2014年鲁南一次暖切变暴雪过程的诊断分析

利用常规观测资料、自动站资料及NCEP1°×1°再分析资料对2014年2月4—6日鲁南暴雪过程进行诊断分析。研究表明:(1)500h Pa的短波槽,700h Pa和850h Pa暖式切变线及低空急流是造成这次暴雪的关键影响系统,同时位于华北700h Pa的小高压对强降雪的形成也起到关键作用。(2)东南低空气流的移动跟雨区的移动具有很好的对应关系。第一阶段降雪的水汽辐合主要集中在700h Pa,第二阶段的水汽辐合集中在对流层低层。(3)此次降雪过程降水相态的温度与厚度判据与经验统计预报指标一致。     

潍坊地区初春一次罕见大暴雪天气的诊断分析

利用常规观测资料、FY–2E卫星TBB资料和NCEP/NCAR 1°×1°的6 h再分析资料,对2010年2月28日山东潍坊大暴雪过程进行动力学、热力学诊断和中尺度分析。结果表明：此次潍坊大暴雪是由西风槽、低涡、切变线及地面气旋等共同影响产生的;低空急流为暴雪区带来源源不断的水汽输送;风速风向辐合使大量水汽在暴雪区汇集...     

环流场及结构变化对1214热带气旋“天秤”西折路径影响

利用NCEP全球数据同化系统(GDAS)1°×1°分析资料,对1214号热带气旋"天秤"台风移动路径西折原因进行了分析。结果表明,500hPa中高纬度环流调整后转为纬向环流,环境场由弱转强是"天秤"台风北上过程中移动路径西折的根本原因;300hPa等压面上青藏高压的变化对"天秤"台风移动路径有一定的影响,当300hPa等压面上青藏高压中心偏西、东亚维持低值系统时,"天秤"台风移动路径偏北,青藏高压加强东伸,"天秤"台风移动路径西折;"天秤"台风在500hPa等压面上等位势高度梯度场从北上过程的基本对称结构转为不对称结构,对预报"天秤"台风移动路径西折有重要指示作用。     

新疆冬春季强降水过程的水汽来源及输送特征分析

利用常规观测资料和6 h一次的NCEP 1°×1°再分析场资料对新疆2015年2月12—14日北疆暴雪过程和2015年5月17—21日南疆暴雨过程的环流形势和主要影响系统进行分析,并基于HYSPLIT模式模拟的后向轨迹分析强降水的水汽来源和输送特征。结果表明:1) 2次强降水过程均发生在高空低槽东移,低层有低涡,地面有锋面气旋,高空有辐散的天气背景下。2)冬季暴雪过程中,北疆水汽主要源自西亚和中亚地区。其中源自西亚地区的干气块下沉到近地面时从下垫面获得水汽,对强降雪的贡献最大;其次是起源于中亚西南部地区近地层的湿气块对强降雪的贡献。3)春季暴雨过程中,南疆的水汽主要来自中亚的哈萨克斯坦。其中来自哈萨克斯坦南部上空的干空气下沉到近地层时从下垫面获得水汽,对强降雨的贡献最大;其次是源自哈萨克斯坦东部和东南部对流层低层的湿气块对强降雨的贡献大。4) 2次强降水过程中水汽主要来自陆地而不是海洋,气块在近地层移动或下沉到近地层时,下垫面水汽蒸发使气块变湿,是强降水的水汽主要贡献者;表明春季和冬季的水汽输送通道与夏季来自阿拉伯海等低纬的水汽通道不同。     

相似路径台风“山神”(1223)和“海燕”(1330)降水对比分析

利用NCEP 1°×1°资料,卫星雷达资料,对相似路径台风"山神"和"海燕"降水进行对比分析,结果表明:(1)地面观测资料表明"山神"的降水强度大于"海燕";TRMM卫星3B42降水率资料揭示台风发展过程中,"山神"降水偏向于台风北侧,"海燕"较均匀分布在台风南北两侧;(2)通过分析台风南北两侧的水汽通量和垂直风速发现,"山神"水汽和垂直速度配合较好,能很好解释其降水分布;"海燕"水汽与垂直速度均呈现出明显的非对称性,可能原因是"海燕"水汽含量小,垂直速度超过一定强度后对降水产生的作用一样,导致其降水分布较均匀;(3)台风"山神""海燕"动能输入区与水汽大值区,及潜热能显热能输入区与上升运动对应较好。动能输入区水汽通量偏强。能量输入的区域,随着能量累积,大气稳定度变弱,易导致不稳定能量的释放,使得该区域降水偏多;(4)从台风"山神""海燕"基本反射率因子场可见,"山神"有台前飑线;两台风靠近海南岛期间,强回波长时间维持在海南岛的中部和南部;当台风移出海南岛时,"山神"后部的强回波带造成的"列车效应"位于东方市;而"海燕"的分布在五指山东侧。雷达径向速度场显示两台风靠近海南岛时,中部和南部局地地形造成"逆风区",使得该区域气流辐合抬升。最后,"山神"受海南岛地形抬升作用比"海燕"明显。     

江淮气旋影响下的山东降雪过程相态特征

利用常规的地面观测资料、高空探测资料、自动气象站1 h间隔观测资料、NCEP/NCAR再分析资料(1°×1°,6 h)和ERA5再分析资料(0. 25°×0. 25°,1 h),针对1999—2013年山东省12例江淮气旋降雪过程,总结了降水形态类型及时空分布、相态转换等特征并讨论了降水相态"逆转"现象的物理机制。结果表明:1)江淮气旋降雪过程的降水形态种类多样,可出现雨、雪、雨夹雪、冰雹、冰粒、霰、米雪和雨凇,降水相态转换过程中,除了雨夹雪,冰粒也是一种过渡形态; 2)冰雹、冰粒、霰、米雪和雨凇5种特殊降水形态最易出现在2月和3月,"雷打雪"现象亦多发于2月和3月;3)鲁东南和半岛南部地区以降雨为主,鲁西北地区多出现降雪,雷暴集中出现在鲁中的中西部和鲁南地区,尤其是鲁东南地区; 4)江淮气旋降雪过程相态转换的基本形式为雨转雪,以有无明显雨雪分界线为依据,可分为"典型雨转雪"和"无明显雨雪转换"两类,二者的影响系统特点显著不同;5)范围较大的相态逆转现象易发区域在地面雨雪分界线附近,位于地面倒槽后部,走向与地面倒槽槽线走向一致。气旋生成前低层暖温度平流增强引起低层增温以及气温日变化导致的中午前后近地层浅薄增温均可引起相态逆转,上述两个因素均与地面倒槽的发展态势关系密切。     

高空西风急流对两次北方暴雪的影响机制分析

利用NECP 6h再分析资料,对2009年初秋山西暴雪和2010年隆冬北京暴雪进行了诊断分析。研究发现:两次暴雪都与高空西风急流的影响密切相关。高空西风急流出口区左侧的上升运动是山西出现暴雪的重要因素,而高空西风急流出口区左侧的上升气流通过影响地面气旋发展,气旋中心以东外围气流沿锋面上升运动加强,导致北京暴雪发生。垂直方向上,与山西暴雪相关的上升运动主要出现在大气中、高层,呈深厚系统特征,而与北京暴雪相关上升运动区主要在大气低层。高空西风急流引起的两次上升运动与水汽输送条件的配合可作为北方暴雪预报中有价值的参考因素。     

鲁南初冬一次罕见特大暴雪的成因分析

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR逐6 h再分析资料,对2015年11月23—24日山东南部出现的一次罕见特大暴雪天气过程进行诊断分析。结果表明:1)这是一次典型的回流形势降雪,850 h Pa东南风急流影响的鲁南地区降雪强度较大,而东北风急流影响的区域降雪强度较弱。2)700 h Pa强西南低空急流、850 h Pa东南低空急流为鲁南地区降雪提供了充沛的水汽,水汽通量的强辐合区域即为大暴雪的发生区域。3)暴雪区上空散度呈现出弱辐散—强辐合—强辐散的垂直结构;暴雪落区与高空的强辐合中心以及强上升运动中心吻合度较高。4)暴雪期间,850~925 h Pa之间维持一个逆温层;强冷空气使得925 h Pa以下边界层温度锐降导致降雨迅速转雪,降雪持续时间长是鲁南地区产生异常强降雪的重要原因。     

山东降雪含水比统计特征分析

降雪含水比(snow-to-liquid ratio,SLR)是指积雪深度与降雪融化后等量液体深度(降雪量)的比值,可用来计算积雪深度。山东有两种产生机制不同的降雪,冷流降雪主要分布在山东半岛北部沿海地区,其他类降雪在全省范围均可发生,二者的降雪含水比有明显差异。利用山东122个国家级气象观测站自建站以来至2018年12月的逐12 h降水量、日积雪深度、降水性质、日最高气温及1999—2018年的MICAPS高空、地面图资料,通过限定条件进行质量控制,统计分析了山东不同地区的降雪含水比气候特征,为积雪深度预报提供参考。结果表明:1)山东降雪含水比的变化范围为0. 1～3. 0 cm·mm~(-1),全省大部地区多年平均降雪含水比为0. 9 cm·mm~(-1),主要集中在0. 3～1. 1 cm·mm~(-1)之间;山东半岛北部沿海地区(强冷流降雪区域)的多年平均降雪含水比为1. 3cm·mm~(-1),主要集中在0. 9～2. 0 cm·mm~(-1)之间。2)降雪含水比的大小与降雪量等级有关,且存在明显月变化。全省大部地区从中雪至暴雪随着降雪量等级的增大,降雪含水比依次减小;各等级的降雪含水比月最大值均出现在1月或12月,最小值出现在11月或2月;山东半岛北部沿海地区的降雪含水比表现出更为复杂的特征,在以冷流降雪为主的11月—次年1月,中雪、大雪和暴雪的降雪含水比基本相当; 2月和3月冷流降雪不明显,降雪含水比表现出与其他地区降雪类似的特征。3)不同天气系统暴雪的降雪含水比有差异。江淮气旋暴雪过程平均降雪含水比为0. 69cm·mm~(-1),总体上呈现"北大南小,山区大沿海小"分布,中雪、大雪和暴雪的降雪含水比中位数分别为0. 8、0. 7和0. 5 cm·mm~(-1);回流形势暴雪过程的全省平均降雪含水比为0. 67 cm·mm~(-1),中雪的降雪含水比中位数为0. 8 cm·mm~(-1),大雪和暴雪均为0. 6 cm·mm~(-1);冷流暴雪的降雪含水比明显大于其他两类暴雪,中位数在1. 1～1. 6 cm·mm~(-1)之间变化,中雪、大雪和暴雪的降雪含水比中位数分别为1. 4、1. 6和1. 3 cm·mm~(-1)。     

2012年7月鲁东南地区连续大暴雨过程成因分析

通过常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和加密自动站资料,对2012年7月7—10日连续发生在鲁东南地区的两次大暴雨过程进行了成因分析。分析表明:副热带高压的西伸北抬和稳定维持使西南低空急流长时间维持为大暴雨连续发生提供了充足的水汽和能量。第一次过程鲁东南位于切变线南侧和西南急流左侧;第二次过程鲁东南位于低涡东南象限和地面气旋东北象限。强降水中心位于850hPa高能舌顶端和925hPa高能中心重合处。第一次过程无明显冷空气,是边界层的强辐合和上升运动造成了强降水;第二次过程近地面有冷空气侵入,辐合和上升运动中心到达700hPa把水汽输送到较高的高度,有利于高效率降水的产生。     

德州一次沙尘天气过程成因及气溶胶粒子的输送路径分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料分析了2017年5月4日浮尘和5月5日扬沙天气的成因。结果表明:3日20时—4日08时,蒙古气旋在有利的环流背景下迅速发展,配合冷锋在内蒙古中部和东部形成大范围的强沙尘天气;4日20时—5日08时沙尘通过高空气流输送到华北地区,在自身沉降和较强下沉气流的共同作用下,迅速沉降形成华北地区大范围的浮尘天气;5日08—14时由于西北路冷空气影响,横槽转竖,冷锋加速南下,将大量沙源地的沙尘输送到德州造成扬沙天气。通过HYSPLIT模式对本次过程中气团后向轨迹的模拟,证实以上两个阶段沙尘天气过程中的输送方式及路径。通过分析影响系统、物理量和气象要素发现,蒙古国、我国内蒙古中部沙源地天气系统强度、位置的变化直接影响沙尘天气的类型,高层气流变化与沙尘天气的类型有很好的对应关系。     

超强台风“威马逊”强度变化条件的诊断分析

通过对台风年鉴基本资料和NCEP 1°×1°格点资料进行分析,总结了"威马逊"在整个生命史内的强度变化,运用天气学和动力学诊断方法,分析了"威马逊"活动的环境场特征,结果表明:"威马逊"在整个生命史内,有3个急剧增强的时刻和1个急剧减弱时刻;中低层的垂直切变与中高层垂直切变与3个急剧增强过程相关性较好,两者的急剧减小对TC的急剧增强有较强的指示意义;"威马逊"的强度变化与总水汽净流入有近似一致的关系,西边界和南边界对台风的加强具有正贡献,东边界和北边界是台风水汽流出的方向;低层的质量净流入较大,高层的质量净流出较强时,表明高低空的配合较好,有利于TC的发展。     

0917号台风“芭玛”折向东南向移动原因分析

利用NCEP全球数据同化系统(GDAS)1°×1°分析资料,对0917号台风"芭玛"折向东南向移动原因进行了分析。结果表明,中高纬度环流调整是"芭玛"折向东南向移动的根本原因;0918号台风"茉莉"通过改变外围环境场的强度、形状对"芭玛"台风产生间接影响,而两台风之间逆时针互旋以及台风"茉莉"外围强大的环流对台风"芭玛"的直接作用是台风"芭玛"折向东南向移动的关键。对台风"芭玛"经纬向UV最大风速变化诊断分析表明,"芭玛"经纬向UV最大风速中心的转移对"芭玛"折向东南向移动有重要影响,经纬向UV最大风速差的变化对"芭玛"转向具有预示作用,经纬向最大风速差的合成风方向与台风中心未来移动方向有一定的关系。     

北冰洋浮冰区湍流通量观测试验及参数化研究

利用2008年8月21～29日我国第3次北极考察期间在北冰洋海区(84°27′N,143°37′W～85°13′N,147°20′W)冰站观测的湍流资料及相关资料,对海冰近地层湍流通量及其特征参数进行了研究.结果表明:观测期间浮冰近地层始终存在逆温和逆湿层.这与我们以前(1999年在75°N和2003年在78°N)的观...     

渤海中南部突发性大风成因分析及预报思考

利用常规资料、自动气象站、风廓线、ERA Interim 0.25°×0.25°再分析资料、EC-thin和TJwrf模式结果,对2017年11月23日夜间渤海突发性大风成因进行了诊断分析,并探讨短期时效的预报失败原因及订正思路。研究表明:(1)高空动量下传是风速快速增长的原因,较强的高层动量下传及风速垂直切变明显增强了近地层风速的突发性和对流性;(2)大风过程冷平流强度的增强直接造成地面增压,前期增温使冷锋过境时锋区强度加大地面气压梯度加强,风速变化与最大变压梯度对应,大风区位于正变压梯度中心;(3)由于前期增温导致补充冷空气过境前层结不稳定伴有上升运动,有利于空气的垂直能量交换;(4)数值模式因对地面高压强度及移速的预报偏差,导致模式对于渤海23日风场预报大幅度偏弱。     

渤海海效应暴雪微物理过程的数值模拟

采用RAMS4.4中尺度数值模拟结果,分析了2008年12月4～6日1次渤海海效应暴雪的微物理过程。结果表明:(1)在降雪初期,云中水物质包含云水、雨水、霰、冰晶和雪晶,及地水物质为雨水和霰。随着温度的降低,中后期仅存冰晶和雪晶,产生降雪。由于整个过程以降雪为主,降雨时间短暂,通常忽略降雨,称为降雪过程。(2)本次海效应暴雪的微物理过程表现在两方面:一是"播撒-反馈"机制,二是合适的冰相过程。这两种过程均有利于降雪增幅。(3)西风槽前产生的环境云和冷空气流经渤海暖海面时形成的海效应云之间在合并时发生"播撒-反馈"作用,前者是中云,后者是低云,前者从上层播撒冰晶和雪晶到下层,使得降雪增强。(4)微物理过程另一个有利因素是环境温度,本次强冷空气使得降水云中的温度在-10～-15℃之间,有利于树枝状冰晶的增长,从而产生强降雪。强降雪发生在强上升运动、高相对湿度和适宜的温度的叠置区域。     

“雪龙”号考察船正式进入北极圈

<正>2010年7月20日13时13分,中国第四次北极考察队从西经168°51′穿越北纬66°33′,正式进入北极圈。"雪龙"船拉响了3声汽笛,表示中国第四次北极考察队来了。"雪龙"船进入北极圈,标志着考察队转入第二阶段楚科奇海和加拿大海盆的考察工作。     

鲁南三次低涡暖式切变线强降水的中尺度对流系统特征

应用地面加密降水观测资料、天气图资料和FY2-E红外卫星云图及TBB资料,对山东南部3次中尺度低涡暖切变线强降水的中尺度对流系统特征进行分析研究。结果表明:3次强降水都是产生在中尺度低涡环流东部的暖切变线附近,有较强的低空西南风气流,都是在鲁南和鲁中南部造成强降水,强降水中心都在鲁东南。3次强降水都由中尺度对流系统(MCS)直接影响产生,有多个中尺度云团发展和合并,有多个强对流云团中心。造成3次强降水的中尺度对流云团都是从鲁西南移入,向北发展,缓慢向东移动,在东部沿海达到最强。最低TBB在-62~-78℃,造成1h降水量达30~137mm的强降雨,在同一测站产生强降水的时间为1~3h。对于同一个MCS降雨强度与TBB成反比。"09.8.17"和"12.7.09"的MCS东移快,造成强降水的时间为18~19h,"12.7.09"的MCS东移慢,造成强降雨的时间达25h。"09.8.17"的TBB较高,最低TBB为-61.1℃,但是雨强最大,最大1h雨量达137.2mm,"12.7.09"的TBB最低,达到-78.2℃,但是最大1h雨量为88.3mm。     

一次鲁西北春季大风过程分析

利用常规资料、多普勒雷达资料和地面自动气象站逐小时资料,对2010年4月26日鲁西北一次大风天气过程进行分析后得出：（1）与高空冷涡相伴的中低层干冷空气侵入和地面较长时间干冷空气堆积是产生地面大风的主要原因;（2）梯度风和变压风共同作用是产生地面大风的直接原因;（3）地面中尺度切变线有助于将一些小单体组织起来,其后部强...     

一次低槽冷锋暴雨数值模拟和诊断分析

利用常规气象观测资料、GPS可降水资料、地闪定位资料以及NCEP 1°×1°再分析格点资料,对2011年7月2—3日山东中北部地区一次低槽冷锋暴雨天气过程进行分析,进一步采用中尺度模式WRF对此次降水过程开展了高分辨率数值模拟,并对模拟资料进行了诊断分析。得到如下结果:(1)此次降水过程具有强降水持续时间短,短时降水强度大、局地性强等特点,在空间和时间上都具有明显的中尺度特征。(2)整个强降水期间,负地闪占绝对优势,负地闪出现在强对流发展的整个阶段,正地闪出现在强对流减弱消散阶段。云顶温度越低,负地闪越密集,当系统减弱,正地闪迅速增加。当云顶亮温(TBB)下降到最低值,负地闪频数达到极大值时,降雨强度也达到最大。GPS可降水量在暴雨监测和预报中具有重要作用。(3)利用模拟结果的分析显示,散度、涡度和垂直速度的分布与对流系统的发生、发展较一致。