地形的动力作用与冷锋锋生研究

本文建立了一个考虑天气尺度水平变形场的二维、滞弹性、非静力平衡锋生模式，对冷锋过山时的锋生锋消机制进行了数值研究，试验结果表明:当无地形影响时，由于变形场的锋生作用与摩擦等因子的锋消作用相互抵消，冷锋最终达到其强度的准定常状态；当考虑地形影响时，地形强迫环流与锋面环流相互作用，使得锋面强度在山前和山后发生变化，在冷锋开始爬坡时锋生，爬过半山腰后开始锋消，过山顶后锋面强度变化不明显或者有微弱锋生，到达山脚后开始强烈锋生，并在地形下游其强度达到最大；总之，冷锋在翻越山脉或从高原移到平原之后，锋面发展的强度比冷锋不遇到地形时的更大。     

塔里木盆地地形锢囚锋的成因及与天气的关系

一、引言冷锋在移动过程中,遇到孤立的山脉时,由于地形影响而产生地形锢囚锋.我国的浙闽山地、祁连山等地区都能见到这种现象.国外,在高加索、阿尔卑斯山等地也能观测到类似的地形锢囚锋.但是,上述地区几种地形锢囚锋的形成主要是由于在冷锋遇到山脉时,受山脉阻挡,冷锋中段停滞,山脉两端冷锋受冷空气的推动绕山而     

高空急流加速与中低层锋生函数

以1983年4月28日影响江淮地区的冷锋天气过程为例，讨论了高空急流加速与锋生函数之间的关系。计算结果表明了在这次冷锋天气过程的前期，高空急流加速对对流层中层锋生具有重要贡献。而在这次冷锋天气过程的后期，低层锋生可能是由斜压波从基流中获得发展的能量而诱使低层锋生。     

低空西南急流与冷锋快速南移的关系

该文提出了冷锋的不连续传播是引起冷锋快速南移的直接原因的观点，即主冷锋南侧的锋生及其发展代替了主冷锋，在南方的锋生过程中，西南低空急流起了重要作用。     

地形上空边界层流中低层锋面结构的理论研究 I：冷锋、均匀地转流

文中利用一个包含地形、边界层摩擦作用的二层锋面简化模型 ,讨论了地形、边界层对冷锋锋面结构、环流的动力学影响作用问题。冷锋的倾斜主要与冷锋暖区的地转流分布、锋面移动速度、锋面与地形的相对位置有关。当冷锋位于迎风坡时 ,其坡度减小 ,位于背风坡时 ,其坡度增大。在静止冷锋存在两类不同的环流系 ,即位于大气低层、地面锋附近的反时针环流系和远离地面锋的顺时针环流系。静止冷锋位于背风坡 ,其冷域中的这支闭合环流增强 ,范围增大 ,而位于冷锋界面上的环流转向点沿锋面上移 ,暖域中沿锋面的暖空气运动范围变大。当静止冷锋位于迎风坡时 ,结果相反。冷锋移动较慢时 ,其冷域远离地面锋的这支顺时针环流主体可被地形完全阻塞在迎风坡。当静止冷锋移离地形时 ,由于地形作用可在锋面暖域、地形下游形成一个背风槽。地形对锋区的垂直运动影响主要通过地形与边界层共同作用 ,改变锋区流场辐合辐散的分布及地形强迫抬升两条途径实现。由于边界层摩擦的辐合作用 ,在地面冷锋的前缘可形成一支范围较窄、强度较大的上升运动带 ,当冷锋位于迎风坡时 ,其强度增强 ,当冷锋位于背风坡时 ,其强度减弱。当冷锋位于背风坡时 ,在暖区沿锋面上升的暖空气运动范围增大 ,可以出现沿锋面相间隔的多个上升区     

地形上空边界层流中低层锋面结构的理论研究Ⅰ:冷锋、均匀地转流

文中利用一个包含地形、边界层摩擦作用的二层锋面简化模型,讨论了地形、边界层对冷锋锋面结构、环流的动力学影响作用问题.冷锋的倾斜主要与冷锋暖区的地转流分布、锋面移动速度、锋面与地形的相对位置有关.当冷锋位于迎风坡时,其坡度减小,位于背风坡时,其坡度增大.在静止冷锋存在两类不同的环流系,即位于大气低层、地面锋附近的反时针环流系和远离地面锋的顺时针环流系.静止冷锋位于背风坡,其冷域中的这支闭合环流增强,范围增大,而位于冷锋界面上的环流转向点沿锋面上移,暖域中沿锋面的暖空气运动范围变大.当静止冷锋位于迎风坡时,结果相反.冷锋移动较慢时,其冷域远离地面锋的这支顺时针环流主体可被地形完全阻塞在迎风坡.当静止冷锋移离地形时,由于地形作用可在锋面暖域、地形下游形成一个背风槽.地形对锋区的垂直运动影响主要通过地形与边界层共同作用,改变锋区流场辐合辐散的分布及地形强迫抬升两条途径实现.由于边界层摩擦的辐合作用,在地面冷锋的前缘可形成一支范围较窄、强度较大的上升运动带,当冷锋位于迎风坡时,其强度增强,当冷锋位于背风坡时,其强度减弱.当冷锋位于背风坡时,在暖区沿锋面上升的暖空气运动范围增大,可以出现沿锋面相间隔的多个上升区.     

在一种寒潮情况下的水平温度场及冷锋构造

本文选择了一次大气物理过程比较简单的寒潮作为例子,讨论其温度场及冷锋的构造。事实看出,寒潮前沿的冷锋,在黄河流域时与在华南时,构造是不同的。本文对于锋的构造的改变进行了初步的讨论。再者,寒潮末期的高空温度场改变很大,作者试用锋生公式计算,结果指出,温度平流值的变化起着主导作用。     

一次冷锋后飑线的大振幅重力波特性分析

本文用较密集的观测资料分析江淮地区一次冷锋后的飑线过程。分析表明飑线的生成和发展与中尺度冷涌活动有关，它具有大振幅重力波的特征。重力波在传播过程中于大别山东侧形成边缘锋，边缘锋的传播更类似于沿岸Kelvin波，大振幅重力波在边界层特征更明显。这类被地形拦截的大振幅重力波是江淮地区冷锋后飑线的一种可能激发机制。     

4—6月中低纬系统迭加与锋面大(暴)雨预报

近年来不少个例分析已经指出,比较大的降水大都是两个或两个以上天气系统的相互作用或迭加现象所造成。在1975—1979年玉林地区的39次锋面大(暴)雨过程中,我们亦曾看到类似的重要事实,即在中纬度冷锋或冷空气南下影响时,低纬度都有静止锋(严格地说是准静止锋、下同)与之配合。大(暴)雨都出现在冷锋或冷空气南下与低纬静止锋迭加影响的时候,机率达到38/39次。反之,如果只有单一的冷锋自北南移影响我区,一般都很难出现大(暴)雨,机率也达22/23次。同样地,中纬没有冷空气南下,低纬的静止锋也将静止或北退,天气现象减弱。尤其需要指出的是:这些冷空气多数都不强,距离低纬静止锋往往还有二、三     

地形与双冷锋的锋生过程

本文利用半地转模式，讨论了双冷锋的锋生过程及其越过山脉的演变。结果显示，在变形场作用下，双冷锋在移行过程中会发生上层锋合并的现象。在锋生过程中，下层前一条冷锋加强远大于后一条，在上层则是后一条冷锋的加强远大于前一条。地形对双冷锋有重大影响，山的迎风坡对冷锋移行有阻挡作用，并削弱锋的强度，背风坡则加速锋的移行，并加强锋的强度。山对双冷锋的上层锋的合并有促进作用，并造成近地面锋区呈现鼻状突出；地形促使锋区垂直速度大大增大，并导致其产生跳跃式变化；地形对锋的影响限于下层锋区。     

乌鲁木齐冬季冷锋云带和锋下层积云的微物理结构及其降雪特征

本文根据1983年11月7日云物理专业考查飞机对乌鲁木齐冬季一次冷锋降水前期的云与降水微结构观测,进行了分析与研究,结果表明:在冷锋降雪初始阶段,云具有多层结构,锋上存在一条宽约5km的云带,估计云带中的上升气流大于0.8m·s~(-1),具有窄对流云带的某些特征。冰晶初始形成于温度为-17℃的锋上云带顶部。在锋上与锋下存在两个过冷水区,据此判断在冷锋降雪前期具有人工增雪条件。     

重庆暴雨的卫星云图特征和预报

气象卫星云图的应用已成为天气分析和预报决策的重要手段和依据。本文对重庆地区近年发生的区域暴雨(全市15个测站中有≥4站、日雨量≥25毫米)过程进行了极轨红外云图分析,按环流背景场不同得到重庆暴雨的天气系统云系有三大类和四种云型模式。 1 冷锋云系冷锋(包括静止锋)云系是来自中、高纬地区的大尺度云系,多与东亚地区夏季极锋急流扰动相联系,地面有明显冷空气活动,500hPa有西风低槽或低涡配合。冷锋云系是多层云系,一般为分布均匀的带状,有的为裂断的块状云团组成,     

2010年新疆北部暴雪异常的环流和水汽特征分析

2010年新疆北部地区暴雪异常偏多,降雪量和积雪深度记录突破历史极值。利用NCEP/NCAR 2.5°×2.5°再分析资料,对北疆暴雪时空分布特征进行了分析,并对2010年两种暴雪类型发生时的大气环流、水汽输送特征进行了合成分析。结果表明,北疆暴雪多发生在山区和迎风坡上,在暴雪形成过程中地形作用不容忽视;北疆暴雪的发生与极锋急流和副热带急流的位置、强度密切相关,两支急流的叠加和汇合是冷锋暴雪发生的主要大尺度环流形势,极锋急流在暖区暴雪中占主导地位;冷锋暴雪是由北方冷空气与西南暖湿气流汇合造成的,而暖区暴雪是北方南下的冷空气相对更冷而形成的冷暖汇合造成的;冷锋暴雪时地面高压呈西南—东北向,暴雪发生在强冷锋锋区内;暖区暴雪时地面高压呈西北—东南向,暴雪由冷锋前暖锋引发;新疆北部暴雪的水汽以接力的方式输送,伊朗副热带高压的强度和位置的变化对暴雪的水汽输送起决定性作用。     

一次急行冷锋与付高同步西伸所造成的大、暴雨分析

造成前汛期河池地区大暴雨的主要天气系统有锋面(冷锋、静止锋)低涡、低槽、切变线、低空急流及台风等。诸类暴雨中以锋面类为主。因此河池地区前汛期暴雨预报十分强调锋面的影响。但急行冷锋(强冷锋)由于坡度大、移速快,在其南下时往往一扫而过,常无大的降水发生,因此,在预报中急行冷锋下造成的大、暴雨往往被漏掉。 我们在普查1967年以来前汛期急行冷锋10例中发现:急行冷锋下,河池地区产生局部暴雨的有3例,占30％;全区性的大暴雨有3例,也占30％。分析其原因发现:在与锋     

一次强寒潮天气过程若干物理机制分析

本文通过对一次引起我国南方强降温寒潮个例的若干物理机制分析，证实这类过程与冷锋南移加强有关，取偏西路径南下的寒潮冷锋，如锋前在长江中上游地区有强锋生场形成，冷锋将急速南移加强，导致南方产生强降温；若江南出现强低空西南急流，还可产生较大范围的雨雪天气。     

华南锋前增压问题的讨论

一、问题的提出1.从一次预报失败谈起。1979年4月中旬初,北方有一股相当强的冷空气南下,4月11日08时冷高压强度达到1053毫巴,这在4月中旬是少见的,所以有不少台站发播了降温消息。但是,当冷锋南移到长江流域时,付高突然北抬西伸,江南地区出现了大片的正24小时变压,冷空气主力转向偏东,对华南影响不大,造成了这次预报的失败。2.类似的问题在海面强风预报中也经常碰到。当冷锋移到江南,锋前出现明显增压时,虽然达到强风预报指标,但出现的实况往往是偏小的。同样的问题还出现在锋面移速的预报中,锋前增压出现时,冷锋移动速度减慢,导致短期天气预报的失败,而有时又出现锋面移速的加快,冷锋南移锋消,冷空气扩散南下。所以,探讨锋前增压的问题,没法搞清它的原因,对做好天气预报是有益的。     

华南冷锋活动过程中冷空气的一种补充来源

本文应用华南前汛期暴雨试验广东加密区的地面观测资料进行中尺度分析,发现暖区雨团出现的冷空气在冷锋来临时,可以并入锋后冷空气中,成为冷空气新的补充来源,从而加强这段冷锋的强度,在这段有所加强的冷锋前方,触发暴雨的作用可能更强,发生     

东亚春季强冷锋结构及其动力学诊断研究 II. 动力学诊断研究

在本文第I部分对东亚春季强冷锋结构进行分析的基础上，第II部分对该锋面的增强过程作了动力学诊断的研究。通过研究发现:(1)从27日08时至28日20时（北京时，下同），该冷锋处于加强阶段，锋生函数的计算显示，最大锋生区出现在对流层中层，各项的量级相同，但以倾斜项的数值为大；(2)在锋生区的南侧发现有很明显的条件对称不稳定（CSI）区域，这有利于倾斜的对流上升运动的发展，提供了一个较好的强对流系统发展的环境，对冷锋中尺度雨带的形成，CSI的激发可能有重要的作用，然而东亚春季强冷锋的CSI与北美“典型”的CSI有较明显的不同；(3)本例与Hoskins-Bretherton（HB）的理论模型所进行的比较表明，HB模型的结果可说明实际观测到的锋区的基本特征。然而，理论模型中，可能由于采用半地转假设所限，对锋后的一支下沉气流描写较弱，而这支气流对强烈天气的发展可能有重要意义。     

变性台风“麦德姆”(1410)环流中的锋生现象及其对降水的影响

利用中国气象局热带气旋年鉴、FY-2D（0.1°×0.1°）云顶亮温、逐时自动气象站降雨量、常规观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,运用锋生函数对台风“麦德姆”（Matmo,1410）影响辽东半岛和山东半岛期间的降水特征进行了诊断分析。结果表明：1）Matmo影响辽东半岛和山东半岛期间,其低压环流与西风带高空槽相互作用,在其西侧和东北侧分别有冷锋和暖锋锋生,两条锋带均向东移。强锋生区首先在低层生成,随后尽管高空锋区向下延伸,但并未与低层冷锋重合,低层冷锋锋生强度减弱。2）山东半岛和辽东半岛的降水均发生在台风低压环流的锋生过程中,但山东半岛的降水明显多于辽东半岛。这与锋生强度密切相关,辽东半岛的锋生强度和垂直运动较山东半岛明显偏弱。3）强降水与台风环流内冷、暖平流活动密切相关,冷暖平流交汇之处对强降水有较好的示踪作用。山东半岛始终处于冷暖平流交汇处,其西侧斜压不稳定加强,上升运动发展,强降水出现在冷锋带上暖平流区内;而辽东半岛由冷平流转为暖平流时,对流运动向其东北方向发展,强降水位于辽东半岛东北部。     

东亚春季强冷锋结构及其动力学诊断研究 I. 东亚春季强冷锋结构

本文利用常规探空资料和华东中尺度试验的部分资料，对1983年春季一次快速南下，并在江淮地区产生大范围强对流天气的冷锋进行了三维结构的分析。通过研究发现，这次冷锋过程主要有以下特征: （1） 与冷锋相对应的高空槽前存在一支下沉（DVM）气流；（2）有一强的辐合区出现在对流层中层，锋前上升运动的最大值也出现在对流层中层；（3）比较强的锋生过程主要集中于对流层中下层；（4）存在一支明显的热力直接环流（TDC），即暖湿空气沿冷锋倾斜上升；（5）在冷锋后存在一支较强的下沉气流（DVM），这支DVM对冷锋逆温层（或等温层）的形成可能有重要作用。并将此次东亚春季强冷锋个例与小仓义光（Ogura）等分析的北美春季冷锋（SESAME）个例作了对比，发现此次冷锋个例中，锋区的温度密集区主要在对流层中层，而北美SESAME个例温度密集区主要在对流层低层。这可能是由于东亚高空急流较强，动力强迫而引发锋生所致。