新疆北部冬季暖区大降雪过程中尺度云团特征分析

利用1997-2006年深秋到冬季新疆阿勒泰地区出现的17次暖区大降雪天气过程的卫星云图资料、常规观测资料和地面降雪量资料,并选取其中3次典型的暖区大降雪过程,对暖区大降雪天气过程的中尺度云团演变特征进行了详细分析,进一步揭示暖区大降雪天气的成因。结果表明:500 hPa极涡是造成新疆北部阿勒泰地区暖区大降雪过程的天气尺度影响系统,极涡中心南部或东南部分裂出的中尺度短波是造成暖区大降雪天气的直接影响系统;TBB≤-60℃的中-β和中-α尺度系统云团是造成暖区大降雪天气的主要系统。暖区大降雪的TBB≤-60℃的中-β和中-α尺度系统云团是在绕极涡移动的高空锋区短波槽前和暖平流输送区形成,并位于极涡中心南部或东南部的低层到高层强锋区中,在随着天气尺度云系移动的同时,绕极涡中心逆时针旋转,移速缓慢或稳定少动,移动中逐渐加强或合并,其多表现为椭圆形或圆形,暖区大降雪发生在TBB≤-60℃的中-β和中-α尺度云团边缘TBB等值线梯度最大处。中-β和中-α尺度云团面积越大、生命史越长,造成的暖区大降雪范围就越大、强度也越强;TBB≤-60℃的中-β和中-α尺度云团在阿勒泰地区上空维持数小时可造成阿勒泰地区暖区大降雪天气。     

T639模式对新疆北部暖区强降雪过程的预报效果检验

利用T639模式降水产品资料,对2009—2014年11月至次年3月新疆北部阿勒泰地区15次暖区强降雪过程中的预报效果进行了分析与检验。结果表明:T639模式对阿勒泰地区暴雪的预报性能好于大雪,其中12—24 h预报准确率最高,而60 h预报准确率随时效延长而降低,漏报率随时效延长无明显的变化规律,空报率在60 h时效内随时效延长而明显升高,且明显高于漏报率;相对于暖区强降雪发生频率较低的站,暖区强降雪发生频率较高的站其大(暴)雪预报准确率较高;T639模式在暖区强降雪预报中存在明显的系统性偏大,48 h预报时效内T639模式降水预报产品在该区暖区强降雪中具有一定的参考价值;T639模式降水产品对短波低槽型暖区强降雪的预报能力较差,而对低涡型暖区强降雪的预报能力较好;造成该模式降水产品在阿勒泰地区预报效果不同的重要原因是其对水汽通量散度和垂直速度的预报存在误差。     

2011年山西省一次连续性降雪过程成因分析

利用NCEP/NCAR(1°×1°)逐日6h再分析资料和常规观测资料,分析了2011年2月25-28日山西的一次连续降雪天气过程.结果发现:此次降雪过程经历了3个阶段,分别是2月25日的倒槽冷锋降雪阶段,26-27日的回流降雪阶段,28日的低空切变降雪阶段.过程涵盖了华北地区大到暴雪的3个类型,分别是倒槽冷锋类、回流类、低空切变线类.25-27日的降雪属东路冷空气影响,28日的降雪则由西北路径冷空气影响所致.暴雪过程有不同的影响系统,26日的暴雪天气是850 hPa东北急流、700 hPa西南急流及暖切变和边界层切变线共同作用的结果,28日的暴雪天气则是500 hPa西北冷平流和西南暖平流导致的地面锋生以及700 hPa暖切变共同作用的结果,条件性对称不稳定是28日降雪维持的机理对于低空切变类暴雪天气,对流层中层湿核的出现与消失对降雪的开始和结束有较好的指示意义;对于回流类暴雪天气,低层回流对降雪起到了冷垫作用,低空东北急流、西南急流的建立使降雪增幅.26日受东路冷空气影响的回流降雪,从形势特征和高低空配置的完整性分析,预报员相对容易预报暴雪的落区和强度28日在西北路径冷空气影响下产生的暴雪天气是一个预报难点,对这类天气的预报需关注暖湿空气的活动及其维持机制,假相当位温低谷期的开始对降雪的预报有12～24 h的提前量.     

T639模式在新疆北部暖区强降雪中的预报检验

基于T639模式,针对2009~2014年11月至次年3月发生在新疆北部的13场暖区强降雪天气过程的72 h内预报效果进行统计学和天气学检验分析,建立该模式在新疆北部暖区强降雪天气中的应用模型。结果表明,T639模式对72 h内北疆暖区强降雪天气形势场和对流层低层比湿、水汽通量以及对流层中低层涡度的预报误差较小,精度较高,尤其是48 h内。天气学检验表明,该模式对48h预报时效内850 h Pa水汽通量散度、相对湿度、散度及对流层中低层温度露点差和垂直速度的预报一致性较好,对新疆北部暖区强降雪预报具有较好的指示意义。     

阿勒泰地区一次暴雪天气过程分析

对阿勒泰地区2003年1月15～20日大范围的暴雪天气过程作了分析，从环流形势、水汽条件、动力条件等方面阐明了形成大范围大降雪的有利条件。并指出高低空急流在本次暴雪过程中的重要作用以及卫星云图对天气系统的识别和监测作用，最后，通过对比分析表明T213，产品对阿勒泰地区大范围大降雪的预报能力较强，有很好的参考价值。     

诊断分析技术在山西强降雪预报中的应用

利用常规探测资料和诊断分析方法,对2009年11月9 12日山西大范围持续强降雪天气过程进行了综合分析。结果表明:(1)500 hPa阻塞形势和低空低涡切变线稳定维持,700 hPa西南急流、850 hPa偏东急流、850 hPa和925 hPa强偏东北气流等三支强气流稳定维持,地面回流形势与河套倒槽共同强烈发展并稳定维持,是造成此次大范围持续强降雪的重要原因。(2)强降雪出现前,低层中纬度持续有暖湿空气向山西地区输送,暖湿中心强度持续增强;从其水平结构变化看,可将此次过程分为锢囚降雪、回流降雪、暖倒槽降雪和持续降温四个阶段,各个阶段降雪特点不同。(3)强降雪区上空垂直热力结构为上冷、中暖、下冷,低层冷平流强度为普通暴雪的3倍;对流层中低层持续存在对流性不稳定,不稳定区内存在空气辐散,且持续有暖湿平流输入,导致对流性不稳定及其降水不断增强。(4)此次强降雪天气过程中,山西上空大气可降水量累计达到35~88 mm;随着低层和近地层风场的加强和辐合,大气可降水量不断增加,强降雪也呈现持续增加的趋势。(5)强降雪前及整个强降雪期间,强降雪区上空300 hPa以下为水汽散度通量正值区,其强度在500~600 hPa达到最强,且强度为普通暴雪的6倍,而高层和低层均存在弱的辐散。     

新疆北部暖区强降雪中尺度环境与落区分析

利用常规气象观测资料、ECMWF、T639(1°×1°)再分析资料和FY-2C卫星云图资料,对2003—2013年11月至次年3月新疆北部出现26次12 h暖区强降雪天气过程的中尺度环境场特征和降雪落区进行了分析。结果表明:强降雪产生在极涡型和短波低槽型两种环流形势下,强降雪区位于低槽前部,低空急流出口区前侧辐合区和高空急流入口区右侧辐散区以及700 hPa和850 hPa辐合线和暖切变线东部、北部及干线东南部,地面辐合线附近减压升温的重叠区域内。强降雪区上空,对流层整层为80%高湿区;500 hPa以下具有不稳定层结、风垂直切变大、斜压性强;700hPa辐合线和850 hPa暖切变线及干线、地面干线及辐合线易触发不稳定能量的释放,从而为暴雪的产生提供水汽、热力和动力条件。暖区强降雪主要发生在中尺度冷云团开始缓慢减弱东移的前部及云顶亮温TBB梯度最大区域的前部。通过上述分析总结出暖区强降雪落区三维空间配置模型。     

2002年12月25～28日河南低温天气过程分析

对 2 0 0 2年 12月下旬河南低温冻害天气分析结果表明 :前期强冷空气影响及大范围降雪 ,造成了前期气温偏低 ,为低温天气产生提供了有利条件 ;地面积雪时间长、高空强冷平流补充南下与晴空辐射降温是形成此次低温冷害的主要原因 ;5 0 0、70 0hPa脊前偏北气流引导近地面冷高压东南移并持续控制河南是造成晴空辐射冷却的主要天气系统 ;空气湿度小 ,有利于夜间降温。数值预报对最低气温的预报有一定指示意义 :当日本 782和欧洲中心 85 0hPa的温度预报 <- 8℃ ,同时 2 4h地面变压预报值≤ 3hPa时 ,第二天凌晨可能会出现 - 10℃以下的低温     

新疆北部持续暖区暴雪过程动力特征分析

利用常规观测、地面自动气象站逐小时观测及NCEP/NCAR逐日4次1°×1°再分析等资料，对比分析2016年11月中旬新疆北部暖区暴雪过程中两个强降雪中心裕民与青河物理量特征，重点讨论暴雪的动力耦合机制，结果表明：此次强降雪为典型暖区暴雪的天气系统配置，500 hPa新疆北部在西伯利亚低涡底部强锋区内，700hPa和850hPa有偏西低空急流和切变线，新疆北部受地面暖低压控制。上升运动和垂直螺旋度主要集中在700hPa以下，低层辐合、中层辐散是上升运动的动力维持机制。两种情况下可使上升运动增强，降雪强度增大：一是当垂直螺旋度呈“上负下正”结构、垂直螺旋度的绝对值增大时；二是当暴雪区上空湿位涡MPV1呈“上正下负”、MPV2＜0，且θse密集陡立带向暖区倾斜、垂直涡度增长时。涡度对上升运动的发展亦有正贡献。     

新疆北部地区一次特大暴雪天气诊断分析

使用NCAR再分析资料,对新疆北部阿勒泰地区2000.11.20-24特大暴雪天气进行诊断分析,结果表明:500hPa极涡、贝加尔湖后部的东南气流、850hPa暖切变以及地面气旋的共同作用是产生新疆北部阿勒泰地区2000.11.20-24特大暴雪天气过程的环流背景条件。特大暴雪天气发生在较强的能量锋区、高湿区和水汽通量辐合区内。特大暴雪天气发生时,在阿勒泰地区上空形成一个由低层到高层强盛的动力性纬向垂直环流圈,为冷暖气流共同作用提供了持续不断的动力条件。正涡度的输送,使得阿勒泰地区上空的低值系统和锋区得以维持和加强。高空急流加强了特大暴雪天气的上升运动;低空偏南急流将巴尔喀什湖以南的高温高湿的不稳定大气源源不断地输送到阿勒泰地区上空,为特大暴雪天气提供了热力、水汽和不稳定能量的条件。     

WRF模式对一次河西暴雪的数值模拟分析

利用NCEP再分析资料,使用WRF模式模拟了2005年3月14~15日出现在甘肃河西西部(祁连山西段北坡)的一次暴雪天气过程。结果表明:WRF模式能较好地模拟出暴雪的区域,对这种中尺度天气系统具有良好的预报能力。在这次暴雪过程中,地面冷锋、低空风场切变线,以及与高空强锋区相对应的高空急流的合理配置加强了暴雪区的垂直环流的发展,使降雪区对流发展;出现暴雪时最大辐合层在600 hPa附近,500 hPa以上表现为一个深厚的辐散层。随着强降雪的开始,降雪区近地面层由辐合变为辐散,反映出由于能量释放,降雪的影响系统开始逐渐消亡;在降雪过程中始终伴随着中小尺度特征的强烈的垂直上升运动,最大上升速度层在500~400 hPa之间;降雪的水汽来源于西风气流,水汽输送在600 hPa最强。600 hPa的强水汽输送和强辐合保证了产生强降雪必需的水汽条件。     

金华近60年大雪气候特征分析及概念模型

通过对1953—2012年金华地区60年66次大雪天气过程的气候特征、环流形势、中低层天气尺度系统等进行统计分析,得出:金华市大雪发生的频次在时间尺度上主要为准7年的周期振荡;大雪天气产生期间阻塞高压、中低纬锋区异常强盛,当南支槽与中高纬度转竖的横槽耦合叠加时,有利于形成大范围降雪天气;700hPa温度0℃线基本上都要南压到28°N或以南地区,850hPa温度0℃要南压到29°N以南;地面温度≤2℃,1000hPa温度0℃,925~850hPa温度≤-3℃,700hPa温度0℃,对流层中低层存在逆温;通过分析得出大雪短期预报的着眼点后,建立了金华市大雪预报概念模型与预报思路。     

内蒙古东北部一次致灾大到暴雪天气分析

应用基本观测资料及NCEP再分析资料,对一次漏报的内蒙古东北地区致灾大到暴雪天气进行了诊断分析。结果表明:本次大暴雪天气过程与内蒙古大雪、暴雪天气学概念模型有所不同,没有强劲的水汽输送建立,垂直上升运动大值区集中在850～500 hPa层,强降雪呈现时间短、强度大、范围小、灾害严重的中尺度特点。这次过程中,850 hPa有很强的暖平流配合500 hPa西南气流中弱冷平流,对流层中低层温度平流随高度减小,有利于对流层中低层的不稳定层结的建立;地面副冷锋与气旋合并加强,850 hPa中尺度低涡强烈发展,加强了对流层低层的辐合上升运动,触发不稳定能量释放是强降雪形成的主要原因。边界层"冷垫"作用对强降雪有一定的增幅。     

北京一次冬季回流暴雪天气过程的数值分析

回流天气是华北地区冬、春、秋季节产生降雨（雪）的主要天气类型,预报员常常因对回流天气系统结构特征认识不足和诊断失误而导致预报的失败,是降雨（雪）预报的难点和重点。利用北京地区高分辨率快速循环同化中尺度数值预报系统（BJ-RUC）对2010年1月2—3日一次典型的回流暴雪天气过程进行模拟,分析数值模式的模拟能力,研究各层主要影响系统结构特征及形成暴雪的关键性条件,探讨典型回流暴雪天气过程的形成机理。主要结论为：数值模式对此次暴雪过程的近地面回流冷空气、中低层低值系统及变化特征、主要降雪时段和降雪量模拟效果较好,对降雪落区的模拟存在一定偏差。低层回流偏东风遇到地形后引起垂直运动主要在低层800 hPa以下,所产生的降雪量不大,而其与上游850～700 hPa低涡系统发展东移其前部的上升运动汇合所形成的大范围、深厚、强烈的上升运动是产生明显降雪的关键性条件。上游低涡系统前部西南暖湿气流相对应的大湿度区移近是产生较强降雪的重要条件。持续的低层回流冷空气湿度较大,对于低层大气起到水汽输送的作用。回流冷空气使低层大气维持长时间的水汽输送并与其上层东移的大湿度区相结合,增加湿层厚度,有利于降雪持续而形成较强降雪。降雪开始时间和降雪强度的变化与对流层中下转偏南风的时间和偏南风风速增大有关。     

2008年1月18-22日南阳市强降雪过程诊断分析

利用NCEP再分析资料,从大尺度环流背景、影响系统、水汽条件、动力条件等方面对2008年1月18-22日南阳市出现的强降雪天气过程进行了诊断分析.结果表明:欧亚地区持续稳定的大气环流异常为雨雪天气提供了大的环流背景;中低层切变线和西南风急流是强降雪的主要影响系统.在降雪集中时段,水汽输送带与700 hPa急流相对应,西南急流为强降雪提供了充分的水汽输送和能量.700 hPa的正涡度大值区的演变与该层西南急流区有很好的对应关系,且正涡度大值区位于急流轴的左侧.正涡度核的生成和强烈的垂直上升运动为强降雪提供了动力条件.在整个降雪过程中,ζMPV1的大小变化与降雪的强弱变化一致,强降雪落区与|ζMPV2＜0|的大值带有很好的对应关系.湿位涡的斜压项证明了大气的湿斜压性很强,等压面上的温度梯度较大,对强降温和水汽输送较为有利.     

新疆一次超极地寒潮天气分析

利用常规天气资料、美国NCEP/NCAR 1°×1°网格点逐6h再分析资料,运用天气学原理,对2012年1月16～21日新疆冬季一次超极地路径寒潮天气过程进行分析和总结。结果表明：本次过程是一次极地冷空气向南爆发影响新疆的寒潮天气,属于乌拉尔山脊类里咸海长脊型;寒潮发生在极涡偏在东北半球,超长波为三波的大背景下。过程期间欧亚范围维持两槽一脊的经向环流,欧洲与西伯利亚地区均为深厚的低压系统,里咸海长脊与乌拉尔山脊同位相叠加形成经向度超过35个纬距的暖性闭合高压,即乌拉尔山阻塞高压。随着乌拉尔山阻高不断向东南方向衰退,脊前强的北风带推动西西伯利亚横槽转竖南压引导极地冷空气向南爆发造成新疆大范围的寒潮天气。寒潮天气入侵新疆前后海平面气压中心强度分别为1047.5hPa和1071hPa。强的冷平流是气温骤降的主要原因。中高层偏西急流与近地面风场辐合形成的垂直环流为降雪提供必要的动力条件。降雪过程中,南北疆中低层增湿明显。北疆降雪水汽来源于咸海和巴湖,寒潮爆发后降雪成因归结于强的冷平流在动力作用下的冷凝降雪。数值预报性能检验来看,500hPa高度场预报ECWMF较T639精准且稳定性高,气压场和850hPa温度场预报T639优于ECWMF。     

ECMWF细网格模式在北疆降雪预报中的统计检验

采用ECMWF细网格模式产品,对发生在北疆2015年1月—2017年4月共20场降雪天气过程进行统计学检验。结果表明,48 h预报时效内ECMWF细网格模式对形势场、850h Pa比湿、对流层位涡及对流层低层u、v风场预报误差较小,精度较高;对流层中低层垂直速度和相对湿度及300 hPa u、v风场的系统性误差较小,随机误差相对较大,并建立了ECMWF细网格模式48 h预报时效内在北疆降雪天气预报中的应用模型;模式对新疆北部暖区降雪的各量级预报随时效的延长准确率并非减小,尤其是中雪;72 h预报时效内,模式对12 h累计降雪量为小雪和中雪的预报相对较稳定,强降雪的误差较大,随时效的延长并非呈增大的趋势;在预报业务中注意订正应用。     

咸宁市一次雨淞天气与一次暴雪天气的比较分析

使用汉口历史探空资料以及有关常规天气图资料,对1969年2月中下旬和1984年1月中旬发生在鄂东的一次雨凇天气与一次暴雪天气过程进行了比较分析。结果表明：这两次天气过程发生前,在500hPa贝加尔湖附近有一横槽,槽前有冷涡;中低纬地区均有一南支槽,在中低层降雨(雪)落区附近有冷空气楔和逆温层存在;不同的是,降雪天气气温整层处在0℃线以下,而雨淞天气发生前850hPa附近有0℃以上的暖层。     

2011年1月九江地区暴雪过程的流场特征及强回波成因分析

利用九江、南昌多普勒天气雷达资料和常规气象观测资料及0.5°×0.5°的NCEP再分析资料,对2011年1月19-20日九江地区的暴雪天气过程进行了分析.结果表明:南支槽前强盛的西南暖湿气流沿低层东北冷回流在长江流域形成的冷垫爬升是暴雪产生的动力机制;高低空急流的耦合作用形成次级环流,700 hPa以上正涡度平流和低层暖平流表明天气尺度上升运动较强;700 hPa等θ se线密集,表明锋区稳定维持.低层暖平流,中下层风速加强,急流中心降低,预示降雪回波将发展;低层暖平流结构转为冷平流漉场结构,预示降雪减弱.分析表明,本次过程没有强雷暴影响,回波异常增强不是由大水滴和霰雹等固态水凝物粒子造成,雪花下降经过0℃以上的暖层时表面融化,使雪花外裹了一薄层水膜,产生类似于大水滴的等同效果,从而出现了雷达图上反射率因子异常增强的现象;同时,中下层强的上升运动和凝结潜热释放的反馈机制可导致局部较强的反射率因子而产生强降雪.     

2022 年初冬伊犁河谷一次极端暴雪过程诊断分析

为了更全面地伊犁河谷极端暴雪发生发展的机制,利用常规探空和地面观测资料、FY-2H长波辐射资料(Outgoing Long-wave Radiation,OLR)和NCEP/NCAR１°×１°再分析资料,采用天气动力学分析方法对2022年11月22日-24日出现在伊犁河谷极端暴雪过程的成因和动力结构演变特征进行分析,结果表明:(1)此次降雪为强锋区降雪,锋区内不断有短波东移,是暴雪发生的大尺度环流背景；300hPa极锋急流、500hPa强锋区、700hPa强偏西急流的流场配置起至关重要作用。(2)低层冷空气入侵,迫使暖湿空气抬升、气温下降,形成了下冷上暖的强逆温层结,而导致降水相态转变。降雪持续时间长,导致强降雪发生。(3)低层偏西急流把水汽输送到暴雪区,并在暴雪区上方产生强的水汽辐合中心,为本次暴雪提供了有利的水汽条件。散度场对大暴雪的发生有较好的先兆意义,双辐合-辐散结构的散度场特征可以作为预报降雪加大的指标。(4)暴雪过程发生时大气处于对流稳定状态,但存在对称不稳定能量的释放。(5)OLR特征分析表明OLR３ｈ平均值与３ｈ降雪量存在明显的负相关关系。