一次罕见的寒潮天气成因分析

在５００ｈＰａ乌拉尔阻塞高压形势下，乌高前部的中纬冷槽与青藏高原的南支槽结构东移，引导北方冷空气南下造成四川盆地一次罕见的寒潮天气过程。     

引发1998年松嫩两江洪水的阻塞形势分析

：１９９８ 年嫩江、松花江流域发生了超百年一遇的特大洪水,探究造成洪水的天气成因发现,阻塞形势起了至关重要的作用。这里详细地分析了１９９８ 年６ ～８ 月的几次阻塞过程,寻找引发洪水的阻塞形势特点,并把该年天气形势与１９９１ ～１９９８ 年平均场进行对比,确定了１９９８ 年与８ 年平均值的偏差及特点。     

1991年夏东亚阻塞高压形成的诊断分析

文中将１９９１年夏季在东亚地区发生的阻塞高压分为发展期,旺盛期及衰亡期等３个阶段进行了细致的诊断分析。发现在东亚阻塞高压的第一、二阶段其上游有明显的波活动通量与２～６ｄ尺度的Ｅ矢量通量传播。即定常罗斯贝波的传播与天气尺度扰动的共同作用有利于东亚阻塞高压的维持。第一阶段西风气流的分支处有比第二阶段更为明显的南北向分布的涡动位势涡度的辐散辐合偶极子说明了天气尺度扰动给阻塞高压的发展提供了很重要的能源,显然天气尺度扰动在阻塞高压的发展阶段起着比旺盛阶段更为显著的作用。本文还注意到乌拉尔阻塞高压的崩溃与东亚阻塞高压形成的某些联系。     

7月份两种东亚阻塞形势对中国主要雨带位置的不同影响

根据长期的业务实践 ,把 7月份东亚阻塞形势分为副热带高压偏西型 (W型 )和副热带高压偏东型 (E型 )两类阻塞形势 ,对比两种阻塞形势下中国主要雨带位置的差别后发现 ,W型主要雨带在长江流域 ,1 95 1年以来较严重的长江大水是此类阻塞形势造成的 ;E型主要雨带位于江南至华南地区 ,长江流域洪涝较轻。不仅两种阻塞形势的 7月份环流有重大差别 ,其前期秋、冬、春季海洋、大气和天气气候特点也大不相同     

一次阻塞形势下的严寒天气过程分析

通过对１９９４年１月北半球高纬地区５００ｈＰａ环流特征分析，指出造成１９９４年１月份大范围天气异常的主要原因是阿拉斯拉阻塞高压的强烈发展和长期维持；同时指出，低纬暖空气向北输送能力是阻塞形势发生发展及崩溃的主要机制，而极极涡和东亚大槽是造成黑河地区温度持续偏低、降水偏多的直接影响系统。这对于今后相似形势下的天气分析与预报十分重要。     

2008年1月乌拉尔阻塞高压异常活动的分析研究

不少研究已经表明, 乌拉尔阻塞高压的持续活动对2008年1月中国南方雨雪冰冻灾害的发生有重要作用。本文针对2008年1月乌拉尔阻塞高压的异常, 利用NCEP再分析逐日环流资料、 哈德莱中心的海温资料等, 从对流层北极涛动(AO)、 平流层极涡(PV) 以及海温异常等几方面, 对2008年1月乌拉尔阻塞高压异常产生的原因进行了分析研究。结果显示, 虽然从以往多年情况来看, 前期AO及平流层极涡的异常很可能会导致其后乌拉尔阻塞高压发生异常, 然而就2008年1月的情况而言, 2007～2008年冬季对流层AO和平流层极涡的异常都不能成为异常乌拉尔阻塞高压产生和偏强的原因, 因为它们的关系与多年存在的长期关系相反。进一步的分析研究则显示, 2007年12月和2008年1月赤道太平洋的La Niña事件也对乌拉尔阻塞高压的活动没有明显影响; 而北大西洋海温正异常, 尤其是北大西洋副热带海温正异常的存在, 是2008年1月乌拉尔阻塞高压持续的重要外强迫因素。     

一次寒潮天气过程的中期环流形势分析

对１９９８年３月１９－２６日一次强冷空气造成的寒潮天气过程的中期环流形势,乌拉尔山以东阻塞高压的形成,国强和崩溃的高空形势以及面气压场特征进了分析。结果表明,这次寒潮天气是典型的欧亚环流发展和东亚大槽建立的过程,表现为由纬向环流转变为经向环流的环流形势调整,且以冷空气积聚,冷却和大举南下的为背景条件。     

北极海冰对2008年1月乌拉尔高压异常的影响

2008年1月我国南方发生了大范围的雨雪冰冻灾害天气,造成此次灾害的一个重要原因是乌拉尔高压异常的长期维持,而作为下垫面的海洋,2007/2008冬季环北欧海海冰异常偏少。观测资料合成分析表明,乌拉尔山地区出现高压异常与巴伦支海和喀拉海的海冰偏少存在密切对应关系。利用大气环流模式试验研究了(90°W~60°E)区域海冰异常对大气的影响,模拟结果显示海冰对乌拉尔高压异常有正的贡献,线性模式诊断表明天气尺度瞬变波是海冰影响乌拉尔高压异常的一种重要机制。     

北方麦收期间连阴雨天气环流特征

利用1980-2004年5月下旬至6月中旬北方麦收区30个代表站降水实况资料，连阴雨期间亚欧范围500hPa逐日形势图和500hPa高度平均图等，分析总结了近25年来北方麦收期间连阴雨的天气气候和环流形势特征；对北方麦收期间出现的连阴雨天气过程与环流形势和影响系统的关系进行初步探讨，确定连阴雨天气的概念模型。分析表明，阻塞高压形势且贝加尔湖附近伴有冷涡是造成连阴雨天气最主要的环流特征；在500hPa地转风υ场上，麦收区多处于南北风交界处；长连阴雨期间，850hPa东亚地区中低纬度盛行南风为主要特征。     

2004/2005年冬季强寒潮事件与大气低频波动关系的研究

2004/2005年冬季中国出现了两次大范围寒潮过程,造成长时期的降温和严寒天气,从而改变了从1986年以来中国大部分地区连续出现18个暖冬的局面。利用2004年10月1日～2005年3月31日中国740站逐日平均温度和NCEP/NCAR的逐日高度场和风场资料,分析了2004/2005冬季的强寒潮事件,并对寒潮爆发的周期、低频波动特征及其影响寒潮爆发的可能原因进行研究。结果表明:2004/2005年冬季两次主要强寒潮事件（12月22日～1月1日和2月14～21日）是在强10～20天低频振荡背景下发生的。在一次季节内低频振荡过程中,寒潮经历了高空形势相似的3个阶段,它们分别是乌拉尔东侧阻塞脊建立、阻塞脊下游横槽发展、横槽转竖与南支槽耦合重建东亚大槽最后导致寒潮爆发。进一步分析表明,乌拉尔东侧阻塞脊和里海高度脊是导致这两次寒潮的主要系统。研究还表明在寒潮爆发过程中,10～20天低频波动在40°N南北独立传播,南北波列耦合寒潮全面爆发;寒潮爆发后期低频波动引起我国东南部低空辐散异常、高空辐合异常,从而导致我国南部地区偏北风增强,使寒潮向南爆发程度和高空东亚急流明显加强。     

江西持续性暴雨的典型大尺度环流模型

利用1961—2010年共50 a的500 hPa欧亚地区历史天气图资料对江西省74次持续性暴雨天气过程的大尺度环流形势进行分析,并建立了江西省持续性暴雨天气的大尺度环流模型。结果表明,该模型中,欧亚中高纬的长波槽脊呈双阻塞高压型,两个阻塞高压分别位于乌拉尔山西侧和鄂霍茨克海西侧;我国东北地区有一低涡,且从该低涡中心至江西附近地区有一深厚低压槽(华北槽);西太平洋副热带高压位于低纬西太平洋地区,其脊线位于20 N附近,西脊点位于110 E附近,副热带高压北侧的584 dagpm线位置(115 E的纬度)位于27 N附近;华北槽后的干冷空气与副热带高压西北侧的暖湿气流持续交汇于江西地区,为持续性暴雨提供了有利于水汽输送和辐合抬升条件。500 hPa的历史天气图和NCEP资料均显示,该大尺度环流模型具有较好的普适性。     

初夏东亚阻塞形势下的高温天气分析

结合MICAPS2.0平台提供的数值产品和区域加密自动气象站观测信息,对2008年6月中下旬东北地区一次阻塞形势下的高温天气进行了分析.得出:大陆强盛暖空气持续北上,形成稳定的东亚阻塞高压是东北地区这次初夏持续高温天气产生的原因.     

1998年夏第二阶段梅雨期乌拉尔山阻塞形势的维持

１９９８年夏季长江流域发生了近５０年来最严重的洪水。洪水形成最直接、最主要的原因是梅雨异常。异常梅雨的形成与东亚夏季风偏弱及热带外环流持续异常有关，其中一个明显特征是乌拉尔山地区长时间维持阻塞形势。本文结合诊断分析和数值试验，从瞬变对基本流的强迫（大气内部强迫）及热带热源强迫（外源强迫）两方面，分析了与第二段梅雨相对应的乌拉尔长时间阻塞的维持机制。利用共轭敏感性分析方法，计算了最有利于乌拉尔阻塞发展和维持的敏感扰动，发现扰动的分布位置，刚好与观测到的，从东大西洋到欧洲区域的异常增强的瞬变活动区相重叠。Ｅ矢量及斜压线性静止波模式的诊断进一步表明，异常期间的增强瞬变活动有利于乌拉尔出现正高度异常。计算了持续异常期间的高空急流及大气加热场，发现北美到大西洋的高空急流及热带加热都出现明显异常。中期天气预报模式 ＩＡＰ Ｔ４２Ｌ９的集合预报试验表明，热带地区的加热异常，尤其是热带中西太平洋和大西洋的加热异常，有利于乌拉尔正高度异常的形成。最后，提出了一种热带异常热源驱动下，瞬变波与定常波双向相互作用的阻塞形成与自维持的可能机制。     

暴雨过程形成的天气气候条件分析

分析了嫩江、松花江流域降水异常偏多和暴雨频繁发生的天气气候条件.指出导致1998年嫩江、松花江流域发生特大洪水的环流特征是鄂霍茨克阻塞高压偏强、少动,形成长时间维持的阻塞形势;这种形势阻挡西部移来的低压槽,使东北冷涡停留在110～120°E不能东移.之所以会连续出现暴雨、大暴雨,归纳起来有以下天气特点:①亚洲中高纬度地区阻塞形势异常稳定;②长时间受东北冷涡控制;③西太平洋副热带高压短时间北进,且与东亚阻塞高压同位相叠加,位置适中;④盛夏影响北方的季风短时强盛     

2008年海南省长低温阴雨天气主要成因及其预报

利用ECMWF和MICAPS提供的常规观测资料,分析了海南省2008年1月24日至2月16日长低温阴雨天气过程期间的高低空环流特征,发现欧亚大陆阻塞形势稳定少变,西风带低槽活动频繁,同时西太平洋副热带高压较常年偏强及位置偏北,使大气环流形势异常稳定,是导致低温阴雨天气持续性的直接原因;低纬度南支低压槽活跃,偏南风将暖湿气流持续向海南省地区输送,使得冷、暖气流持续交汇于海南省地区,是造成此次低温阴雨天气过程的主要原因;另外,海南低空相对湿度大,850hPa水汽通量的变化及上升运动都对阴雨天气的维持有利。     

2015年初北极极端气旋对中国寒潮的影响

从北大西洋中高纬度进入北极的极端气旋会引起北极异常增暖,与中高纬度极端天气事件关系密切,危害极大。利用ERA-Interim再分析资料和中国地面气象站观测资料,探讨了2015年1—2月两个极端气旋（C1,C2）影响中国天气的物理过程和机制。结果表明:当极端气旋生成并北移,附近大气低层和高层均出现异常增暖,中高纬度大气环流表现为乌拉尔阻塞形势形成,极涡断裂,低压槽加深南压,我国发生寒潮天气;且极端气旋伴随的异常增暖加强Rossby波能量频散,使中高纬度的槽和脊发展。对比发现,C1和C2的生成地和路径均存在差异,相比于C2,C1生成纬度较高且路径偏东,对应低温寒潮天气范围更大,但强度比C2略弱。这些结果均表明,极端气旋的生成和移动是中国寒潮天气发生的重要原因之一。     

湖南雨凇与大气环流和海温因子的相关分析

雨凇是冬季影响湖南的一种主要气象灾害。对湖南雨凇与大气环流特征量、海温异常的相关性进行了分析。结果表明：亚洲区极涡面积和东亚槽位置对中国湖南雨凇天气影响极为重要。当欧亚纬向环流为低指数时,有利于中国湖南雨凇的形成;当东大西洋欧洲区阻塞高压面积指数为低指数和乌拉尔山区阻塞高压面积指数为高指数时,湖南多雨凇天气发生。冬季西太平洋副热带高压面积偏大、强度偏强、西脊点偏西不利于中国湖南雨凇发展。拉尼娜事件结束年同时为厄尔尼诺开始年的年份湖南雨凇最为严重,厄尔尼诺事件起始年湖南雨凇强度最轻。     

阻塞过程与环流持续异常

当大西洋上的天气系统受到具有急流分支(一支通过英国北部,另一支通过英国南部)为特征的阻塞型式阻挡其正常发展时,联合王国经常出现极端的天气.夏季,这种形势可导致持续一段时期的晴好天气(如1976年);冬季,一般会伴随出现严冬(如1986年2月).月时间尺度天气的可预报性很可能主要依赖于维持并稳定这种阻塞型式的物理机制.因此,最近在阻塞动力学方面的研究已进行了重大努力,提出了一些新理论.本文对这些新发展进行了检验.     

新疆阿勒泰地区一次强寒潮天气过程分析

利用Micaps常规实况图、EC客观分析场及T213 00时的物理量场,从寒潮冷空气的酝酿、堆积、爆发3个阶段分析了2009年2月11～13日新疆阿勒泰地区的一次强寒潮天气过程,重点分析强降温及降水原因。分析表明:此次强寒潮冷空气来自新地岛和泰米尔半岛的超极地强冷空气,强冷空气沿乌拉尔山脊前东北风带和北风带南下堆积到西西伯利亚上空。由于乌拉尔山脊西北部冷空气的侵袭,使该脊向东南跨,推动西西伯利亚强冷空气大举南下,从而造成这次强寒潮天气。形成强降水的原因是北方冷空气与南支槽东移北上的暖湿气流在该地区汇合,并配合动力条件和水汽条件共同造成的。     

青海东部一次区域性寒潮天气的成因分析

利用Micaps常规气象资料,从天气学角度对2015年4月1日青海省东部区域性寒潮天气过程的环流背景,影响系统及成因进行了分析。结果表明:此次寒潮天气过程主要是由乌拉尔山阻塞高压前部偏北气流引导极地冷空气南下在乌拉尔山东南部一带堆积,形成强大的冷高压;巴湖低涡分裂小槽东移南压,引导冷空气南下,在青海东部与南支槽叠加,促成了青海东部此次中到重度寒潮天气;乌拉尔山东南部地面冷高压分裂冷空气扩散南下,北路冷空气东灌进入青海东部河谷地区,与西路冷空气在青海东部地区锢囚,利于冷空气在青海东部维持;中低层强冷平流也是产生寒潮天气的触发机制;夜间辐射冷却加剧青海东部地面降温;新疆北部至河西走廊西部的中高层高空急流强盛,青海东部位于急流出口区右侧,利于高空动量下传,导致地面风速加大,另外地面冷锋后部气流下沉加压,也是导致地面出现大风的原因之一。