2008年初冻雨强度变化以及与逆温层特征之间的关系

利用NCEP/NCAR 2008年1月10日至2月2日的再分析资料和常规地面观测资料分析了造成我国南方低温雨雪冰冻灾害的4次主要冻雨过程的强度变化特征以及在此期间逆温层的时空分布特征,并讨论了两者之间的联系.结果表明,四次冻雨过程第三次最强、第二次过程次之,第一次最弱.同时,无论从区域平均还是从水平分布上看,逆温层强度...     

太平洋海温异常对其上空环流影响的分析及数值试验

本文首先用《逐月全球气候资料》中的实测风资料对80年代的两次El Nino。事件(1982—1983年和1986—1987年)太平洋地区上空环流的变化情况进行了分析研究,然后用一个九层原始方程模式对其进行数值模拟试验. 观测资料分析及数值模拟结果皆表明,赤道东太平洋的这两次海温异常都使其上空的环流发生明显的变化,但由于两次海温异常的强度、范围和延续时间有所不同,对环流的影响也不相同.本文将简要地介绍这两次El Nio期间太平洋上空环流的演变特征及数值试验的结果.     

1960—2013年北京地区冻雨天气过程特征分析

利用地面气象站的观测资料、观象台的探空资料和NCEP/NCAR再分析资料对1960—2013年北京地区20个地面气象观测站冻雨天气过程的特征及其发生条件进行了分析。结果表明:1960—2013年北京地区11月至翌年4月均可能出现冻雨天气,北京东南部的大兴区和通州区、西北部的昌平区为冻雨发生相对较频繁的地区。低层丰富的水汽和抬升条件有利于冻雨天气的出现,大气层结的垂直结构可分为无融化层(整层<0℃)和有融化层(冷—暖—冷)两类,两种类型冻雨出现的概率相当(各占50%)。通过对北京地区冻雨天气过程典型个例的对比研究发现:850—700hPa暖平流对逆温强度的变化有重要影响;无融化层时,云顶高度较高,700hPa以下气层温度为-10~0℃,降水以过冷却水的形式降落至地面发生冻结形成冻雨;有融化层时,湿层较浅薄(位于850hPa以下),暖湿空气在近地层的"冷垫"上滑行,是此类冻雨发生的有利因素之一。     

安徽地区山地与平原冻雨天气成因及特征分析

为了探讨冬季冻雨天气成因并提高冻雨天气的预报能力,利用常规气象观测资料、加密气象观测资料和NCEP再分析资料,对2010年2月安徽省一次冻雨过程进行天气学分析,利用WRF中尺度模式对此次冻雨过程进行数值模拟,并对冻雨发生的物理量场和层结条件进行分析.结果表明:此次安徽省南部山区和北部平原地区的冻雨天气过程主要是由于北方强冷空气快速南下,在安徽省境内大陆冷高压与西太平洋副热带高压相遇,形成鞍形场切变线引起的.从模拟结果来看,此次安徽省山区与平原地区冻雨天气的成因和层结特征均有较大区别,山区冻雨天气的形成与山脉对冷暖空气的阻挡和抬升有关;而平原地区冻雨天气的形成需强冷空气快速南下,产生有利于冻雨天气发生的层结结构.山区冻雨天气发生时,具有较大的逆温梯度和较高的冷心高度;平原地区冻雨天气发生时,近地面有较大的负变温中心和较高的冷心高度,但与逆温梯度不存在稳定的对应关系.冻雨天气的产生与逆温强度、冷垫厚度及其变温幅度均有一定的关系,是一个复杂的物理过程.     

ENSO事件发展的时空特征

本文利用1951—1988年10°S—50°N太平洋SST资料与EOF分析方法对ENSO事件的发展过程与循环的时空特征进行了分析.分析结果表明EOF第一主分量时间系数的变化可以很好地表示SST距平变化与ENSO事件的发生.并且,第一主分量空间函数分布的变化揭示了一种ENSO事件增温是春季首先始于赤道东太平洋沿岸,随后向西传播到赤道中太平洋的增温过程;而第二主分量空间函数分布的变化揭示了另一种ENSO事件可增温首先始于赤道中太平洋,然后向东传播到赤道东太平洋的增温过程.分析结果还表明,ENSO事件的强度是强弱相间,其周期平均大约为4年左右. 本文还比较了80年代热带太平洋SST的变化及所发生的两次ENSO事件与其它年代所发生的ENSO事件的差别.     

中国东北地区两场罕见冻雨过程的对比分析

2020年11月17～20日（过程1）和2021年11月7～11日（过程2）在中国东北地区发生了两场历史罕见的冻雨事件，给吉林和黑龙江两省造成了异常严重的灾害。本文利用NCEP/NCAR和EC-ERA5再分析资料、地面气象要素实况和探空资料，对这两次冻雨过程进行了诊断分析。结果表明，地面关键影响系统均为北上发展加强的江淮气旋，冻雨区均位于地面暖锋北部冷空气一侧的等压线密集带中。冻雨形成过程存在差异，过程1主要表现为先有地面降温形成“冷垫”，之后气旋携带的暖空气在“冷垫”上爬升并配合850 hPa暖锋维持；过程2则表现为大量暖湿空气向北输送，地面气温回升，850 hPa暖舌发展，被抬升的暖湿空气降落在前期较冷的下垫面上形成冻雨。冻雨发生时，水汽条件丰沛，并伴有上升速度和锋区的明显加强。温度层结呈现“冷—暖—冷”三明治型垂直分布特征，即低空有逆温层且有融化层和近地面有冻结层同时存在。两次过程均符合多数北方冻雨的“冰相融化”机制。过程1逆温层顶高度、逆温强度及最大融化层厚度均强于过程2，且逆温持续时间长，导致电线积冰厚度差异明显。地形对冻雨有一定的影响。最后提炼出一个东北冻雨天气的三维结构模...     

冻雨形成的天气条件分析

应用常规观测资料和1°×1°的NCEP资料,对2008年1月中旬河南出现的一次冻雨天气过程的环流形势和影响系统的演变及气温垂直分布特征的分析结果表明:中层西南暖湿气流叠加在华北入侵强冷空气之上非常有利于冻雨天气的产生.因此,冷、暖、冷的大气温度垂直结构特征和中层暖平流的活动是冻雨产生、维持的必要条件;冻雨强度和地面的温、风、湿及降水强度均有密切的关系.     

贵州冻雨时空分布变化特征及其影响因素浅析

利用贵州84个测站冻雨日数资料和NCEP/NCAR再分析资料,借助EOF展开、小波分析及其它诊断技术,分析了贵州冻雨的空间分布特征、时间演变规律及其影响因素.结果表明:贵州冻雨的地区分布特点是西部多、东部少,中部多、南北少;冻雨日数变化梯度较大的区域主要集中在贵州省的中、西部,尤其是西北部地区;GIS反演的贵州冬季雨凇空间分布更接近实际分布特征,即一般海拔较高处凝冻重,而一般气象观测站大多分布在海拔相对较低的城镇附近,导致其观测结果比实际凝冻强度要弱;贵州冻雨存在较大的年际变化,具有非常明显的12年和32年的周期振荡,在4年的时间尺度上,周期振荡也比较明显;贵州冬季冻雨空间分布特征和时间演变规律主要受海拔高度、相对高度、迎风坡和背风坡、静止锋区,冷空气厚度和不同高度冷空气活动等多种因素的综合影响.     

贵州冻雨时空分布及对应临近环流特征分析

利用贵州29个站冻雨日数资料和500hPa高度场资料,借助EOF展开、功率谱分析及其它诊断技术,分析贵州冻雨空间分布特征、时间演变规律以及对应临近环流分布特征。结果表明:贵州冻雨区主要集中在省之西北部;贵州冻雨年际变化主要表现为12月冻雨有准8a振荡周期,1月冻雨有准4a变化周期,整个冬季也存在准4a变化;年代际变化主要表现为从20世纪80年代中期开始,贵州冻雨强度就有减弱的趋势;其临近11月500hPa高度场异常对贵州后期冻雨强弱具有较好的指示作用,尤其是欧亚地区上空环流的异常,对贵州冻雨异常的指示作用更是突出。主要表现为当临近11月中高纬欧亚地区上空为异常低压环流所控制,而对应高纬度北极圈为异常高压环流控制时,一般预示贵州是一个弱冻雨年,反之,则为强冻雨年。     

贵州2008年与2022年年初低温雨雪冻雨天气过程对比分析

利用常规气象观测资料以及NCEP再分析资料,通过对实况资料、环流背景、气候背景的研究,对2008年和2022年年初贵州省低温雨雪冻雨天气过程进行对比分析。结果表明：2022年冷空气强度与2008年相比偏弱,最低气温比2008年偏高2.7 ℃;日平均降雪站数接近2008年略偏少,达到了2008年的91%;日平均冻雨站数与2008年相比明显偏少,仅达到2008年的29%,2022年最大雪深超过了2008年。两次低温雨雪天气的成因共同点是：拉尼娜事件的影响;副高、欧亚阻高异常偏强以及中亚、西亚低值系统活跃,持续大量暖湿空气向北输送水汽;不同点是：2022年鄂霍次克海低涡强度偏弱。在两次低温雨雪持续期间,副高异常增强、北抬,欧亚阻高形势稳固,北极明显升温,持续的水汽输送和逆温存在,为这两次雨雪冰冻灾害提供重要的环流背景。     

贵州省两次超强凝冻过程的天气成因对比分析

利用贵州省84个台站常规观测资料、NCEP/NCAR逐日再分析资料以及NOAA逐月海表温度资料，对2008年和2011年贵州省出现的两次超强凝冻过程的降温幅度、影响站次、海温背景、环流场、温度场等进行了对比分析。结果表明：中等强度的东部型拉尼娜事件是两次过程的有利气候背景，东亚地区500 hPa 西高东低的距平分布、850 hPa切变线的稳定维持、700 hPa西南急流、温度场上逆温区以及温度垂直剖面图的800～600 hPa之间的融化层均是两次过程的有利的形势条件。而2008年过程对应850 hPa切变线位置更为靠北，且其西南急流范围/强度、逆温区面积/强度、冷平流强度、融化层厚度/持续时间/中心温度均较2011年的明显偏强，这是导致2008年冬季凝冻过程影响更为明显的原因。     

2016年12月克拉玛依一次罕见冻雨天气过程分析

本文对2016年12月4-5日新疆克拉玛依市出现历史罕见的冻雨天气过程,通过实况观测资料的综合分析,并利用WRF区域模式进行数值模拟,分析冻雨形成的环流形势、风场、大气层结以及冻雨区云系。结果表明,大尺度环流形势为西风带上弱波动东移,配合中低层西南急流,以及冷暖气团交汇,为冻雨的形成提供了必要的天气尺度条件。本次冻雨的形成机制为融化机制,水汽输送层主要位于冰晶层,水汽受冰晶效应充分凝结后再在暖层融化,落入冷层迅速冷却为冰粒或过冷却雨滴。逆温层是冻雨发生的主要条件,并且随着逆温层减弱,降水物的相态也从冰粒转为过冷却水。本次冻雨过程与南方冻雨不同的是,克拉玛依上空在降水前期就存在强逆温,并且在冻雨发生前逆温层出现减弱再加强的变化。     

1951—2017年冬季中国南方持续性冰冻雨雪事件的气候特征及其与环流异常的联系

采用1950—2018年中国753站逐日气温和降水资料及NCEP/NCAR逐日再分析资料,确定了1951—2017年冬季中国南方强持续性冰冻雨雪事件,并对其时空特征、区划及事件爆发日的环流特征进行分析。结果表明：1）中国南方持续性冰冻雨雪事件存在显著的2～3 a周期变化,且1985年前后发生了突变,虽然近年来其强度呈显著减弱趋势,但仍然发生了多次强持续性冰冻雨雪事件;2）持续性冰冻雨雪事件在中国南方中西部发生频次高、持续日数长,在中国南方中东部则强度更大;3）中国南方37次强持续性冰冻雨雪事件可划分为华中型、华南型和西南型3类;4）3类持续性冰冻雨雪事件爆发日,欧亚大陆500 hPa位势高度异常呈现北高南低,蒙古高压显著偏强、中心南进,该配置有利于北方冷空气向南输送,且南支槽显著加深,水汽向北输送活跃。三者的不同之处在于蒙古高压强度及影响范围存在差异,其中西南型最强、范围最大、南伸显著,华南型次之;华中型、华南型的水汽输送受南支槽和副热带高压共同影响,而西南型的水汽输送仅受南支槽调控。     

Meteorology in Canada: A reaction to the rose report

The methods used in an earlier study focusing on the province of Ontario, Canada, were adapted for this current study to expand the study area over eastern Canada where the infrastructure is at risk of being impacted by freezing rain. To estimate possible impacts of climate change on future freezing rain events, a three-step process was used in the study: (1) statistical downscaling, (2) synoptic weather typing, and (3) future projections. A regression-based downscaling approach, constructed using different regression methods for different meteorological variables, was used to downscale the outputs of eight general circulation models to each of 42 hourly observing stations over eastern Canada. Using synoptic weather typing (principal components analysis, a clustering procedure, discriminant function analysis), the freezing rain-related weather types under historical climate (1958–2007) and future downscaled climate conditions (2016–2035, 2046–2065, 2081–2100) were identified for all selected stations. The potential changes in the frequency of future daily freezing rain events can be projected quantitatively by comparing future and historical frequencies of freezing rain-related weather types.

The modelled results show that eastern Canada could experience more freezing rain events late this century during the coldest months (i.e., December to February) than the averaged historical conditions. Conversely, during the warmest months of the study season (i.e., November and April in the southern regions, October in the northern regions), eastern Canada could experience less freezing rain events late this century. The increase in the number of daily freezing rain events in the future for the coldest months is projected to be progressively greater from south to north or from southwest to northeast across eastern Canada. The relative decrease in magnitude of future daily freezing rain events in the warmest months is projected to be much less than the relative increase in magnitude in the coldest months.     

杭州地区酸雨分布特征及影响因素

利用2009年7月至2012年6月杭州地区7个观测站的酸雨资料并结合探空及大气成分资料,分析近3年来杭州地区的酸雨变化和分布特征,研究了气象条件和大气污染物对酸雨的影响。结果表明：杭州地区近3年降水平均pH值在437~523之间,酸雨污染空间上呈现“西重东轻”的格局,降水酸度和酸雨频率均呈现小幅波动且变化趋势不明显。酸雨污染总体上夏季最轻,秋冬季最严重,春季次之。降水量与pH值和电导率的关系各站不一,其中临安、淳安、建德和富阳等地的降水pH值与降水量成正比,杭州和桐庐相关变化关系不明显。萧山比较特殊,各地降水电导率与降水量均呈反比; 在850 hPa偏北风的输送影响下, 降水酸度及电导率较高;降水pH值与最低层逆温的高度成正比,与逆温的厚度成反比,强酸雨时在降水前半段均伴随较严重的灰霾天气,逆温对降水电导率的相关关系不是很明显; 污染物SO2、NO2、PM10、PM25的浓度与降水pH值呈负相关关系, 说明近地层污染物浓度对降水酸度有重要影响。     

TRMM测雨雷达和微波成像仪对两个中尺度特大暴雨降水结构的观测分析研究

文中利用TRMM卫星的测雨雷达和微波成像仪探测结果,研究了1998年7月20日21时(世界时)和1999年6月9日21时发生在武汉地区附近和皖南地区的两个中尺度强降水系统的水平结构和垂直结构,以及TMI微波亮温对降水强弱和分布的响应。研究结果表明:这两个中尺度强降水系统中对流降水所占面积比层云降水面积小,但对流降水具有很强的降水率,它对总降水量的贡献超过了层云降水。降水水平结构表明,两个中尺度强降水系统由多个强雨团或雨带组成,它们均属于对流性降水;降水垂直结构分析表明,强对流降水的雨顶高度可达15km,强对流降水主体中存在垂直方向和水平方向非均匀降水率分布区,层云降水有清晰的亮度带,层云降水的上方存在多层云系结构。降水廓线分布表明:对流降水廓线与层云降水廓线有明显的区别,并且降水廓线清晰地反映了降水微物理过程的垂直分布。整个中尺度强降水系统中对流降水与层云降水的区别还反映在标准化的总降水率随高度的分布。微波信号分析表明:TMI85 GHz极化修正亮温,19.4与37.0,19.4与85.5,37.0与85.5 GHz的垂直极化亮温差均能较好地指示陆面附近的降水分布。     

我国冬季冻雨和冰粒天气的形成机制及预报着眼点

利用探空和地面观测资料,通过对2001年冬季至2010年冬季我国不同区域（分为4个区域：北方、江南、华南、西南）的冻雨和冰粒天气形成的物理过程进行分析发现：（1）除北方区域外,我国其他区域的冻雨主要以暖雨机制为主。北方区域的融化类冻雨比例也仅为39％,但纬度越高,出现融化类冻雨的几率高于上述比例。暖层出现是冻雨天气的重要特征,但暖层作用主要是输送水汽和维持锋面系统,以保证降水的发生和持续,低层及地面气温普遍低于0℃可能是最重要的原因。（2）我国冰粒天气的形成机制主要以融化机制为主。冰粒天气的云顶高度普遍高于冻雨天气。冰粒天气的暖层厚度和强度均小于冻雨天气,这主要是由于弱暖层只是部分融化冰晶和雪花,使其重新冻结成为可能。冰粒天气的700hPa风速值普遍小于冻雨天气,这一方面说明冰粒天气对水汽输送条件要低一些,另一方面也反映了冰粒天气暖层较弱的特点。（3）云顶高度、暖层强度和厚度、低层冷层温度露点差、700hPa风速以及地面气温是甄别冻雨和冰粒天气的特征量,但不同区域,这些特征量的有效性不一样。西南区域冻雨和冰粒天气的主要差别在地面气温,其他特征量或差别不明显,或代表性不足,只可以作为辅助判断的因子。     

2008年初柳北罕见低温雨雪冰冻灾害分析

利用柳北地区40个加密自动气象站监测资料及三江、融安、融水三县建站以来的气温资料,对2008年初柳北地区的低温雨雪冰冻灾害进行了综合分析,结果表明:此次低温雨雪冰冻天气过程为柳北地区近50 a来最严重的冰冻灾害天气过程,在这次过程中,海拔越高、纬度越高的地带灾害程度越严重,纬度相同的地带又以海拔高的受害严重。