连续两年１月天气气候特点对比分析

陕西省2008年1月出现50a一遇的低温雨雪冰冻灾害天气,2009年1月则出现了30a一遇持续低温干旱天气。采用全省各站地面实测数据,实况资料降水为实测数据,温度资料选自自动站,天气气候分析采用NCEP资料,利用数理统计方法对连续两年1月的温度、降水量与历史同期对比分析,同时将两年的月、旬温度和月降水量及月平均形势场和风场等也作了对比分析,结果表明：2008年1月和2009年1月的共同特点是月平均温度、最低温度均偏低;不同点是2a的月最高温度和月降水出现明显差异。2008年1月的低温雨雪天气给陕西的工农业生产和交通运输带来严重影响,而2009年1月的低温干旱天气给人们的生活和农业生产造成较大影响。     

2011年与2008年贵州低温雨雪冰冻天气锋区特征对比

用常规气象观测资料和NCEP2．5°×2．5°再分析资料,对贵州2011年年初和2008年年初2次严重低温雨雪冰冻灾害期间的天气形势、冷空气、水汽和大气层结等特征进行了分析比较。结果表明：静止锋是贵州低温雨雪冰冻天气的主要天气系统;2008年较2011年冷暖空气均较强,故锋区强、锋面坡度较小,这是2008年冰冻天气强于2011年的主要原因;冻雨的发生与层结的逆温有很大关系,逆温发展的阶段均能较好地对应每一次冰冻过程;逆温强度强且长时间存在是2008年冰冻天气持续时间长的原因。2次过程中低层锋区附近有明显的水汽辐合,形成雨雪天气;对2011年降雪和冻雨过程的对比分析表明降雪与冻雨最明显的特征是降雪时层结基本无逆温,逆温层的出现是降雪转换成冻雨的重要原因。     

2008年初中国南方持续性冰冻雨雪灾害形成的温度场结构分析

2008年初,中国南方发生了大范围、持续性低温冰冻雨雪天气,冻雨、暴雪灾害历史罕见,许多地方打破50年记录。文中主要从3种降水类型,特别是冻雨的地域分布和促使其形成的温度场层结及地面温度分布特征方面讨论了1月25日到2月2日冰冻雨雪灾害最为严重的过程阶段。分析表明,降雨、冻雨和降雪3种类型降水物的自南向北分布特征是由对流层中低层向北后倾的锋区在南北不同区域上的层结特征和地面温度条件决定的;在倾斜锋区存在背景下,在对流层中低层形成了产生冻雨的大气逆温特征和较低的地面(表)温度条件。逆温区大于0℃的暖层应具有合适的强度、厚度和高度,既不能太厚太低,也不能太薄太高。如果太厚太低,降水将会以雨的类型降落地面,如果太薄太高,降水则会以雪或冰粒子的类型出现。这次过程中0—6℃的暖层在650—850hPa,其下为低于0℃的次冻层,在次冻层温度较低的情况下,即使地面(表)温度在0—1℃,也可能形成冻雨或冰冻灾害。此外,在没有适宜逆温区存在的条件下,较低的地面(表)温度也能使"冰包水"物质、过冷却水滴降落到地面或雪融化成水后迅速凝冻成冰,或使冰冻维持而至灾。     

地形对2008年初湖南雨雪冰冻天气的影响分析

利用NCEP逐日资料、探空站点资料和地面观测资料,分析了2008年初发生在湖南的第三次冰冻雨雪过程(1月25～29日)。结果表明,冰晶层、融化层、冷层这种两头冷中间暖的温度垂直分布结构以及地面微风、低温、潮湿的气象要素条件共同导致了湖南的这次严重冰冻灾害。利用中尺度数值模式MM5模拟了湖南独特的地形特征对这次冰冻过程的影响。两个敏感性试验结果表明,随着南岭山脉地形高度的降低会导致南岭北部上空的大气垂直温度层结发生变化,而这种变化并不利于湖南南部冻雨的发生,同时还在一定程度上导致南岭以北的降水增加,以南的降水减弱。     

黔东南州2008年低温雨雪冰冻灾害气象因素影响定量评价

通过构建低温雨雪冰冻灾害影响程度的气象因子评价指标,利用加权平均方法,建立了黔东南州低温雨雪冰冻灾害影响程度定量评价模型。根据2008年黔东南州16个台站低温雨雪冰冻天气期间的相关气象因子,计算了黔东南州206个乡镇2008年低温雨雪冰冻程度。结果表明：2008年低温雨雪冰冻灾害给黔东南州各地造成了不同程度的灾害,达到1级冰冻的有16个乡镇,主要出现在黔东南州东部地区中海拔的突凸台地上;达到2级冰冻的地区主要分布在州北部的武陵山区、州东部的清水江下游地区、苗岭西南端、月亮山区以及州西部边缘地区即舞阳河和清水江的源头地区;低洼河谷地区冰冻程度相对较轻。这次低温雨雪冰冻灾害所造成的影响,不仅与异常的大气环流形势有关,特殊的地形也起到了不可忽视的作用。     

2008年初南方雨雪冰冻灾害天气静止锋与层结结构分析

对2008年我国南方持续性雨雪、冰冻灾害天气的影响系统及层结特征做了研究,集中对第3次过程,即1月25～29日期间的天气形势、水汽条件、高原对流系统东移的影响以及地面和大气层结条件进行了分析。研究表明：位于长江或江南地区的准静止锋（或切变线）是雨雪冰冻天气的重要影响系统,锋面西段的逆温层和暖层强,有利于冻雨的形成;水汽在锋前的对流层低层辐合,沿锋面爬升凝结,锋面的东段低层辐合比西段强,造成锋面东段的降水强度大于西段;高原对流系统活跃,且频繁东移影响我国东部,在第3次过程共有3次高原对流的东移过程;最有利于冻雨产生的层结条件应有中层冻结层、暖层、逆温层,且这些层结的强度和厚度要适当;最有利于冻雨出现的地面温度在-1～-3℃,变化非常小,温度、露点差都在1～3℃,接近饱和,风速较弱。最后,提出了适合于我国南方雨雪、冰冻天气的锋面结构与大气层结的物理模型。     

2008年湖南极端冰冻特大灾害天气成因分析

2008年初,湖南出现了有完整气象记录以来罕见的特大低温冰冻雨雪极端灾害天气.常规资料分析表明,高空中高纬阻塞高压稳定,副高持续偏强,孟加拉湾低槽稳定少动,湖南一直处于槽前西南气温中;700hPa西南急流带来大量暖湿气流,一方面有利于降水的形成与持续,另一方面有利于逆温层的形成;850hPa切变线在湖南境内南北摆动,造成全省大范围降水;地面冷空气不断从洞庭湖区补充南下.大环流背景有利于低温冰冻天气的维持.分析探空站的大气层结、地面气象要素与冰冻的关系表明:大气层结的逆温层、融化层,地面温度在0℃附近及以下是形成冰冻的关键因子;降水对于冰冻的形成具有重要作用,日降水量大于0.1mm持续性大范围稳定性的雨夹雪或小雨有利于冰冻的形成与加强;气温与冰冻的发展呈反相关;当大气层结、降水量与海拔高度基本相同时,气温是冰冻发展的关键因子.     

湖南特大冰冻灾害的云物理特征与人工影响技术探讨

我国南方2008年初的持续低温雨雪冰冻灾害造成了重大社会影响,湖南等省损失巨大.利用常规气象资料分析天气成因,利用长沙高空气象探测站的L波段探空数据和地面气象观测资料分析湖南雨凇天气的大气层结特征,利用人工增雨云系模式模拟其微物理过程.结果表明:当锋面逆温具有较厚的融化层(或温度较高)和较薄的冷却层(或气温不太低)构成"雨凇层结"时,就可形成雨凇天气;混合云降水是这次冻雨的主要降水机制,"三层模型"和"雨凇层结"可以完整和全面地解释冻雨形成的机制与过程.在此基础上根据冰晶效应和爆炸效应进一步对人工防冻雨的可行性进行了技术探讨.     

贵州省两次低温雨雪冰冻天气过程对比分析

该文利用NCEP再分析资料(水平分辨率2.5°×2.5°)以及常规的地面观测资料对贵州省2008年1月13日—2月14日和2016年1月21—25日的低温雨雪冰冻天气过程进行分析。可以看出两次天气过程中阻高偏强,在北极地区都出现了突然的升温,使得北极涡旋逐步被暖流挤出极地,是这两次低温雨雪冰冻过程中降温的主要原因。2008年1月的低温雨雪过程是在拉尼娜整体气候背景偏冷的情况下冷空气分3次爆发并持续了近1个月。而2016年1月在厄尔尼诺背景下气候背景偏暖,此次贵州的低温雨雪过程中,冷空气只爆发了1次且只持续了近5 d。从以上分析可以看出2008年1月低温雨雪天气发生的必然性和持续性以及2016年1月低温雨雪天气的突发性和短暂性;与2008年1月的多次冷空气爆发相对应,该时段贵州中层一直有明显的逆温存在,为这次持续性的低温雨雪过程提供了温度层结条件。2016年1月21—22日贵州低层出现了较弱的逆温,所以此次过程只在21日夜间出现了明显降雪,之后以低温为主,冰冻不是很明显。两次低温雨雪冰冻过程都有明显的锋区和上升气流存在,为这两次过程提供了动力和抬升力条件,其中2008年的是一次持续性过程,2016年则持续时间较短。     

2008年年初贵州省罕见冰冻灾害过程简析

针对2008—01—13-02-02发生在贵州省中东部地区持续21d历史罕见的低温雨雪冰冻灾害过程,结合MICAPS资料,分析了大气环流形势演变、低层冷舌形成、地面静止锋位置、冷空气强度和水汽条件等因素,总结出导致此次罕见冰冻天气形成的主要原因。     

水滴冻结实验测量降水物中的冻结核含量

文中介绍了一套新研制的均匀水滴冻结实验装置 ,实验水滴与周围环境同步冷却 ,其温度梯度很小 ,可控制降温速率 ,并能自动记录冻结事件 ,从而提高了实验的精度。用此装置对北京地区 1995年底至 1998年出现的各类降水样品进行了实验 ,由水滴冻结温度谱推算了降水的冻结核浓度 温度谱 ,并对结果进行了分析和讨论     

美味系猕猴桃越冬冻害指标

通过对1991—2020年越冬期灾害调查、历史灾情查阅和专家评估,初步建立美味系猕猴桃越冬冻害症状及对应指标的3级评价标准。基于对美味系猕猴桃陕西及河南4个主栽县28例灾害个例致灾因子的主成分分析和K-means聚类分析,构建了美味系猕猴桃越冬冻害的综合指标及分级标准,并用3个主栽县资料进行验证。结果表明:美味系猕猴桃越冬冻害轻度、中度、重度发生的低温指标（T_D）分别为-12.0℃ < T_D≤-8.0℃,-15.0℃ < T_D≤-12.0℃,T_D≤-15.0℃;综合气候致灾因子包括过程极端最低气温（X₁）、-8.0℃以下低温持续日数（X₂）、-8.0℃以下负积温的绝对值（X₃）、-8.0℃以下过程有害积寒（X₄）;美味系猕猴桃越冬冻害轻度、中度、重度发生的综合指标（I_h）分别为-2.08 < I_h≤0.82,0.82 < I_h≤2.15,I_h＞2.15;美味系猕猴桃越冬冻害低温指标及综合指标等级划分在3个县验证应用结果均与实际情况基本相符。研究成果可为我国美味系猕猴桃越冬期冻害的防御和评价、产业布局优化、引种等提供参考依据。     

江西省冻雨气候概况和环流特征

利用NCEP2.5°×2.5°再分析资料和常规观测资料,对1959─2008年江西省冻雨天气过程的气候概况进行归纳分析,并重点分析了其间18次典型区域性冻雨天气过程的环流特征、热力层结、影响系统。结果表明,江西省冻雨具有明显的年代际、年际变化特征,全省冻雨日数总体呈下降趋势;空间分布上呈现出中间多、南北少的特征,各地冻雨分布极不均匀。在环流形势上,500hPa高纬地区有阻塞高压,以乌拉尔山阻高最多,鄂霍茨克海有深厚冷涡,咸里海为低压区,巴尔喀什湖附近有横槽;低纬地区在孟加拉湾到中国西南地区存在稳定的南支低槽;对流层中低层存在切变线,700hPa西南气流强盛,急流轴最大风速超过16m/s;850hPa锋区强盛,0℃等温线位于赣中南部到赣南北部;对流层中低层存在明显的逆温。地面冷空气多从中路（河套地区）入侵,蒙古冷高压异常强大,为冻雨的产生提供了热力条件。     

1951—2017年冬季中国南方持续性冰冻雨雪事件的气候特征及其与环流异常的联系

采用1950—2018年中国753站逐日气温和降水资料及NCEP/NCAR逐日再分析资料,确定了1951—2017年冬季中国南方强持续性冰冻雨雪事件,并对其时空特征、区划及事件爆发日的环流特征进行分析。结果表明：1）中国南方持续性冰冻雨雪事件存在显著的2～3 a周期变化,且1985年前后发生了突变,虽然近年来其强度呈显著减弱趋势,但仍然发生了多次强持续性冰冻雨雪事件;2）持续性冰冻雨雪事件在中国南方中西部发生频次高、持续日数长,在中国南方中东部则强度更大;3）中国南方37次强持续性冰冻雨雪事件可划分为华中型、华南型和西南型3类;4）3类持续性冰冻雨雪事件爆发日,欧亚大陆500 hPa位势高度异常呈现北高南低,蒙古高压显著偏强、中心南进,该配置有利于北方冷空气向南输送,且南支槽显著加深,水汽向北输送活跃。三者的不同之处在于蒙古高压强度及影响范围存在差异,其中西南型最强、范围最大、南伸显著,华南型次之;华中型、华南型的水汽输送受南支槽和副热带高压共同影响,而西南型的水汽输送仅受南支槽调控。     

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。     

STUDY OF A COMPREHENSIVE MONITORING INDEX FOR TWO TYPES OF ENSO EVENTS

Some recent studies presented two existing types of ENSO events, one is the Eastern-Pacific(EP) type and the other the Central-Pacific(CP) type. This study examined the monitoring ability of several current operational ENSO indices. The results indicated that a single index could not distinguish the EP and CP in the historical ENSO events during 1950-2009. The Nio 3 index may only be suitable for monitoring the EP-type ENSO, while the Nio 4 index works only for the CP-type ENSO. In order to capture the occurrence of ENSO events and distinguish the type, we considered a new monitoring index group using Nio 3 and Nio 4 indices. Further analysis confirmed that this index group can monitor different types of historical ENSO events with different spatial distribution of sea surface temperature. It has a good performance in determining the characteristics of the ENSO events, including peak intensity, onset,decay, and mature phase.     

江南地区持续性暴雨过程的月内环流异常和形成机制分析

利用1951—2009年NCAR/NCEP再分析资料,使用多种统计分析方法识别出对江南地区持续性暴雨过程发生、发展有重要影响的月内环流异常特征,并结合天气分析方法对其影响机制进行初步分析。结果表明,过程发生前3—1周,环流异常特征在中纬度的欧亚地区、北太平洋和南半球印度洋集中分布,其中欧亚和南半球环流异常特征反映的是沿高空急流东传的Rossby波列。正是上述环流异常特征传播和生消所对应的环流异常调整,使得副热带高压（副高）、阻塞高压、梅雨槽等关键环流系统分阶段逐步发展到位,形成有利于过程发生的大尺度环流背景“锁相”特征。      

中国东北冬季相邻两天降温特征及其年代际变化

利用1961-2012年CN05.2的日平均温度、日最低温度和日最高温度,将3种温度资料冬季相邻两天的降温情况分为弱降温、一般性降温和强降温3类,并分析了这3类降温的时空分布特征。结果表明：日平均温度和日最低温度的弱降温和一般性降温发生频次最大的地区位于大、小兴安岭地区和长白山山脉一带,而强降温发生频次最大的区域则为长白山山脉一带;这三类降温的高频发生时段均为20世纪60年代和70年代,随后开始减少,到21世纪初为发生频次最少时段。对日最高温度而言,弱降温和一般性降温高频发区为42°-45°N,呈带状分布,其北部和南部均为一般性降温发生频次的低发区,呈现"低-高-低"的频次分布特征,而强降温的高频发生区则位于长白山山脉一带;同日平均温度和日最低温度年代际变化特征一样,日最高温度3类降温均在20世纪60年代和70年代频次最大,其后发生频次开始减少。     

杭州市高温致灾因子危险性风险区划

利用杭州市各气象观测站和自动气象站多年气温资料,以及数理统计方法和Arc GIS空间分析技术,采用极端高温与高温日数作为高温致灾因子风险的主要评价指标,分析杭州市高温天气的气候特征,对杭州市高温灾害致灾因子危险性进行了区划。结果表明,杭州市高温天气灾害较为严重,常出现38.0℃以上的高温,40.0℃以上也不少见,最高达到42.9℃;高温日数较长,最长持续时间超过50 d。杭州市高温灾害危险性风险高值区大部分集中在杭州城区所在的东北部平原,包括上城区、下城区、拱墅区、江干区、滨江区、西湖区西南部、萧山区及余杭区大部。另外,富春江、分水江等沿江两岸,西南部的河谷、盆地以及中部地势较复杂的谷地、盆地等低海拔地区也处于高温危险性中高值区域;北部天目山、西北部昱岭及白际山、西南部千里岗山及龙门山脉高海拔地区均属于危险性风险低值区域。     

大气环流系统组合性异常与极端天气气候事件发生

根据2008年1月我国南方发生的持续严重雨雪冰冻灾害、1998年长江流域的特大洪涝灾害和2009/2010年冬季云南的极端干旱灾害的分析结果,再次强调指出,对于一些小概率的极端天气气候事件的发生,大气环流系统的组合性异常起着极其重要的作用。对于2008年的严重雨雪冰冻灾害的发生,多个大气环流系统的组合性异常包括:乌拉尔山阻塞高压和贝加尔湖-巴尔喀什湖的横槽,这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共同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,为冰冻造成了条件。对于1998年夏季长江流域的特大洪涝的发生,多个环流系统的异常包括:夏季西南季风涌的活动,西太平洋副热带高压活动,北方冷空气活动和青藏高原对流系统东传的共同作用。对于2009/2010年冬季云南的极端干旱灾害的发生,多个环流系统的异常包括:对流层高层中东地区副热带西风急流减弱,影响Rossby波的活动,不利于青藏高原-孟加拉湾槽的建立;西太平洋副热带高压偏强、位置略为偏南,对低层水汽输入云南起到抑制作用;NAO的负异常所导致的遥相关波列异常,使得东亚北方冷空气活动偏东,不易到达云南地区,还使得南支槽偏弱,暖湿气流也不易到达云南地区。ENSO虽然对中国天气气候变化有相当重要的影响,但并非每次异常天气气候事件的发生都是它的直接影响。对于ENSO影响必须具体分析,才能决定它在异常事件、特别是极端天气气候事件中的确切作用。