed and analyzed.The low-level jet provided abundant water vapor for this process.The convergence at low level,divergence in the upper troposphere and strong ascend movement provided dynamic conditions for the snowstorm.The wedging of cold air was the chief cause of rain changing snow.The strongprecipitation area corresponded to the moist potential vorticity well.

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。

2018年1月杭州市连续雨雪过程中雨雪转换气象条件分析

利用2018年1月下旬杭州及周边地区各气象观测站的逐小时地面气象要素观测资料、ERA-Interim逐6 h再分析资料,以及同时期微波辐射计、风廓线雷达和双偏振雷达资料,采用等熵位涡分析、物理量诊断等方法,分析了杭州市一次长时间连续雨雪过程的天气成因,并讨论了雨雪转换前后的气象要素特征。天气背景分析表明,200 hPa脊后辐散区和强西风急流提供了强上升运动,500 hPa倒“Ω”阻塞形势和以295 K等熵面高位涡值代表的低层冷空气提供了持续冷源。分析雨雪转换前后的气象要素发现,当700 hPa温度在-1℃以下,850—925 hPa为东北风,冷层温度低于-4℃时,杭州以降雪为主,反之将出现雨雪转换。不同的暖层和冷层厚度是造成27日降水相态不同的原因。温度高于-1℃暖层和温度低于-3.5℃冷层的厚度,可作为雨雪相态的判断指标。微波辐射计和风廓线雷达探测资料分析结果表明,雪转雨时,温度的变化开始于700 hPa高度,并逐渐向下传导,700 hPa温度的变化时间较850—925 hPa的提前约4~6 h,待低层冷层强度明显减弱后由降雪转为降雨。双偏振雷达差分反射率(Z_(DR))、零阶滞后相关系数(CC)和相态识别产品(HCL)分析结果表明,25日、27日两次雪转雨过程中25日层结温度较27日的低,冷层强度也较27日的强,是25日未出现纯雨的原因。通过分析雷达产品可大致分辨层结气温分布特征,并判断降水相态。

2023年2月大气环流和天气分析

2023年2月,大气环流的主要特征为,北半球极涡呈偶极型,次中心位于鄂霍次克海,强度较常年偏强;欧亚中高纬地区由多槽型转变为“两槽一脊”型。我国中高纬度大部处于高压脊前锋区内,槽前为正距平,冷空气活动较多但强度偏弱,南支槽位置强度接近常年同期,导致我国北方地区多雨雪天气过程,南方地区出现阶段性阴雨寡照天气。全国平均气温为0.3℃,较常年同期偏高1.6℃,全国平均降水量为15.5 mm,较常年同期偏少5%。

2022年广西两次低温雨雪冰冻过程分析

利用常规观测资料和美国国家环境预报中心(NCEP)、美国国家大气研究中心(NCAR)再分析资料,通过天气诊断分析方法,对2022年初广西两次低温雨雪冰冻天气过程进行分析。结果表明:(1)两次过程共同点是亚洲中高纬稳定的西高东低异常经向环流和活跃的南支波动,使冷暖气团长时间在广西交绥,造成持续低温雨雪冰冻天气;特殊温湿层结导致降水相态复杂;冬季强降水发生在弱对称不稳定层结条件下。(2)2月18—25日比1月28—2月5日过程雨雪范围广、强度强,主要由于2月18—25日过程具有更强的动力、水汽条件和冷空气势力偏强。(3)两次过程降温主要受冷平流和垂直输送的共同作用,非绝热加热项均起到增温的作用,2月18—25日过程冷空气更为深厚,垂直输送项在降温前期贡献较大,中层潜热加热作用较明显,与水汽相变有一定联系。

贺州市一次低温雨雪冰冻天气成因及预报效果分析

利用常规观测资料和数值模式预报产品,对2022年2月19—23日贺州市低温雨雪冰冻天气成因及预报效果进行分析。结果表明,此次过程是500hPa高空槽槽后偏北气流引导地面冷空气南下,配合中低层切变线影响造成;欧洲中心数值预报模式(EC)和中国气象局全球同化预报系统(CMA-GFS)模式预报产品与实况相比均有一定的偏差,其中EC细网格模式对此次低温雨雪冰冻天气过程的温度和降雨预报效果较好。

山西省大雪天气的分析预报

利用1971-2008年山西108个地面气象观测站基本资料和常规观测资料,综合分析了山西大雪天气的主要特征。结果表明:(1)山西大雪天气主要出现在10月～次年4月间,但以3月最多;常出现连续2天以上的大雪天气,且多以局地为主,区域大雪仅占16%。38年来,山西大雪次数年际差异大,其中有3年异常偏多,5年异常偏少,且有两个显著偏少期和一个显著偏多期,但整体上呈缓慢增加趋势,平均增长率为0.259次.(10a)-1;山西大雪次数南部最多、中部最少,北部和中部呈缓慢增加趋势,南部呈减少趋势。(2)山西大雪天气的主要影响系统有地面回流、河套倒槽及两者共同作用等三类,74%的区域大雪天气伴随500hPa阻塞形势。(3)诊断分析表明,大雪区上空上升运动存在两种垂直环流结构,涡度平流下传是导致垂直上升运动加强,出现大雪持续和增幅的重要动力因素;低空超低空急流的维持和加强,不仅是水汽输送和补充的重要途径,而且加强了大范围辐合上升运动,成为对称不稳定的组织者和不稳定能量释放的触发者,同时加强了低空中尺度上升运动;在回流形势影响下,近地层形成"湿冷垫",不仅使得暖湿空气沿其爬升,增湿、冷却达到饱和,而且加强了动力抬升作用,导致大雪的持续和增幅。(4)不同系统影响下高低空流型配置不同,造成的大雪强度、落区、时间均不同。

080125南方低温雨雪冰冻天气持续降水的数值模拟

利用WRF模式对2008年1月25—29日中国低温雨雪冰冻天气过程进行模拟。结果表明,雨雪期间长江中下游及以南地区长时间存在着高低空急流的耦合形态,且低空急流不断向雨雪区域输送暖湿水汽,使该地区低层的水汽辐合,促进大范围雨雪发生和维持。强高空辐散的抽吸作用,促进低空辐合、整层上升运动加强以及正涡度的维持。干冷空气从对流层高层倾斜南下加强了对流不稳定能量的积累。本次雨雪冰冻天气过程中存在明显的干侵入,降水区北侧对流层高层高位涡干冷空气沿等相对湿度(RH)线密集带侵入低层,促使雨区低层位涡中心迅速增大,促进强降水发生;本次过程表明位涡和降水有很好的对应关系,这对降水预报有很好的指示意义。由于极涡偏强促使冷空气南下,南方近地面浅薄冷空气使雨水结成冰导致灾害发生。

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。

中国南方雨雪冰冻异常天气原因的分析

2008年1月我国南方发生了罕见的持续严重雨雪冰冻灾害,对于这次小概率极端天气气候事件的初步分析表明,虽然这个冬季在赤道东太平洋存在明显的La Nia事件,但2008年1月无论是我国的异常降水场和温度场,还是亚洲和西太平洋地区的大气环流异常场都与历史上11个La Nia事件盛期1月的合成场有显著的差别,因此La Nia事件不是造成持续雨雪冰冻天气的直接罪魁祸首。进一步的分析发现这次持续严重雨雪冰冻天气的发生与多个大气环流系统的异常有关,而且更为重要的是它们的异常形成了某种形式的配合,我们称其为组合性异常。其中,乌拉尔山阻塞高压和贝加尔湖-巴尔喀什湖的横槽,为不断有冷空气从西路向南爆发提供了条件;东亚和日本地区的高度正异常使得北方冷空气的势力不是很强,适于锋面在我国南岭及其以北地区较长时间停留,为持续降水确立了背景;西太平洋副高偏强和偏西也对冷空气的向南推进起了阻挡作用;印缅槽的持续偏强和西太平洋副高的偏强一起使暖湿空气源源不断地输送到华南地区,有利持续降水的发生;持续的冷空气活动和持续的降水,导致持续的低温,为冰冻创造了条件。可以认为,大气环流的组合性异常是造成持续雨雪冰冻天气的直接原因。

2009年辽宁省一次暴雪天气过程分析

利用NCEP逐日4次再分析资料和常规观测资料,对2009年2月12～13日发生在辽宁的雨转暴雪过程的成因进行了探讨,着重讨论和分析了强雨雪发生所需具备的低空急流条件、温度条件以及水汽与动力的耦合机制。结果表明,低空急流为该次过程提供了充足的水汽供应;低空辐合和高空辐散导致强烈的上升运动,为暴雪的产生提供了动力条件;底层冷空气的楔入是快速雨转雪的主要原因;强降水落区与湿位涡有很好的对应关系。

广西重大低温雨雪冰冻过程500 hPa信号场异常特征分析

利用500 hPa高度和温度信号场合成图的检验方法,分析了排名前40次广西重大低温雨雪冰冻过程的环流异常特征,研究结果表明:(1)利用冷湿指数定义这种方法选取过程具备对广西重大低温雨雪冰冻的影响程度进行评估的功能。(2)40个个例绝大部分过程500 hPa高度和温度信号场都有强的面积和强信号反应,正异常的表现更为突出。正异常一般表现的是高度场上的正值系统,也就是脊区,冬季高纬脊区发展通常配合冷平流的加强,冷空气堆积是广西持续低温雨雪冰冻过程出现的关键。(3)通过分析500 hPa高度信号场发现:乌拉尔山脊及前侧的横槽,贝加尔湖脊及前侧的东北横槽,及我国西北新疆一带不断分裂的小槽是广西产生低温雨雪冰冻天气的关键区域和关键因子。

极涡、阻塞高压和西伯利亚高压在极端低温事件中的组合性异常特征

选择2008年低温雨雪冰冻灾害和2016年"霸王级"寒潮,利用NCEP/NCAR再分析资料和地面台站资料,采用西伯利亚高压指数、平流层极涡指数与二维阻塞高压指数,分析了两次极端低温过程期间西伯利亚高压、阻塞高压与平流层极涡的组合性异常特征.结果表明,与1970-2005年的气候平均态相比, 2008年西伯利亚高压偏强8.7 hPa,阻塞高压频率偏高50%,极涡偏强190 gpm;2016年西伯利亚高压偏强16.8 hPa,阻塞高压频率偏高约60%,极涡偏强约296 gpm,说明2016年寒潮过程中3种大尺度天气系统的异常比2008年更显著.分析两次极端低温过程中3种大尺度系统的组合性异常特征,发现与1970-2005年气候平均态相比, 2016年寒潮过程期间极涡偏强,北极高空有较强冷空气,北极地表爆发性增温与中高纬阻塞高压的发展,使大量极寒冷的空气在西伯利亚地区积聚,在高空气流的引导下向中国爆发,使中国大部分地区气温短时间内急剧下降; 2008年平流层极涡能量下传,使得阻塞高压长期维持,西伯利亚高压主体也长时间维持,小股冷空气不断东移南下,使中国南部地区维持长时间低温,并与来自南方的暖湿气流交汇,形成长时间的雨雪冰冻天气.

2007/2008年湖北省冬季异常低温雨雪过程成因分析

通过对2007/2008年秋冬季海洋及大气的异常特征的分析表明:秋冬季的拉尼娜现象是2007/2008年冬季持续低温雨雪过程的基础,但它并不是决定性的因素,在拉尼娜现象发生的气候背景之下,西太平洋副高的持续偏强对这次异常低温雨雪过程起着非常重要的作用,因而,加强对大气候背景之下的环流异常的研究是一项极为重要的科研任务,对今后的短期气候预测有重要的意义。

2015年1月大气环流和天气分析

2015年1月大气环流主要特征为:北半球极涡呈偶极型分布,中心气压均较常年偏低。欧亚中高纬环流呈三波型,以纬向环流为主;西太平洋副热带高压和南支槽的强度接近常年平均水平。1月全国平均气温为-3.1℃,较常年同期(-5.0℃)偏高1.9℃,为1961年以来同期最高。全国平均降水量14.4 mm,较常年同期(13.2 mm)偏多气候中心原数据为9.0,但计算为9.1,但分布极不均匀,西南地区、西北地区和华南南部降水偏多,而华北至江南一带则明显偏少,北京等地几乎无降水。月内仅在上旬出现了1次全国范围中等强度冷空气过程,而降水过程有5次。上旬后期,云南等地出现了创历史极值的强雨雪天气,气象干旱得到有效缓解。月末中东部地区出现入冬以来最大范围雨雪过程,贵州等地出现冻雨。中东部月内共出现3次大范围雾-霾天气。

2007年3月3-5日强雨雪过程中的干冷空气活动及其作用

利用FY-2卫星资料、多普勒雷达资料、地面观测站常规资料及1°×1°NCEP/NCAR再分析资料,运用红外云图云顶亮温TBB、等熵位涡IPV、水汽通量、位温θ、相对湿度及风场等物理参量对北方晚冬一次强雨雪过程的水汽来源和干冷空气活动及其作用进行了分析。结果表明：江淮气旋为强雨雪的产生提供充沛的水汽,而干冷空气则在不同高度、不同路径活动,扮演着多种角色。对流层低层干冷空气作为“冷垫”锲入暖湿气流中,促进锋生和暖湿空气的抬升、凝结;对流层上层具有高位涡的干冷空气沿320 K等熵面（等位温面）自高纬冲下,给江淮气旋的加强、维持提供了动力和热力条件,同时等熵正位涡高值区（IPV≥10-6m2.s-1.K.kg-1）和相对湿度小于等于45%的干区与红外云图暗区（TBB≥-32℃）对应得非常吻合,这说明利用卫星资料来追踪高位涡轨迹的可行性。云头部次冷输送带干冷空气在2-3 km高度卷入、叠加在暖湿层上,有利于不稳定层结的形成和不稳定能量的释放,是造成渤海西岸局部大到暴雪天气的重要因素。

2008年初广东罕见低温雨雪冰冻天气的成因初探

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR再分析资料,以及国家气候中心的海温监测资料等,初步分析2008年初我国南方持续低温雨雪冰冻天气过程的成因的结果表明,此次罕见天气过程是在近年来最严重的一次"拉尼娜"事件背景下发生的,与欧亚地区持续大气环流异常密切相关。在"北脊南槽"和西太平洋副高偏北偏强的形势下,北方冷空气不断从青藏高原东北侧南下,同时孟加拉湾和南海地区源源不断的水汽往北到东北方向输送,冷暖气流在我国南方地区频繁交汇,使对流层中低层形成逆温层和局地经向环流产生异常,造成了持续低温雨雪冰冻过程。

伴随对流层中低层气温持续下降的雪转雨过程分析

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)0.25°×0.25°分辨率细网格模式产品、探空观测资料和风廓线雷达等资料,对2014年2月18日浙江嘉兴雨雪天气过程中降水相态先由雨转雪、再由雪转雨的变化条件进行了分析,并对ECMWF细网格模式产品进行了预报性能检验,结果表明:模式形势预报准确,但未能预报出雪转雨过程。在对流层中低层气温持续降低的情况下,水汽凝结高度不同是造成两次相态转换的主要原因。上午垂直运动加强,水汽充沛,降水粒子的凝结高度高,足以形成大的雪花,在较低的零度层高度以下降落时不至于融化;下午垂直运动减弱,水汽集中在低层,尽管这一高度层的气温在-3^-2℃,但是不足以凝结成固态降水,同时地面气温受海上暖平流影响而回升,因此降水相态由雪转雨。

2008年初四川盆地极端低温雨雪灾害的水汽汇合机制探讨

利用NCEP/NCAR资料研究了2008年1月中下旬四川盆地的极端低温雨雪灾害。结果表明:四川盆地的低温雨雪天气与南来的水汽变化及长江流域的锋生作用有密切关系,在对流层中低层700 hPa上,四川盆地长时间存在稳定的水汽辐合区,水汽辐合的时段基本与盆地冷空气活动时间段一致,这为低温降水的发生提供了水汽条件。另一方面,长江流域长时间存在一个"东西带状"分布的锋生带,这个锋生带的稳定使南来的西南水汽在四川盆地及长江流域以南地区受阻,从而形成了水汽长时间封闭,并引起了中低层的对流不稳定。因此,低层"东西向带状"锋生的长期维持使南来水汽受封闭是产生此次灾害的重要物理机制之一。

2016年1月柳州低温雨雪天气特点及成因分析

利用常规气象观测资料、广西中尺度自动站资料及NCEP1°×1°、NCEP2.5°×2.5°格点再分析资料分析了2016年1月21-26日柳州低温雨雪冰冻天气过程,结果表明:此过程与欧亚地区大气环流异常密切相关,乌拉尔山东部阻高与低纬南支槽较常年同期相比偏强,槽前西南暖湿气流与北方冷空气不断在华南上空交汇为低温雨雪天气的产生提供了有利的环流形势;过程期间,中西伯利亚冷高压长时间维持为低温雨雪天气提供了强大的冷源,850h Pa锋区强度强;冷空气南下及补充时段,中低层较好的辐合及抬升运动为雨雪的出现提供了较好的动力条件;整个过程中柳州上空的水汽辐合则相对较弱,冷空气主体南下后,湿层厚度也迅速降低,低温雨雪天气过程结束。