乌鲁木齐典型暴雪天气机理及成因分析

利用常规地面、高空观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析和FY卫星资料,针对乌鲁木齐1990年以来的3场典型暴雪天气,从高低空环流和天气系统配置、不稳定条件、水汽、动力及黑体亮温（TBB）变化等方面综合对比分析暴雪成因。结果表明：（1） 3场暴雪均发生在欧洲高压脊东南衰退,推动西西伯利亚低槽东移南下,与中纬度短波槽结合的环流形势下,高低空系统呈“后倾槽”结构,乌鲁木齐处在925~600 hPa西北急流与600~200 hPa强西南急流叠置区,且天山山脉的地形强迫抬升有利于暴雪的维持和加强。（2） 暴雪前850~700 hPa均有东南风存在,微差平流作用有利于平流逆温生成和加强,使得能量不断积聚,后期冷空气进入,冷锋锋生,层结不稳定发展,为暴雪天气提供热力条件,东南风和平流逆温维持时间越长,储存能量越多,降雪越强。（3） 暴雪区存在西南和偏西2条水汽输送通道,中层水汽输送对乌鲁木齐暴雪至关重要,850~600 hPa存在较强的水汽辐合,且700 hPa最强。水汽输送、辐合强度及持续时间共同决定暴雪强度。（4） TBB与降雪强弱有一定的对应关系,TBB越低,云顶高度越高,中尺度云团发展越旺盛,降雪越强,降雪前TBB（云顶高度）的第一次迅速降低（升高）预示降雪开始,降雪过程中TBB降低对应降雪强度增强,且TBB降幅越大、低TBB值维持时间越长,降雪越强。     

云南红河一次冬季大暴雨天气过程分析

利用高空常规气象观测资料、NCEP/NCAR逐6 h 2.5°×2.5°再分析资料、葵花-8红外云图、自动气象站观测数据,对2019年1月7～9日孟加拉湾热带风暴"帕布"影响云南省期间造成红河州暴雨天气过程的大气环流背景、水汽条件、动力条件、大气不稳定层结等进行分析。结果表明:这是一次由孟加拉湾风暴远距离影响造成的冬季大暴雨天气事件;南支槽前的西南气流能把孟加拉湾风暴产生的云和水汽输送到云南省红河州上空;700 hPa西南低空急流为此次天气过程提供了充沛的水汽供应;高低空急流耦合为水汽的垂直输送提供了良好的动力抬升条件;地形作用和对称不稳定是造成此次冬季暴雨天气过程的触发机制。     

中天山北坡春季寒潮型暴雪致灾成因分析

采用NCEP逐日4次1°×1°再分析资料和Micaps常规观测等资料,对2011年4月发生在中天山北坡乌鲁木齐地区寒潮型暴雪过程的致灾天气学成因进行综合分析,着重讨论了强降雪发生所具备的水汽条件、高低空急流等动力耦合机制及温度平流条件。结果表明:在稳定的环流背景下,春季500 h Pa西西伯利亚低槽位置南伸至35°N,使得冷暖空气活跃交绥造成中低层大气斜压性增强,加之天山准静止锋的长时间停滞维持,致使中天山北坡受强锋区的控制而形成持续性雨雪天气。深厚的湿层和持续的水汽辐合为暴雪的产生提供了丰沛的水汽条件;高低空急流配置及正涡度大值区由低层向对流层中层发展,有利于高层气流抽吸辐散、中低层暖湿气流辐合和上升运动的增强,为强降雪天气提供了动力条件;强降雪落区与湿位涡有较好的对应关系。冷暖平流稳定对峙加之低层冷平流侵入之强是造成暴雪持续、增幅和剧烈降温的重要原因之一。     

一次东北冷涡暴雨的水汽输送特征和位涡分析

通过对2010年7月27~29日吉林省一次较大范围的冷涡暴雨、大暴雨过程进行诊断分析,建立了此类暴雨的天气概念模型：200 hPa呈现“两脊一槽”型,高空急流呈辐散状位于吉林省上空,急流中心最大风速≥60 m/s;500 hPa东北冷涡强烈发展,鄂海阻高稳定维持是此次强降水发生的重要天气系统,中心最大风速≥20 m/s的偏西风急流带横穿吉林省中部;850 hPa风速≥12 m/s的3条急流带在吉林省中东部地区交汇,形成低层辐合、高层辐散的气旋性涡度柱,较强的垂直上升气柱一直向上伸展到500 hPa附近,极有利于对流的发展和强降水的维持。通过计算整层水汽通量与吉林省逐6 h平均降水量的相关矢量场,结果表明：偏西、偏南及偏北3条水汽通道在吉林省中南部汇集是此次强降水发生的重要条件,暴雨落区与整层水汽通量汇合区密切相关,水汽输送以经向(南北方)水汽流入为主。暴雨期间具有较好的动力、热力及能量条件,特别是湿对流有效位能明显偏强,强降水出现在对流有效位能 (CAPE)值由极大值开始下降的过程中。干侵入是激发冷涡发生、发展的动力条件之一,≥1 PVU(位涡单位)的高位涡舌在下降的过程中,同时南移,与中部地区强降水落区自北向南移动相吻合。     

天山北麓两次暴雪天气对比分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°（美国气象环境预报中心—NCEP和美国国家大气研究中心—NCAR）再分析资料、全球同化系统(GDAS)数据、引入基于拉格朗日方法的气流轨迹模式（HYSPLIT_v4.9）、FY-2E卫星资料、多普勒雷达产品,对2014年2月和2016年3月天山北麓的两次暴雪天气过程进行了诊断分析。结果表明：两次暴雪过程的降雪落区均是出现在500 hPa槽前、低层切变或辐合区、高层辐散区、温度平流梯度在垂直方向大值区、相当黑体亮度温度(TBB)中心边缘的梯度较大处重叠区域。通过诊断发现,2016年暴雪天气的暴雪区上空有类似于暴雨过程的湿对称不稳定存在,使得大气潜在不稳定能量较大,为暴雪提供了不稳定机制。而在2014年暴雪天气中没有发现湿对称不稳定,说明条件对称不稳定并不是造成暴雪的唯一原因,还可能受别的不稳定机制或动力因子、热力因子影响,但其对单位时间内降雪强度有明显的增幅作用。分析雷达回波特征的演变发现,雷达回波中心的强度、持续时间、范围与强降雪中心的变化一致。     

近20 a塔城地区暖区暴雪环流分型及成因分析

选用2000—2019年11月—次年3月塔城地区7个国家气象观测站逐日降水、温度、常规地面和高空观测资料、美国国家环境预报中心（NCEP）再分析资料,确定近20 a塔城地区暖区暴雪天气过程并进行分析。结果表明：（1） 塔城地区暖区暴雪发生于塔额盆地的塔城站、裕民站和额敏站,塔城站出现频次最多;时间分布上,11月和12月出现暖区暴雪的频次最高,且主要集中在11月中旬—12月上旬,1月次之,2月最少。（2） 塔城地区暖区暴雪分为3类：低槽前部型、横槽底部型和西北急流型,地面低压为西方和西北路径。低槽前部型是最典型的暖区暴雪形势,主要出现在11月—12月上旬,发生在西西伯利亚低槽前部锋区与南支中纬度短波槽汇合区,地面低压为西北路径;横槽底部型主要出现在11月—次年1月,发生在极锋锋区底部偏西气流和中纬度暖湿西南气流汇合的强锋区中,地面低压为西方路径;西北急流型主要出现在11—12月,发生在极锋锋区西北气流中,地面低压为西北路径。（3） 500~300 hPa强西北或偏西急流、700 hPa偏西低空急流、850 hPa暖式切变的叠置区与暖区暴雪落区一致,低槽前部型和西北急流型为锋前暖区产生暴雪,横槽底部型为低压右前部暖锋锋生产生暴雪。（4） 低槽前部型和横槽底部型的水汽均为偏西路径,来自地中海、阿拉伯海的水汽经里海、咸海增强后向暴雪区输送;西北急流型有偏西和西北2条水汽输送路径,来自高纬度巴伦支海的水汽与来自中低纬度里海、咸海、地中海、阿拉伯海的水汽在巴尔喀什湖附近汇合后向暴雪区输送,较强的水汽输送伴随低层明显的水汽辐合,强辐合中心位于850~700 hPa之间。     

干旱区一次锋面过境短时暴雨中尺度系统分析

利用加密自动站、卫星云图及雷达图像等资料,对2010年6月7日白天到夜间宁夏中北部地区出现的短时暴雨天气成因及中尺度系统演变进行分析。结果表明,此次短时暴雨是在“东高西低”稳定的环流形势和锋面过境背景下,500 hPa西风槽,700 hPa切变线、低涡、低空急流,850 hPa切变线,地面冷锋等主要影响系统相互配合、共同作用下发生的;大降水落区位于低空急流左侧与切变线尾部的辐合区,这可作为宁夏中尺度暴雨天气系统的一种典型特征;逆风区的出现和S型风场、锋面过境雷达图像特征是此次强降水典型的雷达回波特征,逆风区分布与中尺度系统走向基本一致。     

1961—2019年乌鲁木齐市暴雪环流分型及其成因分析

利用1961—2019年降雪期乌鲁木齐市5个国家气象站日降水资料、NCEP逐日4次0.25°×0.25°和1°×1°再分析资料,统计分析乌鲁木齐市暴雪特征及大尺度环流形势,归纳出现暴雪的3种典型环流类型,并分别选取典型个例进行诊断和对比分析。结果表明：（1）乌鲁木齐市暴雪发生频率以0.3次·（10a）^-1趋势上升,具有准20 a振荡周期,发生次数最多为3月（40%）,11月次之（32%）。（2）乌鲁木齐市暴雪分为槽前西南气流型、高空槽东移型和强锋区型,强锋区型比例最高但降雪量小,槽前西南气流型持续时间长且降雪量最大,高空槽东移型最少但影响面积更大且雪强更强。（3）乌鲁木齐市暴雪的主要影响系统为300 hPa极锋急流、500 hPa偏西或西南气流、700 hPa低空偏北急流和850 hPa西北气流。（4）形成乌鲁木齐市暴雪的机制为低层偏北气流遇山堆积迫使暖湿空气抬升形成“冷垫”,并与500 hPa以上西南气流形成强垂直风切变和深厚的锋生区,但因三类过程强锋生维持时间和锋面斜率与伸展高度的不同使产生暴雪的原因有明显差异。（5）暴雪的水汽输送主要为西南、偏西和西北路径,...     

南疆西部春季一次极端暴雪天气综合分析

利用FY2E卫星资料,多普勒天气雷达产品,常规高空及地面观测数据和美国气象环境预报中心(NCEP,0.25°×0.25°)再分析资料,对2017年3月3—6日南疆西部一场极端暴雪过程进行综合分析.结果表明:500 hPa中亚低涡是此次极端暴雪天气的影响系统.暴雪的水汽主要有3支输送路径,分别是中高层的偏西、偏南和中低层...     

宁夏不同强度沙尘天气动力机制

利用常规气象观测资料和ECMWF逐6 h 0.25°×0.25°再分析资料,对宁夏2013年5月18日雷暴大风、2月28日大风沙尘和3月9日大风强沙尘天气过程的环流形势和高、低空急流的耦合作用进行了对比分析。结果表明:在“西高东低”环流形势下,受蒙新高压脊、西风槽、地面气旋和冷锋、高低空急流的共同影响,在中低层90°-110°E形成次级环流,对流层中上部高空急流和高位涡通过次级环流动量下传使中低层形成低空急流,同时在边界层发生强烈湍流混合,产生地面强风及沙尘,但由于冷空气强度及南下方式、高压脊线位置及强度、高低空急流活动的区域、低空急流南下位置、高空强风速下传的高度、次级环流的强弱不同,高层高位涡和低层850 hPa低空急流在宁夏上空活动与否,是导致宁夏出现不同强度风沙天气的重要动力因素。     

2014年夏初南疆一次持续性强降雨过程的水汽和动力条件分析

全球变暖背景下,极端降水事件频次增多强度增大,对年降水量变化影响显著。2014年6月17~24日,塔里木盆地出现了持续性强降水过程.利用观测资料和NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料,对强降水过程的水汽和动力条件进行了诊断分析。结果表明,此次强降水过程,垂直上升运动剧烈区域及水汽辐合区域与大降水的落区近乎吻合。中低空偏东急流加强了气旋的发展,增强了上升运动,且急流的大小决定了塔里木盆地大降水的强度,急流西伸的位置决定了降水的区域。中低空偏东急流轴末端的左侧,对应着大降水的发生区域。主要水汽源地为中亚地区、阿拉伯海和孟加拉湾,其中孟加拉湾和阿拉伯海的水汽通过季风环流输送至青藏高原,再通过高空平流和中低空回流的方式输送至塔里木盆地。     

桂西2008年前汛期一次典型大范围暴雨天气过程分析

采用常规气象资料和NCEP再分析资料,对桂西2008年5月29~30日一次大范围暴雨天气过程进行分析。结果发现,活跃的西南季风给桂西上空输送水汽和不稳定能量,是此次暴雨发生的突出特点;南支槽的东移、850hpa切变线南压、地面冷空气南下是暴雨产生的直接影响系统;水汽通量散度表示的水汽辐合区与暴雨中心较为对应,散度场、垂直速度场的相互配置,使暴雨系统加强,K指数、SI指数对暴雨发生有一定指示意义。     

“2017.6.28”昆明大暴雨过程诊断分析

利用常规观测资料、卫星、雷达和NCEP/NCAR1°×1°再分析资料,对2017年6月28~29日发生在昆明北部局地性大暴雨过程进行诊断分析。结果表明:此次昆明北部大暴雨发生的大尺度环流背景是辐合区和低空切变线。低空急流为暴雨区提供了充足水汽和不稳定能量,丰富的水汽含量和强的水汽辐合有利于强降水的发生。θ_(se(500-800))和TBB等值线密集区的对流云团发展旺盛,暴雨区出现68.5 mm·h~(-1)的短时强降水。多普勒雷达速度图显示,中尺度辐合区、逆风区等多个中尺度系统,是此次暴雨产生的直接影响系统。     

非地转湿Q矢量在川北大暴雨过程分析中的应用

利用常规高空和地面实测资料,对2005-07-18-19出现在四川盆地北部的区域性大暴雨天气过程的环流特征进行了分析;运用非地转湿Q矢量理论进行了动力诊断分析.结果表明,在副高阻挡的形势下,高低空切变线、地面冷锋和偏南低空急流的共同作用造成了此次暴雨天气过程;暴雨区位于湿Q矢量次级环流上升区附近,在其东西方向和南北方向上存在明显的次级环流圈;700 hPa湿Q矢量散度负值中心附近及其西部和北部之间的辐合区是强降水出现的区域,随着暴雨系统的发展,其散度辐合区与雨区对应得越好.     

2010年“7·25”云南强降雨物理量特征分析

2010年7月25日,云南省产生了一次大雨、暴雨天气过程,通过对天气影响系统以及动力、热力、水汽条件等物理量特征分析表明,热带低压倒槽引导700 hPa上的辐合切变西移,加上低涡的配合,是此次强降雨过程的关键影响系统,加之高层到低层的负速度中心向左倾斜的趋势与中低层的热带低压倒槽、辐合切变走向一致,低层正涡度并有较强的水汽辐合,高层负涡度,并有较强的水汽辐散,从北部湾至云南省存在较丰富的水汽输送,强降水开始前,k指数在不断增大,垂直上升运动强烈,有较强的不稳定能量堆积,有利于对流活动的发生和发展,极易产生大雨、暴雨天气。     

2004-07-05云南德宏州山洪泥石流气象成因分析

应用气象资料,卫星、雷达资料及带通滤波方法,分析了引发云南德宏州2004-07-05特大山洪泥石流灾害的天气成因。结果表明,除了德宏州区域地质、地貌等自然原因外,德宏州入汛提前,入汛后多低温阴雨是造成这次灾害的前期气候背景;中尺度辐合天气系统、充沛水汽输送及辐合、低空急流的作用导致07-04T20-07-05T20发生特大暴雨,是引发此次山洪泥石流灾害的直接天气原因。     

云南“一冬四雪”天气过程对比分析

利用NCEP 1°×1°资料和实况观测资料,针对2013年冬季云南4次降雪过程,使用诊断和对比的方法,分析研究4次降雪过程在形成机理等方面的异同点。研究发现:4次降雪中南支槽型降雪强度和范围明显强于无南支槽型;700 hPa上高度场北高南低型和锋区密集型为主要环流形势;南支槽前的西南暖湿气流与北方冷空气的交汇,会导致降水的明显加强。4次降雪过程云南西侧都有充沛的水汽输送,水汽通量增大是云南降雪的必备条件,降雪落区在辐合中心的偏东、偏北一侧、θ_(se)线陡立区附近及暖湿不稳定区域和高空急流入口右侧与地面锋区垂直环流相耦合的区域。强大的地面冷高压南压和地面冷空气的参与,能够为降雪提供有利的温度条件,更有利于降雪天气的产生和维持。     

典型槽型转脊型黑风天气过程成因分析

2010年4月24-27日甘肃省河西走廓、西北东部及华北出现了大风沙尘暴天气过程,河西走廓出现黑风天气,损失十分严重。针对这次罕见的槽型转脊型黑风天气过程,应用2002-2011年3-5月逐日08时和20时高空流场资料、高空图资料和地面每隔3 h天气图资料,对其天气形势演变、高空垂直风场及水平相对螺旋度场进行了深入对比分析。结果表明:4月24日20时700～500 hPa有较强冷空气入侵,700 hPa大气层结存在剧烈的高低空不稳定,≤-1 000 m2·s-2强螺旋度负值中心是黑风爆发的动力因素,25-27日08时700 hPa≥15 m·s-1低空急流区的存在是这次大风天气得以持久维持的关键原因。     

塔里木盆地北缘一次局地极端暴雪天气异常机制及成因

2021年4月2日塔里木盆地北缘拜城县出现突破历史同期极值的灾害性暴雪。利用ERA5高分辨率再分析资料、自动气象站观测资料和FY-2G卫星资料,分析了极端暴雪天气环流异常、多尺度环流特征及物理机制。结果表明：（1）高层伊朗高压及低纬东风气流的异常导致中亚低涡与高原低涡异常结合,加强了低层异常东风气流,东风急流引导南海、孟加拉湾暖湿空气沿河西走廊到达塔里木盆地中部,使得水汽辐合及垂直上升运动加强,在地面辐合线触发下,产生极端降雪天气。地面冷高压稳定维持,导致塔里木盆地持续降温,而拜城位于海拔1000 m以上的浅山区,二者共同作用,造成拜城4月降水相态仍然为雪。（2）垂直位温梯度和西风异常导致湿斜压不稳定发展,形成低层锋生和高层及近地面湿位涡异常,而锋生作用和湿位涡异常又通过垂直运动变化影响降雪的发生发展。对于拜城而言,起决定作用的是中层的上升运动及300～500 hPa的垂直风切变。（3）中尺度云团不断发展并向东北移动经过拜城县上空,增加了降雪持续时间和降雪强度,移动方向和传播方向的一致性则决定了中尺度云团生消演变特征。研究结果可加深对塔里木盆地局地极端暴雪成因的认知,为精确预报、精准服...     

东北地区冬季降雪的集中度和集中期变化特征

应用1961-2005 年东北地区冬季的台站降水资料,计算并分析了东北地区降雪集中度和集中期的时空变化特征和集中度偏高时的环流特征.结果表明,东北地区降雪集中度呈逐年上升趋势,集中期呈明显下降趋势。从年代际变化上来看,集中期存在着12 年的长周期,在1970 年代中期之后存在8 年左右的短周期。从空间变化的情况来看,东北地区冬季降雪集中度由东向西依次增加,吉林的东部地区出现集中度最低值,辽宁中部、吉林中部存在着集中期的高值中心。对于东北不同区域,东北东部和中部变化趋势一致,集中度呈上升趋势,集中期呈下降趋势。东北西南部和东北北部降水集中度均呈微弱的上升趋势,其中东北西南部地区降雪的集中度上升趋势最弱。东北北部降水集中期的下降趋势最弱。在影响东北降雪集中度偏高时,在高空500 hPa 东北地区均处于东亚大槽控制,东亚大槽在东北西部加深,而在东北东部有高压易于形成并加强,导致东亚大槽东移缓慢。高、低空急流均明显存在,与低空急流相比,高空急流更强,位置偏西南。在太平洋上水汽输送的高值区明显增强,范围也增大,东北地区受沿高值中心北侧向西北向输送的水汽影响。