新疆一次超极地寒潮天气分析

利用常规天气资料、美国NCEP/NCAR 1°×1°网格点逐6h再分析资料,运用天气学原理,对2012年1月16～21日新疆冬季一次超极地路径寒潮天气过程进行分析和总结。结果表明：本次过程是一次极地冷空气向南爆发影响新疆的寒潮天气,属于乌拉尔山脊类里咸海长脊型;寒潮发生在极涡偏在东北半球,超长波为三波的大背景下。过程期间欧亚范围维持两槽一脊的经向环流,欧洲与西伯利亚地区均为深厚的低压系统,里咸海长脊与乌拉尔山脊同位相叠加形成经向度超过35个纬距的暖性闭合高压,即乌拉尔山阻塞高压。随着乌拉尔山阻高不断向东南方向衰退,脊前强的北风带推动西西伯利亚横槽转竖南压引导极地冷空气向南爆发造成新疆大范围的寒潮天气。寒潮天气入侵新疆前后海平面气压中心强度分别为1047.5hPa和1071hPa。强的冷平流是气温骤降的主要原因。中高层偏西急流与近地面风场辐合形成的垂直环流为降雪提供必要的动力条件。降雪过程中,南北疆中低层增湿明显。北疆降雪水汽来源于咸海和巴湖,寒潮爆发后降雪成因归结于强的冷平流在动力作用下的冷凝降雪。数值预报性能检验来看,500hPa高度场预报ECWMF较T639精准且稳定性高,气压场和850hPa温度场预报T639优于ECWMF。     

新疆北部一次强寒潮天气特征及成因

选取区域自动气象站、常规高空和地面观测资料,FY-2E云图TBB资料及NCEP再分析资料,对2014年4月22—23日发生在新疆北部的强寒潮天气成因进行诊断,着重分析强降温和强降雪发生时温度平流、水汽和不稳定条件及云系演变特征。结果表明:前期里海脊发展与欧洲脊叠加,极地到40°N为强偏北急流,引导极区冷空气南下,使得西西伯利亚低槽向南加深。后期欧洲脊向东南衰退,推动西西伯利亚低槽快速东南移,寒潮爆发;中低层冷平流先于高层冷平流进入新疆北部,低空偏北急流促使冷平流强度加强,造成强降温;里咸海南侧的水汽沿着偏西和西南气流输送,为暴雪提供充沛的水汽条件;低层辐合、高层辐散和较强的垂直上升运动为暴雪的产生提供动力条件;降雪由冷锋云系造成,TBB在-44~-32℃之间,TBB越小,降雪越强,其演变特征可为降雪强度及暴雪落区的判断提供参考;通过EC、T639数值预报模式与预报、实况的定性和定量对比分析,模式对强天气的温度精细化预报敏感性较差,而EC模式降雪落区的预报优于T639,对暴雪落区预报具有一定的指导意义。     

2008年12月2—6日寒潮天气过程分析

利用常规天气观测资料、美国NCEP/NCAR 1°×1°网格点逐6h再分析资料,采用天气学原理和天气动力学诊断分析方法,对2008年12月2-6日寒潮天气过程进行分析和总结.结果表明:此次寒潮天气过程出现在欧洲脊强烈发展并缓慢东移、北半球中高纬环流形势由纬向型向经向型转换过程中.西脊前强偏北风带南移、横槽涡度西部大于东部、横槽前东南方的负变高和横槽后部的暖平流正变高等促使横槽转竖;南掉极涡与转竖低槽合并后,低槽明显向南加深,冷空气势力显著加强并开始向南爆发;自西脊西北部入侵小槽压迫高脊向东南方向移动并逐渐崩溃,脊前偏北气流逆转为西北气流,引导冷空气大举向南爆发,造成了此次寒潮天气过程.强盛的冷平流是造成气温骤降的主要原因.强风的形成除与冷平流侵入有关外,还与高空动量下传的增加密切相关.山东半岛降雨和强降雪的环流成因和物理量特征存在明显差异,降雨为冷暖空气交汇所致;强降雪则是冷平流、海陆分布差异和地形抬升共同影响的结果.T639、ECMWF和日本等3种数值模式均对这次亚欧中高纬大气环流的演变和调整均做出了较准确的预报,尤以ECMWF模式预报性能最好.     

2016年12月至2017年2月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

对2016年12月至2017年2月T639、ECMWF及日本（文中简称JP）数值模式的中期预报产品进行了分析和检验。结果表明：3个模式对亚洲中高纬环流形势的调整和演变均具有较好的预报性能,其中ECMWF模式预报效果最好。3个模式对850 hPa温度的转折性变化趋势均有较好的预报能力,对南方地区温度变化的预报能力优于北方地区;T639模式对北方地区的温度预报存在整体偏低的误差,而JP模式对南方地区的温度预报整体偏高,ECMWF预报综合效果最好。对于2017年2月影响全国的寒潮天气过程中地面冷高压的预报,T639模式对地面冷高压中心强度的预报效果优于ECMWF和JP模式,ECMWF模式对高压中心位置预报较为准确,T639和JP模式对高压中心位置预报均存在明显偏差。     

2017年12月至2018年2月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

对2017年12月至2018年2月T639、ECMWF及日本（文中简称JP）数值模式的中期预报产品进行了分析和检验。结果表明：3个模式对亚洲中高纬环流形势的调整和演变均具有较好的预报性能,其中ECMWF 模式预报效果最好。3个模式对850 hPa温度的转折性变化趋势均有较好的预报能力,对南方地区温度变化的预报能力优于北方地区;T639模式对北方地区的温度预报存在整体偏低的误差,而JP模式对南方地区的温度预报整体偏高,ECMWF 预报综合效果最好。对于2018年2月全国寒潮天气过程中的地面冷高压预报,T639模式对地面冷高压中心强度的预报效果优于ECMWF和JP模式,ECMWF模式对高压中心位置预报偏弱、偏东,T639和JP模式对高压中心位置预报亦存在明显偏差。     

2009年3—5月T639、ECMWF及日本模式的中期预报性能检验

为更好地应用T639模式中期预报产品,对2009年3-5月T639模式进行天气学检验,并与ECMWF和日本模式进行了对比分析.结果表明:T639和ECMWF模式及日本模式预报性能均较好,相对地,ECMWF对中高纬大气环流的演变及850hPa温度有较强的预报能力.选取2009年4月23-25目的沙尘天气个例,T639模式对于引发此次沙尘天气的地面强风的中期预报指示意义最好,日本模式次之.     

2008年12月至2009年2月T639与ECMWF及日本模式中期预报性能检验

对2008年12月至2009年2月T639、ECMWF、日本模式的中期预报性能进行了检验和对比分析.结果表明:3种模式对大气环流的演变和调整、850hPa温度升降变化趋势均有较强的预报能力,其中尤以ECMWF模式预报误差最小.3种模式对重大灾害性、转折性天气过程也有很好的指示性能,较成功地预报了3次全国性寒潮天气过程、长江中下游地区持续阴雨天气过程的大气环流形势特征及主要影响系统.     

2011年4月2日卢氏县寒潮天气成因分析

利用常规天气资料和数值预报产品,应用天气分析和诊断分析方法,对2011年3月31日-4月2日卢氏县出现的寒潮天气过程进行分析,结果表明：本次寒潮属小槽东移发展型。500hPa图上,新地岛附近的冷中心低于-40℃,温度槽落后于高度槽,南、北槽同位相合并加强使不稳定小槽发展成东亚大槽;位于河套的暖倒槽和江淮气旋的形成,有利于寒潮冷锋加速南下;强盛的冷平流和地面前期暖倒槽,为强降温提供了有利的温度条件。单站气象要素对寒潮反映较好,不论是气压、气温及其距平的变化,还是过程前气温回升,都是寒潮预报的重要指标。EC850hPa温度场的预报,对判断能否产生寒潮天气有很好的指示作用。850hPa强冷平流,是产生寒潮天气的主要原因。     

2016年9—11月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

文章对2016年9—11月T639、ECMWF及日本全球数值模式的中期预报产品进行了分析检验。结果表明：3个模式对亚洲中高纬环流形势的调整和演变具有较好的预报性能,其中ECMWF模式预报效果最好。对副热带高压预报,ECMWF模式对脊线位置预报偏差更小,而T639模式对西脊点的位置把握更好。3个模式对850 hPa温度的转折性变化趋势均有较好的预报能力,其中对南方地区温度变化的预报能力明显优于北方地区。此外,3个模式对1614号强台风莫兰蒂中心位置和强度的120 h预报均存在不同程度的偏差,但ECMWF模式在台风发展后期能较好地预报出台风的移动方向。T639模式对寒潮地面冷高压强度的预报效果优于ECMWF模式。     

浅谈用经验指标与数值预报产品相结合制作寒潮天气预报

通过对咸宁市2003年11月8日寒潮天气过程有关气象资料的分析,以及对此次过程预报思路的总结可以发现：此次寒潮天气主要是由于强冷空气东路过境造成的,寒潮出现前期有明显的回暖现象;欧洲中心数值预报产品中的850hPa温度预报对降温幅度和最低气温的预报有很好的指示作用,如将本地经验预报指标与数值预报产品相结合,可大大提高寒潮的预报能力。     

数值模式对2016年1月世纪寒潮过程的预报能力检验

对比检验了ECMWF和T639对2016年1月23—24日强寒潮天气过程的中期预报能力,表明ECMWF和T639 216h时效500hPa高度场的预报能刻画出西高东低的环流形势,ECMWF预报比实况偏晚,高低压中心比实况偏弱,T639预报比实况偏快,低压中心值比实况偏强,96h时效的高度场预报均基本接近实况。ECMWF 168h时效850hPa冷中心强度、气温梯度与实况相等,冷中心比实况偏东5个经度,T639 144h时效气温梯度比实况偏小,冷中心比实况偏东5个经度,48h时效的预报均与实况非常接近,等温线重合度很高。ECMWF 192h时效的海平面气压场冷高压中心位置及中心强度与实况一致,只是1060hPa及以上的区域比实况偏小。T639 192h时效的海平面气压场冷高压中心比实况偏南7个纬度,中心强度比实况偏强2.5 hPa,等压线走向及梯度与实况类似。24h内短期时效对比检验T639、ECMWF、山东WRF确定性预报（EnWRF）、WRF集合不同分位数的最低气温、最大风力和降水预报可知,WRF集合最小值预报最低气温评分最高,WRF集合较大值对大风力的预报准确率最高,Japan模式对降水落区预报较好,EnWRF很好地预报了较强降水区域,T639和ECMWF细网格对2mm降雪量预报效果较好。     

2013年12月至2014年2月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为了更好地应用T639模式中期预报产品,对2013年12月至2014年2月T639模式中期预报时效产品进行了天气学检验,并与ECMWF（文中简称EC）和日本模式（文中简称JP）进行了对比分析。结果表明：3个模式均对亚洲中高纬大气环流形势的调整和演变具有较好的预报性能。对于850 hPa温度场,ECMWF模式的预报误差最小,日本模式次之,T639模式略差;与之前秋季预报结果相比,3个模式对温度场预报能力均有所减弱。对于海平面气压场,ECMWF仍然显示出较好的预报性能。综合看来,ECMWF模式对主要天气系统及气象要素的预报最接近分析场;日本模式和T639模式次之。     

2017年3—5月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

文章对2017年3—5月T639、ECMWF及日本（文中简称JP）数值模式的中期预报产品进行了分析和检验。结果表明：T639模式和ECMWF模式对亚洲中高纬环流形势的调整和演变均具有较好的预报性能。T639模式和ECMWF模式对850 hPa温度的转折性变化趋势均有较好的预报能力,其中对南方地区温度变化的预报能力明显优于北方地区,ECMWF综合预报效果最好。此外,选取了2017年5月3—7日的沙尘天气过程进行个例分析,发现ECMWF模式对此次过程的海平面高压系统的中期预报指示意义较好。     

2002年12月25～28日河南低温天气过程分析

对2002年12月下旬河南低温冻害天气分析结果表明 前期强冷空气影响及大范围降雪,造成了前期气温偏低,为低温天气产生提供了有利条件; 地面积雪时间长、高空强冷平流补充南下与晴空辐射降温是形成此次低温冷害的主要原因;500、700 hPa脊前偏北气流引导近地面冷高压东南移并持续控制河南是造成晴空辐射冷却的主要天气系统;空气湿度小,有利于夜间降温.数值预报对最低气温的预报有一定指示意义当日本782和欧洲中心850 hPa的温度预报＜-8 ℃,同时24 h地面变压预报值≤3 hPa时,第二天凌晨可能会出现-10℃以下的低温.     

一次春季冷锋过境引起的大风天气分析

利用常规探测资料、地面加密观测资料及NCEP再分析资料,对2009年4月15日新乡罕见大风天气的天气形势及物理量场特征进行了诊断分析。结果表明:西伯利亚强冷空气南下与华北低压发展共同造成的强气压梯度、高低空强的冷平流是造成此次强风的主要原因;地面冷锋前的上升运动与高空急流入口区次级环流上升气流的叠加,为深对流发展提供了深厚的垂直环流发展条件;高空西风急流配合适合的垂直环流,产生动量下传,是超出一般强度的冷空气大风产生的原因;ECMWF和T639数值预报产品均成功地预报出了此次强风过程。     

2006年4月11-12日寒潮天气成因

利用天气图和数值预报产品,对2006年4月11-12日河南省寒潮天气过程的环流形势、单站气象要素变化及成因等进行了分析,结果表明:500 hPa横槽转竖是寒潮天气产生的重要影响系统;850 hPa冷平流是强降温的主要原因。     

2010年春季新疆一次寒潮天气过程分析

综合利用常规天气观测资料、美国NCEP／NCAR再分析资料、ECMWF及T-639数值预报产品,对2010年3月27—29日新疆寒潮天气过程的环流形势演变、动力机制、物理量、卫星云图特征进行了分析。结果表明,此次强寒潮来源于欧洲中部,属西方路径,强冷空气经过黑海-咸海-中亚地区入侵新疆;造成强降水的原因是西方冷空气与中...     

2008年12月两次寒潮天气对比分析

利用常规天气资料和数值预报产品,应用天气分析和诊断分析方法,并结合宁夏寒潮预报系统的预报结果,对2008年12月2-4日和12月20-21日宁夏出现的两次典型寒潮天气过程进行对比分析,结果表明:两次过程均是在前期强烈升温的基础上,有强冷空气在西西伯利亚及贝加尔湖堆积并向南侵袭造成的;两次过程亚洲中高纬环流形势均表现为"一脊一槽"型,动力机制均为高空旋转低压槽与强锋区,促使寒潮爆发的流场均为"低槽旋转型";冷空气爆发后,宁夏上空均由强盛的冷平流控制,地面冷高压均进入关键区并达到寒潮强度;但由于寒潮发生的环流背景、影响系统及冷空气的强度、发展、移动路径不同,因此两次过程的降温幅度和对宁夏造成的影响也不同.在此基础上,总结出宁夏冬季寒潮天气的预报着眼点.     

2014年6—8月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

对2014年6—8月T639、ECMWF及日本（文中简称JP）数值模式的中期预报产品进行了分析对比和检验。结果表明：3家模式对亚洲中高纬环流形势和850 hPa温度的调整与演变均具有较好的预报性能。对比而言,ECMWF 模式的预报较其他两家模式更接近实况。对副热带高压的变化情况,ECMWF和T639模式较好的体现出了各项指标的变化趋势,但对具体的变化情况均存在不同程度的误差。对于1409号超强台风威马逊（Rammasun）的路径及强度预报,T639模式预报与零场较为接近,ECMWF模式预报台风强度较实况偏弱。     

2016年6—8月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

对2016年6—8月T639、ECMWF及日本（文中简称JP）数值模式的中期预报产品进行了分析和检验。结果表明：3个模式对亚洲中高纬环流形势的调整和演变均具有较好的预报性能,其中ECMWF模式预报效果最好。对于副热带高压,ECMWF和T639模式均能较好地预报副热带高压移动趋势,但具体过程存在不同偏差,ECMWF模式偏差较小;3个模式中期时效均能报出四川盆地的持续高温过程,且对北方850 hPa温度的转折性变化趋势均有较好的预报能力,ECMWF和JP模式对南方地区温度变化的预报能力明显优于北方地区,T639模式对南方温度预报偏差较大,ECMWF模式综合预报效果最好。对台风妮妲,ECMWF模式预报与零场较为接近,T639模式误差较大。