银川市灰霾天气环流分析及预报思路

以2000—2009年416次银川市发生的灰霾天气为研究对象,利用同期NCEP逐日再分析海平面气压场、500hPa形势场资料,分析了银川市灰霾天气发生的变化特征及易产生灰霾天气的中层环流形势和地面气压场分布特征,给出了灰霾天气预报思路。分析发现：银川市灰霾天气平均每年发生近42d,最多可达61d;一年四季均有可能发生,且季节变化明显,秋冬季是灰霾和持续性灰霾天气易发季节,特别是每年的11～12月;灰霾天气多发生在环流形势相对稳定的背景下,当500hPa宁夏处于西北气流、平直西风气流、西南气流中,地面位于锋前暖区或气压梯度较小区域或锋面过境前后易出现灰霾天气,有时受暖高压脊控制也可以出现灰霾天气。在灰霾天气易发季节,当出现有利于发生灰霾天气的环流背景和地面气压场分布特征时,要综合分析大气环流形势演变、高低层系统配置状况、大气层结稳定状态和各种气象要素的变化,并结合卫星云图等观测资料来确定灰霾天气发生的可能性。     

南宁冰雹天气类型及预报预警指标

利用MICAPS历史资料,对2000年以来南宁出现12例典型冰雹过程的环流形势进行统计,根据冰雹天气发生前的环流基本特征及各系统影响比重,归纳为高架冰雹型、高原槽冰雹型、西南暖低压冰雹型3种环流形势。并利用南宁市2009年4月12日、2017年3月18日以及2018年5月7日共3例不同类型的冰雹天气过程的探空资料、MICAPS历史资料以及南宁多普勒天气雷达产品数据,分别从天气背景、物理量场、雷达产品进行详细分析,总结南宁市冰雹预报预警的部分参考指标,得出以下结论:(1)西南暖低压的存在对南宁冰雹天气的发生起重要作用;(2)大气层结不稳定、强烈垂直风切变、适宜的0℃和-20℃高度为南宁冰雹天气的必要条件;(3)垂直液态水含量存在跃升是判断南宁冰雹是否发生的重要手段。     

雾霾天气个例气象条件对比分析

应用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料和L波段探空资料从环流形势、扩散条件和边界层特征3个方面对2013年两次雾、霾天气个例进行对比分析,结果表明:500hPa西北气流冷平流、地面弱风场、垂直速度呈弱上升-下沉的垂直分层特点和逆温是两次雾、霾天气出现和维持的共同特征。地面西北风、850hPa弱冷平流、近地层浅薄的接地逆温(100~200m)和湿层与霾天气对应,地面偏东风、850hPa暖平流、925hPa以下深厚的悬浮逆温(400m)和湿层与雾天气对应,霾过程较雾过程逆温强度强,上升运动高度高。消散时雾较霾下沉运动中心高度低,强度弱;霾消散时接地逆温特征变化不大,雾消散时悬浮逆温有底部抬升和大气稳定层结向中性层结转变的变化特征;但均有下沉气流接地、垂直风切变较强和高层低露点干空气下传到地面的特点。     

江西省中北部地区一次典型灰霾天气过程分析

利用气象观测资料、南昌市PM2.5资料并结合HYSPLIT轨迹模型,对2013年12月4—10日江西省中北部地区一次典型、持续性灰霾天气过程进行了分析,综合讨论了灰霾天气发生过程中的天气形势、风速、能见度、低层相对湿度、层结稳定度等气象要素和物理量特征,分析了PM2.5浓度等环境要素的变化特征以及导致此次灰霾天气的污染源。结果表明:1)此次灰霾天气过程的500 h Pa高度层平均环流形势为"两槽一脊"型,江西省受西北偏西气流控制;弱冷空气、静稳天气是灰霾天气得以形成和发展的主要天气背景场。2)较小的近地面风速和较大的相对湿度以及中低层逆温层的存在均是此次灰霾形成和维持的重要条件,且此次灰霾天气过程中能见度分别与近地面风速和相对湿度、PM2.5浓度呈正、反相位关系,湿度升高、污染物浓度较高、风速较低的气象条件容易形成低能见度。3)灰霾天气气溶胶颗粒物浓度的升高可能是由本地污染源和甘肃省、内蒙古自治区一带以及四川省东南部污染源共同造成的;前期整体出现在2 km以下,随着时间的推移,浓度升高。     

2003年10月至11月初南宁市空气轻微污染成因分析

2003年10月下旬至11月初,南宁市出现了持续数日的间歇性空气轻微污染过程,本文从大气环流形势、天气条件、贴地层逆温等方面对南宁市这次间歇性空气轻微污染过程的成因进行了分析,得出了造成这次南宁市空气轻微污染过程的一些初步结果。造成南宁市这次空气间歇性轻微污染的主要原因,是南宁市的高空为西北或偏西气流影响,地面受冷高压或高压脊控制,天气以晴天为主,地面风速小,湿度低,且持续出现贴地层逆温、轻雾和霾,大气层结非常稳定,不利于污染物的扩散,使空气中的可吸入颗粒物浓度不断增加,导致南宁市的空气间歇性轻微污染,其中大气环流和贴地层逆温的影响最为重要。     

山东一次强对流天气的环境条件和对流风暴特征

利用常规观测资料、地面加密自动站资料、多普勒天气雷达资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对2016年6月14日山东一次强对流天气的环境条件、风暴特征进行了分析。结果表明:(1)6月14日强对流天气主要发生在横槽转竖引导冷空气南下和低层暖湿气流交汇的环流形势下,地面辐合线是抬升机制。上干下湿的不稳定层结、低层水汽充沛及湿层厚是出现短时强降水的重要原因。假相当位温差(△θse)和风暴相对螺旋度(SRH)对强对流天气有较好的指示意义;(2)较低的融化层高度、适宜的0℃层和-20℃层高度是大冰雹的发生指标。抬升凝结高度低、P_(WV)较大等对短时强降水具有指示作用;(3)垂直风切变较大,风暴承载层平均风远大于风暴移动速度,致使超级单体持续时间长,并具有高悬强回波、有界弱回波区、回波悬垂、风暴顶辐散、倒"V"型缺口、中层径向辐合、中气旋、"钩"状回波和三体散射等回波特征;(4)降雹发生在Z_(max)大值期、VIL和DVIL最大时段、HGT增高期。中气旋厚度、最大切变和持续时间与天气的强烈程度密切相关。     

大运会期间深圳重度灰霾天气特征及环流形势

针对第26届大学生运动会将于2011年8月在深圳市举办,利用常规气象观测资料和NCEP再分析资料,分析深圳8月份重度灰霾天气的分布特征、环流形势,以期为大运会期间天气服务保障提供科学依据。结果表明:8月是深圳一年中霾天气相对较少的月份;8月份深圳霾和重度灰霾天气均呈上升趋势;霾天气造成能见度明显下降,重度灰霾日平均能见度仅4 km,08:00～14:00是重度灰霾最容易出现的时段;大运会期间重度灰霾天气影响概率较低,且持续时间低于6 h;深圳8月份重度灰霾天气主要发生在副热带高压控制、热带气旋型两种不同的环流形势下,其中热带气旋型是8月份造成深圳重度灰霾天气的主要形势。     

基于自组织神经网络算法的重庆秋冬季空气污染与天气分型的关系

为了了解重庆秋冬季节空气污染天气的环流特征,利用NCEP再分析资料对污染天气过程地面气压场应用自组织神经网络算法(SOM)进行天气分型,并经过主观对比分析,总结出3类典型天气型:均压型、低压型、高压底部型;其中均压型分为2小类:两冷锋间的均压场、弱高压区的均压场;高压底部型按冷高压中心位置分为3小类:北方高压型、西北高压型、东北高压型。比较分析发现高压底部型大气污染物浓度最高,空气污染最为严重。应用常规观测资料和L波段探空资料分析发现:各类污染天气型表现为地面静风频率高,近地层水平风速小;逆温出现概率高,大气层结稳定,大气边界层高度低等特点。从大尺度环流背景、动力、热力气象条件及后向轨迹模拟分析了3类典型污染天气过程形成原因,为重庆地区空气污染潜势预报及浓度预报提供参考依据。     

2003-06-19平顶山局地冰雹天气成因分析

利用实时资料,分析了平顶山2003年6月19日局地冰雹天气的环流背景、地面形势、大气不稳定层结及单站要素,揭示了冰雹天气的成因.     

哈尔滨一次灰霾天气污染物浓度变化及气象条件分析

2014年10月22-24日,哈尔滨地区发生了一次持续性的灰霾天气过程。本文利用气象观测资料和污染物浓度监测资料,分析了颗粒物的浓度演变特征、气象要素特征及产生持续性灰霾天气的可能原因。研究表明,该次过程中绝大部分时间能见度低于10 km,空气质量指数(AQI)指数最大时达到500。此次灰霾天气高空主要受偏西气流控制,环流较平直,过程前期地面受高压场后部影响,后期位于低压前部,灰霾期间风力较小,空气湿度条件较低,地面空气干燥;近地层虽然没有出现逆温,但气温垂直递减率较小,大气层结较稳定。     

2003-06-19平顶山局地冰雹天气成因分析

利用实时资料，分析了平顶山2003年6月19日局地冰雹天气的环流背景、地面形势、大气不稳定层结及单站要素，揭示了冰雹天气的成因。     

民勤干旱区冬季浓雾形成的边界层条件分析

利用民勤县气象站过程地面小时观测资料、逐日08时和20时每隔50 m探空资料和NECP再分析资料,对2015年11月9—13日出现在干旱区民勤县的一次罕见浓雾天气过程进行了研究分析。结果表明:前期降水后地面相对湿度增大,为大雾形成提供了必要的水汽条件,稳定的高低层环流配置提供了大雾形成的稳定层结和弱风条件。雾层的厚度和强度与近地面逆温层的强度和厚度、边界层高度、水汽垂直运动以及夜间地气温差绝对值密切相关,边界层高度越高,逆温层越厚,雾层越厚;逆温层越强,夜间地气温差绝对值越小,雾层越强。高空环流形势稳定少动,近地层强逆温层、稳定等温层以及饱和湿层长时间维持,导致此次大雾强度和持续时间异常罕见。     

天津市秋季典型环境污染过程个例分析

选择天津市秋季典型PM10污染过程2010年10月3—12日环境空气质量监测资料和常规气象资料、探空资料及NCEP资料,研究大气环境天气背景场、大气层结稳定度的特征及其对污染过程的影响。结果表明：高低空环流背景场与污染过程密切相关。在污染上升阶段,层结稳定度迅速增加,500 hPa高空处于槽前,地面在华北地形槽中,高低空风速辐合;在污染峰值阶段,层结稳定,逆温层加强,环流场稳定少变,地面风力微弱;在污染下降阶段,层结稳定程度骤降,地面冷锋和高空槽过境,降水出现,高低空偏北风增大。同时,PM10污染过程与多项层结稳定度参数显著相关,与对流凝结高度单相关系数为0.84,因此,高低空环流背景场的配置和层结稳定度变化是PM10污染出现的主要原因。     

珠江三角洲典型灰霾天气过程和清洁过程近地层流场的EOF对比分析

利用广东省466个地面自动气象站资料、广州气象站常规气象资料及珠江三角洲4个主要城市的PM 10浓度等资料,通过矢量EOF方法,对选出的珠江三角洲典型灰霾天气过程(2004年1月4~10日)和清洁过程(2005年11月15~21日)的近地层流场进行对比分析。分析表明典型灰霾天气过程第二、三模态有非常明显的日变化特征,受局地中小尺度环流系统影响,污染物局限在当地,出现严重的灰霾天气;而清洁过程与强平流输送有关,主要受大尺度环流系统影响。     

宜昌市灰霾天气分型及预报方法初探

利用1996-1999年宜昌市地面观测资料进行数据处理和统计,并对1996-1999年逐日08时东亚天气图进行普查,根据发生灰霾天气时宜昌所处地面形势进行分类,普查结果表明:宜昌灰霾天气可分为高压控制、高压前部(或底部)、高压后部、变性高压、低压、鞍型场共6类。宜昌处于变性高压控制时出现灰霾天气的概率最大,处于高压或低压控制时,出现灰霾的可能性较小。此外,还根据宜昌市灰霾天气气象因子诊断分析结果,建立了宜昌市灰霾天气预报决策树,并用2009年的数据进行检验验证,结果表明冬季及秋季预报效果优于春季和夏季。     

陕西4月冰雹天气学特征及对流潜势指标分析

利用2015—2020年陕西4月99站地面观测资料、灾情报告,高空探测资料,多普勒雷达资料等,对陕西4月冰雹天气发生的天气形势、对流潜势指标及雷达回波特征进行统计分析,结果表明：陕西4月冰雹多发生在午后至傍晚（12—20时）,降雹相对高频区位于陕北南部和关中;按环流形势将冰雹天气分为槽后西北气流型和冷槽型两类,槽后西北气流型主要特征表现在中层强的干冷空气侵入造成强热力不稳定层结,冷槽型冰雹天气产生的主要原因为高层冷空气叠加于低层暖湿气流上,造成强的位势不稳定,天气尺度抬升促进对流进一步发展;共筛选出11个指标为4月冰雹天气潜势预报提供参考,业务应用中重点分析相比气候平均值差异较大的K指数、总指数、对流稳定度指数,作为冰雹天气潜势预报中不稳定层结及低层水汽条件的判别指标,同时需注意其他指标的配合使用,应用CAPE值做强对流天气潜势预报时必须要经过探空订正;降雹云团受地面中尺度系统触发,槽后西北气流型冰雹的雷达回波分散、持续时间短,冷槽型冰雹的雷达回波范围广,持续时间长。     

2011年春季河池市冰雹天气过程综合分析

选取2011年4月30日-5月2日发生在河池市的3次冰雹天气过程,应用常规观测资料并结合雷达回波资料.从天气形势、物理量要素和雷达回波等几方面进行综合分析,寻找冰雹天气出现前期共同特征.结果表明:500hPa高空槽引导低层切变及地面锋面移动是冰雹天气发生的环流背景;冰雹天气出现在对流性不稳定层结条件下,不稳定能量得到累...     

河南省冰雹短期预报方法研究

利用1999—2010年共45个冰雹日个例(全省同一天有≥2站出现冰雹),分析冰雹日高低空、地面形势特征和降雹落区,发现降雹与500 h Pa环流形势关系密切。因此依据冰雹日08时500 h Pa高空形势及对流层低层的特点,将河南省冰雹天气形势划分为西北气流型、东北冷涡型、华北冷涡型及低槽型4个天气类型,并依据不同的天气类型给出可能发生冰雹的大致落区。由于冰雹的形成除有利的天气形势背景条件外,还必须具备低层水汽辐合、大气不稳定层结、触发机制3个基本条件,因此本文进一步对河南省冰雹日当日500 h Pa低槽低涡位置、地面冷锋位置、地面温度、露点温度、探空资料等进行分月统计,获得冰雹预报的判别指标。基于以上条件,引进中国科学院大气物理研究所研发的完全弹性三维冰雹云模式,依据河南省内及周边的共7个探空站资料制作河南省的区域客观预报。通过4个月的业务应用,发现利用micaps实时资料并结合三维冰雹云模式来预报河南省的冰雹天气,空报率较高,漏报率较低,提高了冰雹的预报时效,为重点防雹作业区争取到了充分的作业准备时间。     

2003年10月至11月初南宁市空气轻微污染成因分析

2003年10月下旬至11月初，南宁市出现了持续数日的间歇性空气轻微污染过程，本文从大气环流形势、天气条件、贴地层逆温等方面对南宁市这次间歇性空气轻微污染过程的成因进行了分析，得出了造成这次南宁市空气轻微污染过程的一些初步结果。造成南宁市这次空气间歇性轻微污染的主要原因，是南宁市的高空为西北或偏西气流影响，地面受冷高压或高压脊控制，天气以晴天为主，地面风速小，湿度低，     

沈阳市一次持续性重污染天气过程特征分析

使用常规地面、探空资料以及风廓线雷达和环境监测站污染物资料,对2015年11月7—11日沈阳市一次持续性重污染天气过程进行分析,结果表明:(1)此次污染过程持续时间长,PM2.5浓度维持在500μg·m-3以上近21 h,期间峰值达到1 287.83μg·m-3,主要污染物为CO;(2)平稳的高空环流、弱气旋性环流及高湿条件为这次重污染天气的发生、发展和维持提供了有利的气象条件,0℃左右的温度长时间维持也为该次过程的一个主要特征;(3)重污染期间从地面到850 h Pa高度上水平风速均接近2 m·s-1,整层大气静稳,伴随着较好的湿度条件和多个逆温层结的存在,抑制了污染物的垂直输送;(4)卫星遥感监测显示吉林和黑龙江一带有大量火点存在,此时正值冬季秸秆燃烧,大气轨迹分析显示,污染期间偏北风为污染物的传输提供了有利的气象条件。