伴随对流层中低层气温持续下降的雪转雨过程分析

利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）0.25°×0.25°分辨率细网格模式产品、探空观测资料和风廓线雷达等资料,对2014年2月18日浙江嘉兴雨雪天气过程中降水相态先由雨转雪、再由雪转雨的变化条件进行了分析,并对ECMWF细网格模式产品进行了预报性能检验,结果表明：模式形势预报准确,但未能预报出雪转雨过程。在对流层中低层气温持续降低的情况下,水汽凝结高度不同是造成两次相态转换的主要原因。上午垂直运动加强,水汽充沛,降水粒子的凝结高度高,足以形成大的雪花,在较低的零度层高度以下降落时不至于融化;下午垂直运动减弱,水汽集中在低层,尽管这一高度层的气温在-3～-2 ℃,但是不足以凝结成固态降水,同时地面气温受海上暖平流影响而回升,因此降水相态由雪转雨。     

许昌两次初春回流类雨转雪过程对比分析

应用micaps3天气图资料、卫星云图,对许昌市2011年2月25—28日和2014年2月16-18日两次雨转雪天气过程进行诊断分析和对比分析,对环流形势、水汽条件、动力、热力特征的分析结果表明：（1）两次过程的共同点为前期主要是500hPa高空槽和700hPa切变线影响的稳定性降水,后期是850hPa回流冷空气不断补充堆积形成深厚的冷垫,低层偏东气流与中高层槽前的西南暖湿急流交汇形成回流降水形势。另外,高低空的有力配合,冷暖空气的交汇为两场降水提供了较好的动力条件。（2）不同点为两次回流降水时段、持续时间、降水强度、降水落区不同。过程一水汽含量更高,辐合偏河南省北中部而且湿层更深厚,强度更强,水汽通量较过程二大一个量级,降水量较过程二也大一个量级。过程二辐合落区在河南省南部,且持续时间较短,系统配置较弱。（3）冷空气侵入时段、气温下降速度、降水时间、850hPa温度的临界值,都是是初春降水性质发生改变的关键点。其中850hPa温度低于-4℃作为雨转雪指标外,气温的下降速度可作为雨转雪的补充预报指标。     

杭州市典型雨转雪天气成因及预报模型

利用2008—2018年的NCEP(1°×1°)再分析资料、常规气象观测资料和降雪加密观测资料,选出杭州地区10次典型的雨转雪天气过程,从大尺度环流背景和动力、水汽以及热力因子等物理量场结构方面展开研究,最终得出杭州冬季典型雨转雪天气的预报模型:①大尺度环流配置需满足能为雨转雪天气的形成提供有利的水汽、动力抬升以及中低层上暖下冷的逆温或等温层结条件;②水汽和动力因子等物理量须满足产生纯雪的特定条件;③杭州温度层结须为T_(2m)≤1.5℃、T_(925)≤-4.0℃、T_(850)≤0℃、T_(700)≤-1.0℃和T_(500)≤-10.0℃。此外,进一步补充了杭州可能产生大雪甚至暴雪量级降雪的特定条件。最终选取2019年初的2次典型降水过程进行预报回报检验。     

北疆春季降水相态转换判识和成因分析

2014年4月13-15日北疆出现了大范围雨转雪天气和强降雪过程,给当地工农牧业及人民生活造成严重影响。对这次过程,利用天气学诊断方法,分析了其发生发展过程,并得到此次灾害性天气过程中雨雪相态转换和降水强度的预报指标。结果显示:(1)此次天气过程是在中亚低涡两次生成、发展和减弱过程中出现的。(2)中低层温度变化是预报北疆春季降水相态转换的关键因子和指标,中层温度可区分雪和雨夹雪,T_(500)-25℃、T_(700)-12℃可判定为雨夹雪转雪;低层温度可区分雨和雨夹雪,T_(850)-2℃和T_(925)2℃时雨转雨夹雪,T_(850)-4.5℃用来判别雨夹雪转雪。(3)春季北疆沿天山一带和天山山区的降水中水汽凝结起主要作用,中低层水汽冷凝结是影响降水强度的重要因子,水汽条件越好、冷空气越强、凝结厚度越厚、持续时间越长,则降水强度越强,水汽冷凝结强度决定了降水强度的大小。     

一次雨雪天气过程的风廓线雷达特征

利用3部风廓线雷达资料对2016年2月12—13日鲁中地区出现的一次雨雪天气过程进行分析。结果表明:(1)此次雨雪天气是由低涡和地面气旋共同作用造成的一次回流降水过程,强降水出现在气旋中心的北侧冷区中,925 h Pa和近地面气温下降到0℃以下是雨转雪的重要标志。(2) 1 km以下超低空风场变化是降水开始的信号,低层冷垫强度的变化决定降水相态的转变,降雪时雷达最大探测高度比降雨时有明显下降;低空切变指数在降水开始和结束时会出现较大幅度增大,降雨持续阶段低空切变指数的小幅增加与雨强增强相对应。(3)风廓线雷达垂直速度不仅能体现降水强度的变化,同时也能反映降水相态的变化,降雨转雨夹雪转降雪过程中近地面的垂直速度逐渐变小。(4)大气折射率结构常数和信噪比随高度均呈现逐渐减小趋势,两者的变化能够反映降水强度的变化,均具有零度层亮带特征,亮带的消失对应降雪的开始。     

山东冬半年回流降雪形势特征及相关降水相态

利用2000-2013年冬季回流形势36次降水个例的高空、地面观测资料及济南、青岛的降水资料,研究了山东回流形势的环流特征,并按中间暖层和低层冷层的厚度进行了分型。在分型的基础上,探讨了不同形势下温度、厚度的垂直变化特征,获得了不同降水相态下的温度和厚度预报指标。结果表明:(1)回流形势可分为3种,即:回流Ⅰ型、回流Ⅱ型和浅回流型,其中浅回流型又可分为冷层薄浅回流与暖层薄浅回流。(2)直接降雪时,内陆地区各层的温度阈值为T_(850)≤-4℃,T_(925)≤-2℃,T_(1000)≤0℃或T地面≤1℃;但是沿海地区更要确保地面温度0℃。(3)无论内陆还是沿海,当T_(850)≤-3℃,T_(925)≤-1℃,T_(1000)≤0℃或T地面≤1℃时,要考虑降水相态由雨转为雨夹雪或雪;(4)直接降雪的厚度指标:回流Ⅰ型与回流Ⅱ型,冷层H_(850-1000)为127~130 dagpm,暖层H_(500-700)为252~256 dagpm;冷层薄浅回流,冷层H_(925-1000)为61~64 dagpm,暖层H_(500-850)为403~413 dagpm;暖层薄浅回流,冷层H_(700-1000)为279~284 dagpm,暖层H_(500-700)为250~260 dagpm。雨转雪时,回流Ⅰ型与回流Ⅱ型,冷层H_(850-1000)为127~130 dagpm,暖层H_(500-700)为255~264 dagpm,浅回流型雨转雪过程个例太少,厚度指标有待以后关注。     

2020年初山东一次雨转暴雪天气过程分析

利用2020年1月常规天气图、地面降水、加密自动站和欧洲中心细网格等资料,分析了2020年初山东一次雨转暴雪的天气过程。研究发现,这次过程前期主要是降雨阶段,后期是降雪阶段：降雨阶段,山东处于高空槽前,水汽主要来源于高空槽前的西南气流,上升运动弱,气流的不稳定层位于800 hPa以下;降雪阶段,山东内陆地区近地面层形成冷垫,700～500 hPa槽前暖湿空气沿冷垫爬升,不稳定层较降雨时明显抬升,上升运动加强。山东半岛在降雪阶段受黄海气旋外围影响,水汽来源主要是气旋外围的偏东气流。近地面冷层厚度能引起该层温度的变化：当冷层厚度在2 km以下时,降水相态为雨;超过2 km时,降水相态为雪;当冷层厚度达到5 km以上时,降水过程结束。这次过程中山东多地存在雨雪相态转换,近地层温度与0 ℃层高度是判定降水相态的有效要素指标。     

一次春季强寒潮的降水相态变化分析

应用NCEP 1°×1°资料、常规观测资料、自动站资料、多普勒天气雷达资料,对2007年3月河北省一次早春强寒潮天气背景下的降水多相态转换的成因与雨雪转换的预报进行了分析.结果表明:850hPa及以下蒙古高压和江淮气旋共同作用产生的偏东风导致低层大气温度持续下降,降水性质从雨转为雪.随着江淮气旋入海,高低空风向发生突变,从东北风转为西北风,加上太行山地形作用,使太行山东麓部分地区低层大气出现小幅升温,0℃层高度抬升,致使从雪转为雨.多普勒天气雷达回波图上,0℃层亮带高度的迅速下降,可作为从液态降水向固态降水转换的判据之一.天气学分析表明,当0℃层高度低于950hPa、地面气温在0℃上下、1000hPa温度低于2℃、925hPa温度低于-2℃时,降水性质将从雨向雨夹雪或雪转变.     

北京一次极端雨雪天气异常诊断分析

2020年2月13—14日北京地区出现一次极端雨雪天气过程，利用EC再分析数据、风廓线雷达、气候资料等，采用诊断分析、风廓线产品反演、气候异常分析等方法，对这次伴有复杂相态转换、对流、累计降水量破历史同期极值的极端雨雪天气过程进行分析和异常诊断，结果表明：①大尺度低涡、高\低空急流、锋面等天气系统为降水提供良好的背景条件。②河北中部的中尺度涡旋，是这次极端雨雪天气的重要成因之一。③对流活动的参与提高了降水效率，致使过程累计降水量进一步加大。④850 hPa切变线北侧强盛的偏东气流，在动力抬升和水汽输送及辐合中发挥重要作用。⑤-8～-20 ℃层云冰含量低，且0 ℃层高度超过700 m是造成北京平原地区相态转换时间延迟的直接原因。⑥边界层回流冷空气由平原东部进入北京，是雨雪相态转换由东向西发生的根本原因。⑦极端的水汽通量辐合异常，是此次天气过程累计雨量突破同期历史极值的重要原因之一。     

2016年广东一次罕见寒潮雨雪冰冻天气过程分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR再分析资料,分析了2016年1月下旬广东罕见大范围雨雪冰冻天气过程的大尺度环流和冷空气活动特征、动力和水汽条件,采用湿球温度讨论了降水相态和大气温度垂直结构特征。结果表明：此次寒潮过程环流形势为横槽转竖型,横槽下摆引导强冷空气向南迅猛爆发,以及伴随着异常强的冷高压、锋区、冷温度中心和冷温度平流的冷空气主力南侵,是本次寒潮过程粤北和广东中南部温度陡降的主要原因;700 hPa冷暖空气的辐合,以及700 hPa西南气流从孟加拉湾输送水汽经中南半岛北部到北部湾至华南地区加强并辐合,是造成雨雪冰冻天气产生的重要动力和水汽条件;在有利的大尺度环流、动力和水汽条件配合下,降水相态的变化与暖层强度及湿球温度密切相关,暖层的明显减弱及暖层下方湿球温度低于0 ℃冷冻层的强度增强,导致降水相态由雨向雪、雨夹雪、霰等固态降水转变;在发生固态降水的平均时段内,粤北地区中低层湿球温度均低于0 ℃,无明显融化作用,产生纯雪或雨夹雪的可能性大;而位置偏南的珠江三角洲地区仍存在浅薄的暖层,因此主要出现雨夹雪或霰。当寒潮入侵涉及华南降水相态预报时,需要注重实况探空和模式预报探空的大气温湿垂直结构的分析,更应重视湿球温度的研究和应用。