江淮地区两次持续性强降雪过程大气环流及低频特征

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料和地面观测资料,对比分析了2018年1月江淮地区两次持续性强降雪过程的大气环流,研究了中高、低纬度系统(阻塞高压和南支槽)在持续性强降雪过程中的协同作用,探讨了阻高指数和南支槽指数正负位相的低频波动对中长期预报的可参考性。结果表明:(1)两次强降雪过程发生时大气环流持续异常,极涡呈"偶极型",中高纬度阻塞形势明显,地面冷高压强大,有利于强冷空气南下;低纬度副高、南支槽维持,有利于暖湿气流向江淮地区输送;冷暖空气交汇,出现明显的中高、低纬度系统协同作用;(2)强降雪过程主要是由中高纬度系统尤其是阻塞高压稳定维持和低纬度的南支槽相互配合造成的,两次过程均发生在阻高偏强、南支槽偏强且位势高度峰区和谷区相叠加的时间段;(3)两次持续性强降雪过程中,极涡位置、阻高和南支槽强度以及低层水汽条件、垂直环流等方面存在一定的差异,使得两次过程的降雪范围、强度和类型具有不同特点;(4)阻高异常偏强(弱)或南支槽异常偏强(弱)有(不)利于持续性降雪过程发生;持续性强降雪发生时阻高和南支槽的差值指数(UI-STI)具有明显异常偏高的特征,对强降雪过程预报具有一定的指示意义;(5)阻高和南支槽指数具有显著的10～30天低频变化特征,其正负位相的低频波动可提前两周以上,为强降雪过程预报提供参考。     

1980-2010年西藏高原大到暴雪的时空分布和环流特征北大核心CSCD

利用1980 2010年西藏高原的逐日降水和积雪深度资料分析了该地区大到暴雪的时空分布特征,结果表明:西藏高原大到暴雪发生日数最多的区域为喜马拉雅山南坡的南部边缘地区和那曲中东部与昌都西部的藏北地区;全年都可发生大到暴雪天气,在季节分布上呈双峰特征,峰值出现在3 5月,次峰值出现在10月;近31年西藏高原年降雪频次总体呈减少趋势,减少速率约为每10年3.8站次。利用同期NCEP/NCAR的500 hPa高度场和风场再分析资料对48个西藏高原区域性的大到暴雪天气过程的环流形势进行分析,得到高原区域性强降雪主要环流形势分为5类,即:印度低压型、南北支槽型、巴尔喀什湖低压型、伊朗高压型和高原低涡—切变型;前冬(10 12月)大到暴雪过程主要以印度低压环流型为主,1月以巴尔喀什湖低压型为主,2月以南北支槽型为主,3月以伊朗高压型和南北支槽型为主,4月以高原低涡—切变型为主;在每类环流型中,南支槽都起着重要作用。     

贵州近44a降雪天气形势及物理量诊断分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和观测资料,对1962-2005年贵州出现的九次大范围持续时间较长的降雪天气过程的大气环流场、水汽和动力诊断进行分析,并与2008年1月28日降雪天气特征进行匹配验证.结果表明:北脊南槽型、横槽南支型、平直多波动型和高空急流型是造成贵州降雪的主要环流特征;冷空气南下及蒙新高地冷高压和滇黔准静止锋的维持是降雪天气发生的地面重要因素;南支波动是造成强降雪的基础条件;700 hPa西南暖湿气流引导孟加拉湾水汽向西南地区输送,为贵州降雪提供了必要条件;强烈的上升运动为降雪提供足够的动力条件;28日降雪天气特征与历史降雪特征高精确的匹配一致.     

中国东北极端持续大—暴雪事件的个例成因及可预测性

2013年11月东北大—暴雪持续日数为1982—2020年同期最多的一年。其中,2013年11月17—20日和25日先后发生两次强降雪过程,其中第一次过程降雪持续时间较长,而第二次过程日降雪强度强。基于此,从2013年11月月际异常气候背景和两次强降雪过程的角度,开展其成因和可预测性研究。研究结果表明,2013年11月北极涛动(AO)正位相异常偏强、类北太平洋涛动(NPO)负位相、巴伦支海以北的海冰月增长量(11月减9月)异常偏多和热带-南印度洋海温异常偏暖的气候背景有利于这次东北持续性大—暴雪事件的发生。其中,2013年11月巴伦支海以北的海冰月增长量偏多,意味着季节性海冰生长量增加使得向大气中释放的潜热通量增加,气温偏高,有利于AO正位相加强并激发罗斯贝(Rossby)波列,使得阿留申低压减弱;同时11月热带-南印度洋海温异常偏暖,热带印度洋对流加强和热带西太平洋对流减弱,有利于西北太平洋-阿留申地区维持“气旋-反气旋”式环流异常,呈现类NPO负位相。这样的环流形势有利于从北太平洋向东北地区持续输送水汽。第一次强降雪过程(17—20日)发生前5 d(12—16日)到降雪过程结束(20日),北大西洋涛动(NAO)维持正位相并且强度达到冬半年最强,由此激发持续东传Rossby波,使得西北太平洋-阿留申地区为持续性的南北向“气旋-反气旋”式环流异常,有利于北太平洋水汽持续输送至东北地区。在2013年11月25日第二次强降雪过程中,乌拉尔山阻塞高压显著加强,东北低涡加深,有利于热带西太平洋更为暖湿的水汽输送至东北地区,与北太平洋输送的水汽共同导致第二次强降雪过程的日降雪强度大。最后,利用CFSv2评估2013年11月异常气候背景的可预测性,结果表明CFSv2可提前1个月预测2013年11月热带-南印度洋海温异常偏暖,但对热带印度洋和西太平洋对流异常、NAO以及热带-中高纬大气遥相关预测能力较弱。在次季节尺度上,ECMWF(CMA)能提前29(12) d和13(16) d合理预测出两次过程降雪量的空间分布,这可能是由于模式能合理再现NAO和乌拉尔山阻塞高压等关键环流系统的逐日变化。因此未来还有待提升热带-中高纬大气遥相关、水汽输送以及平流层极涡的次季节-季节预测效能。     

北京连续降雪过程分析

该文对2002年12月份北京出现的1841年以来历史上最长的连续6天的降雪天气进行了合成分析和诊断分析。北半球合成环流形势显示，连续降雪发生在东亚稳定的纬向环流形势下，其上游地区强大经向环流和阻塞高压使中纬度东亚和西太平洋纬向环流得以维持。东亚合成环流的垂直结构表明，连续降雪期间华北地区始终处于锋区中，并存在低空辐合、高空辐散的散度场垂直分布结构。卫星水汽云图显示出有水汽通道向河套倒槽云系输送水汽。华北地区的诊断分析表明，地面和边界层中山东地区分裂高压南侧向北回流的偏南气流是造成降雪的主要水汽通道。变形场的流场结构使水汽在北京附近辐合。垂直剖面展现了华北回流降雪天气近地面层的浅薄的冷空气垫，和暖湿空气回流在冷空气垫上的爬升，并在其上形成一个浅薄的饱和层。     

2007年1月初河北省连续大雾的成因分析

对发生在2007年元旦期间河北省大部地区的连续大雾天气从高低空环流形势、物理量场及气象要素场变化等方面进行了分析。发现这次大雾天气发生在500hPa中纬度平直偏西气流、中低层西北气流或弱高压环流以及地面高压前部弱气压场控制的大气环流形势下。大雾前期出现了明显降雪,雪后融化使近地面层湿度迅速增加;大雾期间,夜间辐射明显,近地层大气有逆温层结建立。水汽聚集在近地层通过地面蒸发和辐射冷却而达到饱和。充足的水汽和近地面明显的水汽饱和是河北大部分地区出现连续大雾的重要原因之一。而且这次大雾天气过程近地面层呈弱稳定状态,中高层为稳定状态。     

广西区域霾过程高低空大气环流型影响分析

利用1980—2015年NCEP/NCAR逐日再分析资料和广西80个地面气象站资料,采用Lamb-Jenkinson方法对广西区域霾过程的大气环流进行分型,并探讨高低空环流型配置与区域霾过程的关系。结果表明:当地面东南风型、高空西风型时,广西出现霾过程的频率最高;地面东风型配合高空西风型对年霾过程的贡献最大,地面东南风型配合高空西风型主要出现在冷暖气流转换的春季、地面低压型配合高空高压脊型出现在西太平洋副热带高压明显加强、地面处于弱低压环境场的夏季、地面东风型配合高空西风型出现在环流稳定平直的秋季、地面东风型配合高空高压脊型出现在环流经向度明显增强的冬季,霾过程具有冬季多发、夏季少发的特点。近36年来,地面东风型配合高空高压脊型是广西霾过程呈偏多趋势的主导环流型。     

青藏高原降雪的气候学分析

青藏高原上的自然天气季节和大气环流与我国东部平原极不相同,因此,高原上的降雪,无论是时空分布,或者是降雪天气系统都有很多特殊性。 本文根据1966—1975年青藏高原气象资料,阐述了高原上自然降雪的时空分布特点和形成的物理条件;归纳出有利于降雪的六种天气型式;分析了大气环流季节变化与高原降雪之间的联系。高原降雪主要集中发生在冬夏环流的转换季节。     

河北北部强降雪统计特征及预报

利用1986—2016年常规观测资料和NCEP(1°× 1°)再分析资料，对承德市强降雪的环流背景和物理参数进行分析，总结出承德市强降雪特征及预报方法。结果显示：强降雪集中发生在11、2和3月;最早发生在10月，最晚结束于次年3月。南部的强降雪过程多于北部。过渡季节的强降雪过程常伴有相态转换，降水量级明显大于冬季。强降雪类型可以分为回流型、地面低压型和弱流场型三类；当出现前两种天气形势时，且水汽含量＞8 mm,700 hPa比湿＞2 g/kg，对流层低层水汽通量散度值＜-0.2 g /(hPa· cm2·s)，承德很可能发生强降雪。     

冬夏东亚季风环流对太平洋热状况的响应

冬夏隔季韵律关系一直是我国长期天气预报和短期气候预测的一个重要依据,然而迄今为止对它们之间的物理过程及成因机理并不十分清楚。利用NCEP/NCAR全球2.5°×2.5°网格月平均再分析资料,研究1951~2000年冬夏东亚季风环流异常变化与太平洋海面温度(SST)的关系及对关键海温区响应机理。研究指出:冬夏东亚季风环流隔季韵律关系及其年际变化与赤道东太平洋海面温度异常(SSTA)变化密切相关,冬季赤道东太平洋出现La Ni~na(El Ni~no)型的SST分布,有利冬、夏东亚季风环流加强(减弱),其影响过程通过赤道Walker环流强(弱)以及东亚地区Hadley环流强(弱)过程完成。冬季赤道东太平洋海温变化是冬、夏东亚环流季节以及年际变化的一个重要外强迫因子。     

2004年春季青南牧区一次大到暴雪天气过程的诊断分析

本文利用天气学原理和方法，从青海省内出现大到暴雪的亚欧环流形势的分析出发，对2004年5月5—6日青海南部出现的一次大到暴雪天气过程进行分析后发现，产生本次降雪过程的500hPa环流形势表现为明显的两槽一脊型，并对T213数值预报产品对青南地区造成降雪的主要影响系统和T213有关物理量预报场进行综合分析后得出，T213数值预报产品在制作青海省大到暴雪天气的预报中具有较高的使用价值，值得推广。     

宁夏降雪日数的气候特征和环流结构

选取常规气象观测资料和大气环流特征量,运用统计分析、最大熵谱法和相关分析方法,分析了1961-2010年50a期间宁夏降雪日数的气候特征和影响的大气环流。结果表明：宁夏各等级降雪日数,在季节上均呈现双峰型分布,峰值点出现在春季和秋季,冬季时,降雪等级越高,出现的概率越低;地理分布型基本一致,自北向南明显增加,高发中心与地形特征关系密切;以非持续性1d的出现频率较高,随降雪量级的增大,持续时间缩短;降雪总日数减少,小雪、大雪和暴雪的降雪贡献减少,中雪的降雪贡献增加;具有短中长不同时间尺度的周期变化。影响宁夏降雪日数的大气环流系统主要是北半球极涡、西藏高原指数、大西洋欧洲环流型和欧亚（亚洲）环流型。与宁夏降雪日数显著相关的大气环流特征量是随季节变化的,相应的大气环流特征也不同,但影响机制相同,均为宁夏降雪天气提供了冷空气条件和水汽条件。     

青藏高原东部牧区雪灾的环流型及水汽场分析

冬、春季雪灾是青藏高原东部牧区重要的灾害性天气。本文利用历史天气图和国家气象中心T106L19全球模式的分析值格点资料，分析了青藏高原东部牧区近20年来冬，冬季降雨的天气形势和水汽场。结果表明，北脊南槽型、乌山脊型、阶梯槽型和国境槽型是造成高原东部牧区降雪的四类主要环流型；在高原东部牧区强降雪天气过程时气柱可降水量有明显增加，记要降雪区与水汽通量辐合区吻合，主要水汽来自孟加拉湾地区。     

2012年11月大气环流和天气分析

2012年11月环流特征如下:北半球极涡呈单极性分布,中心位于加拿大北部地区;欧亚中高纬环流经向度较大;南支槽平均位置大致位于90°E附近,且东移频繁;同时,副热带高压较常年同期偏强,位置偏西、偏北.11月,全国平均降水量为31.7 mm,比常年同期(18.8 mm)偏多68.6％.全国平均气温为2.0℃,比常年同期(2.9℃)偏低0.9℃.月内,出现4次全国范围中等强度冷空气过程和3次暴雨过程;华北、东北和内蒙古地区出现大范围强降雪和降温天气,其中华北大部地区出现今年冬半年首场降雪天气,京津地区、河北、内蒙古等地均出现极端降水;江南、华南出现持续阴雨寡照天气.     

渤海冰情异常年的典型大气环流概念模型

选取1960—2013年渤海冰情等级和北半球1959—2014年NCEP/NCAR再分析500 h Pa和1000 h Pa高度场逐日资料,采用滑动平均、相关分析和聚类分析等方法,研究了渤海冰情异常年的大气环流概念模型。结果表明:重冰年有3类典型环流型(偏北气流型、西北气流型、东北气流型),每个环流型代表了一条影响渤海的冷空气路径;其共同特点是欧亚高纬地区为正距平,贝加尔湖到我国东北地区为负距平,亚洲中高纬度为经向环流。轻冰年也分为3类典型环流型(新地岛极涡型、欧洲大槽型、欧亚环流平直型),它们的共同特点是亚洲区域南高北低,极区为负距平,中高纬区域为正距平,亚洲中高纬度环流平直。     

榆林地区降雪天气气候分析

根据榆林地区１９７１—１９９０年各站冬半年日降水资料和历史天气图，论述了本区自然降雪的时空分布特点，多降雪期的环流背景和形成大降雪的天气条件。归纳出有利降雪５００ｈＰａ影响系统四种天气型式，７００ｈＰａ影响系统三种天气型式。     

陕西一次降雪天气过程物理量诊断分析

利用常规资料对2004-12-20—12-22陕西出现的一次强降雪天气过程,从环流形势及物理量场进行诊断分析,结果表明,在这次降雪过程中,低层能量场同样存在着次天气尺度的型。涡度场、散度场和垂直速度与这次降雪区有较好的对应关系。低空急流为降雪的产生提供大量的水汽和能量。     

庆阳地区冬半年降雪预报

本文从预报员经验出发,着重考虑其物理意义选择预报因子,建立与冬半年(11月至4月)降雪间的统计关系,使用中央气象台B模式数值预报输出产品,借助于分级判别方法,制作庆阳地区冬半年降雪预报。一、冬半年降雪概况考虑到冬半年降雪特点,将其分为两个时段:隆冬(12月—2月)为一时段;初冬     

2010年1月2—5日乌兰察布市大雪、大风、寒潮个例分析

利用常规气象观测资料,从天气环流形势的演变过程及各种物理量变化,对2010年1月2—3日乌兰察布地区普降中雪,其中集宁和兴和大雪、卓资山大到暴雪及雪后大风、寒潮过程做了客观分析。分析发现:这次过程是高空横槽转竖与地面河套气旋共同影响的结果,下游的阻塞高压是降雪的必要条件,极地冷空气南下在横槽北部堆积是出现大风、寒潮的关键。     

宁波区域霾过程的天气分型及环流场特征

利用2001—2012年NCEP逐日再分析资料和宁波7个县（市）区的地面气象资料,运用Lamb Jenkinson客观分型方法和统计方法,分析宁波区域霾发生规律和大气环流场特征。结果表明,宁波区域霾具有冬季频发、夏季少发的季节分布特点,年均15次,2011和2012年区域霾明显增多与大气环流密切相关;区域霾的主要环流类型为A型、AN型、AS和C型,分别占总数的65.9%、12.3%、6.7%和4.7%, A型主要出现在稳定平直环流的秋、冬季,AN型出现在环流经向度明显增加的冬季,AS型出现在冷暖气流转换空隙期的春、秋季,C型出现在西太平洋高压明显加强的地面弱低压环境场的春、夏季;东部沿海500 hPa气旋性环流、偏西气流及850 hPa微风有利于宁波区域霾发生,反之,500 hPa反气旋环流、850 hPa强盛偏南气流则不利于霾发生;A型环流在弱冷空气影响或静稳天气条件下,连续霾日、重度霾出现概率增大。