北京地区一次大雪过程的分析

1973年1月22日至24日,华北在久旱之后,下了一场大雪,大雪中心位于承德,雪量为26毫米。北京平原地区普遍降雪达20毫米,其中靠近承德的平谷县最大,为22.4毫米,积雪20厘米。这是北京近半个世     

锡林郭勒盟一次槽涡型大雪天气过程分析

利用高空、地面形势场和物理量场等气象资料,对2011年2月26日锡林郭勒盟地区出现的大雪天气过程诊断分析。结果表明:这次大雪是在稳定的行星尺度天气系统作用下,受低空切变线配合河套气旋影响,满足了高低空急流耦合提供的动力抬升、低空急流建立的水汽输送及辐合、低层暖湿气流产生的能量不稳定等条件下产生的,属弱冷空气类槽涡型;西南涡(槽)和华北脊对大雪的产生和落区起到重要的决定作用,低层强盛的暖湿气团为不稳定能量的产生提供了条件;通过分析、总结,结合实际预报经验,提出了预报要点和指标。     

锡林郭勒盟一次区域性大雪天气分析

利用Micaps系统的高空与地面实况资料,对2011年2月26日锡林郭勒盟自西向东出现的强降雪天气过程进行了天气学分析。结果表明:这次大雪过程属非典型的北槽南涡型结构,锡林郭勒盟处于华北脊控制之中,脊后有西南涡与蒙古的冷槽结合东移,造成锡林郭勒盟区域性的一次大雪天气过程。     

华北春季大雪和黄渤海强东风

1979年2月21日至23日,华北下了一场罕见的大雪,黄淮和江淮地区出现冻雨,黄渤海出现8至10级强东风,在渤海中西部海上石油勘探平台上曾测到11至12级偏东风,引起塘沽港部分地区的海水倒灌。 这是一次较强的东路冷空气活动过程,冷空气主要从低层由华北北部和东北南部一带向南回流扩散,与较弱的西路冷空气在陕北汇合,形成锢囚,尔后逐渐南移,中低空华北出现低涡和暖性切变等中间尺度系统;高空南北波系在中纬度反位相叠置,并同步东移,使我国东部地区上空盛行强劲的西南气流。     

华北“7·19”暴雨中低涡系统演变及多尺度相互作用机制研究

为探究华北暴雨的维持及中尺度系统演变机制,利用NCEP/NCAR的GFS资料、地面自动站观测资料等,借助数值模拟、涡度收支分析和尺度分离等方法,对2016年7月19日前后一次华北暴雨过程进行了观测分析和模拟研究。(1)本次极端降水过程与东移低槽切断形成的深厚低涡密切相关。低涡与副高脊线形成“东高西低”形势且雨区始终处于高层辐散低层辐合的动力配置下,有利于对流维持。涡旋与低空急流的配合使来自西南侧和东侧的水汽在华北辐合,并使雨区处于能量锋区,对流层中低层形成深厚逆温层,为暴雨维持提供水汽和能量保障。(2)低涡系统总体呈增强趋势,中心涡度最高达55×10-5 s-1以上。成熟阶段呈现贯穿对流层的直立正涡度柱,但涡度变化集中在500 hPa以下,中心维持在850 hPa附近。涡度增长主要受正涡度区与辐合中心重合产生的拉伸效应以及干侵入等因素的促进作用。(3)低层辐合中心由三种不同尺度系统叠加而成,其中中尺度系统对中心的强度和位置影响最大,而大中尺度风场间的辐合也使辐合区更大、强度更强。低层涡旋增长与风场辐合加强之间形成正反馈调节,有利于低涡和降水的维持。      

一次河北大暴雨的华北低涡结构和涡度收支分析

利用Micaps系统下常规资料、云图资料和NCEP全球再分析资料,对2004年7月11-12日发生在河北省中南部的一次局地大暴雨个例进行了诊断分析。结果表明：200hPa西风槽、500hPa华北低涡和中低层偏东风,是这场暴雨的直接影响系统,该过程中的华北低涡为低层冷心、高层暖心结构,具有随高度向西北倾斜的特征,涡度场特征明显。暴雨区对应着深厚的正涡度区,散度场结构零乱,非高层辐散、低层辐合的配置,暴雨区上空上升运动较强。冷空气来源于500hPa以下的东北地区,水汽的源地来自渤海,低层偏东风可能是暴雨区所需水汽的主要携带者。水平涡度平流项和水平涡度辐散项作用相反,水平涡度辐散项对总涡度起直接作用且为正贡献,而垂直平流项对总涡度贡献比较小。     

一次比较典型的暖性锢囚锋

1979年2月21—23日,华北北部出现了一次特大降雪天气过程,北京南苑降水量达31.4毫米,除1959年2月下旬那场大雪外,从1847年到现在一百三十多年还没有出现过这样大的降雪。有人指出,这是一次有高空低涡配合的地面锢囚降雪天气过程(范永祥等,1979年《气象》第9期,9—10页)。对于这次天气过程中锢囚锋的分析,本人有以下几点不同看法。     

全力以赴 作好春季气象服务

从3月16日夜间开始到20日,地区各地自西向东先后出现了一次明显的降雪天气.其中西部、北部靠山区以及库车县一带降雪较大,降雪量7-16毫米,山区积雪一般50 公分左右,最深一米多.这场大雪对当前的旱情,起了一定的缓和作用. 一、加强组织领导认真进行讨论地区气象台2月底收到区局“关于做好1986年春季气象服务的通知”后,多次召开预报服务人员会议,认真学习,全面贯彻落实文件精神.成立了由处、科、台领导和预报员组成的春季气象服务领导小组.同时建立健全了预报的各项规章制度. 3月12日咸海低涡形成后,预报员加强     

内蒙古大雪天气学分型研究

应用1971—2008年气象观测资料,对内蒙古大雪天气过程进行普查,查找出大雪天气过程98次。根据700hPa环流形势特征的不同,将内蒙古大雪天气形势分为2类6型。弱冷空气类:这种类型大多和南支暖湿系统相联系而出现,以降雪天气为主,降雪量较大。根据影响系统的不同分为槽涡型、切变型、北槽南涡型。强冷空气类:这种类型大多和高空长波槽脊相联系而出现,由于冷空气主体东移,且锋区较强,因此在产生降雪的同时,有大风和降温天气出现,多为风雪寒潮天气过程。根据影响系统的不同分为蒙古低槽(涡)型、贝加尔湖低槽(涡)型、西来斜压槽型。从系统的垂直结构分析表明:弱冷空气类与强冷空气类大雪存在明显的不同,弱冷空气类整层暖湿上升运动明显,强冷空气类对流层中高层冷平流强,斜压性明显。文章最后总结了各型大雪天气的预报着眼点。     

锡林郭勒盟一次大雪天气分析

2010年1月3日08—20时苏尼特右旗、朱日和、正镶白旗、正蓝旗出现了大雪天气过程。这次大雪过程属槽涡型结构:发展的冷性低涡槽东移南压,其下游为较强的高压脊,锡林郭勒盟处在冷涡底部的偏西急流带中。地面河套气旋东移进入锡林郭勒盟地区,之后减弱成河套倒槽,大雪就出现在倒槽的顶部偏南的中心位置处。     

热带气旋外围环流中次天气尺度系统及其与天气尺度系统相互作用的诊断分析

本文应用带通滤波的方法,分离出热带气旋外围环流中的天气尺度和次天气尺度系统。发现热带气旋外围强降水与低层次天气尺度系统的辐合关系相当密切。文中还计算了两种尺度系统间的动能和涡度转换。得出:在650hPa以上基本上是天气尺度系统向次天气尺度系统提供动能,在650hPa以下基本上是次天气尺度系统向天气尺度系统提供动能,整层积分的结果是天气尺度系统向次天气尺度系统提供动能。在900hPa和400hPa之间的涡度转换为次天气尺度系统向天气尺度系统转换,即涡度转换的结果是使得次天气尺度系统气旋性减弱,天气尺度系统气旋性增强。900hPa以下和400hPa以上则相反。整层积分的结果是次天气尺度系统向天气尺度系统提供正涡度。      

华北春季沙尘暴频次与环流年际变率的相关分析

分析了近40年来华北春季沙尘暴频次与前秋、前冬和当年春季大尺度大气环流因子的关系,重点是检查年际尺度上的相关。结果表明,年际尺度上与沙尘暴频次有密切关系的环流因子包括:春季太平洋/北美遥相关型(PNA)、春季北太平洋指数(NP)、冬季亚洲区极涡面积。前者为正相关,后二者为负相关。这与用包含低频变率的原始序列进行分析的结果有很大的不同。原始序列分析的结果表明,与华北沙尘暴频次有关的环流因子主要是春季太平洋准10年振荡(PDO,为负相关),春季北半球极涡面积和亚洲区极涡面积(正相关)、前冬西大西洋型(WA,为正相关),以及前秋亚洲区极涡面积(正相关)。说明在不同时间尺度上,大气环流因子有不同的作用。此外,除了PNA、NP和亚洲区极涡面积外,年际尺度上ENSO及WA也可能对沙尘暴频次存在适度的影响。年际尺度上春季12个环流因子对春季沙尘暴频次的方差贡献率为65.3%。     

一次高空槽与西南涡耦合造成的华北暴雨过程分析

2010年7月18-20日西南低涡东北上影响华北,造成了华北地区大范围大暴雨过程。本文利用NCEP/NCAR 1o×1o再分析场资料,分析了本次西南涡北上加强的原因和造成河北大暴雨的形成机制。结果表明：西南涡是这次华北暴雨的主要影响系统,暴雨的持续与西南涡和中纬度高空槽（低涡）的耦合过程密切相关;高、低空急流相互作用,有利于低层上升运动的发展和加强;高空湿位涡扰动下传,使得西南低涡发展加强;暴雨发生时,其上空正涡度中心和强散度中心相耦合,强的上升运动对低层水汽辐合抬升产生暴雨十分有利;中低层的高能高湿为低涡的发展和暴雨的维持提供了能量和水汽。     

西南低涡研究综述

西南低涡是影响我国降水的重要天气系统之一。最初对于西南低涡的研究可以追溯到20世纪40年代前后。文章主要回顾近半个世纪以来有关西南低涡活动及结构特征,西南低涡形成维持机制,西南低涡发展东移机制等方面的研究成果。在此基础上,指出研究存在的不足,如对西南低涡的云系特征和雷达回波特征的认识,不同尺度系统之间的相互作用对西南低涡发生发展的影响,大气边界层过程如何影响西南低涡发生发展,西南低涡活动异常机理的研究等,以便进一步深入开展西南低涡的研究,提高对此类天气影响系统的认识。     

理想热带气旋增强过程中的多尺度涡度收支特征分析

基于中尺度WRF模式,研究了无背景气流环境假设条件下理想热带气旋中低层大气多尺度涡旋运动的发展演变特征。精确的尺度分离是基于傅里叶变换实现的,且原始涡度场被划分为三个尺度范围:系统尺度(大于150 km)、中间尺度(50~150 km)、对流尺度(小于50 km)。研究结果表明:热带气旋的非轴对称本质主要是由于中间尺度和对流尺度上的运动造成的,且中间尺度涡度演变特征与热带气旋增强的阶段性有很好的对应关系,尤其是其快速增强阶段;全尺度涡度收支特征主要表现为两两抵消效应:STR/HAD和TIL/VAD,且前者的净贡献明显强于后者;系统尺度涡度收支特征与全尺度基本一致,但中间尺度涡度收支表现出明显不同特征:积分70 h之前,各收支项均表现出了与系统尺度相反的贡献,之后,各收支项的符号转变与系统尺度相同,但收支项净贡献明显大于系统尺度。总的来说,水平分辨率5 km下模拟的理想热带气旋的快速增强主要与中间尺度上STR/HAD净贡献的快速增长有关。此外,进一步研究了特定时段中间尺度涡度收支项的空间演变,结果表明:在热带气旋增强阶段,各收支项均在涡旋内核的轴对称化中有不可忽视的作用,且TIL在中心负涡度异常衰退、最终变为正涡度过程中起主导作用。      

西南涡统计特征研究综述

西南涡是影响我国降水的重要天气系统之一。统计分析是较早运用于研究西南涡活动的方法。本文回顾了从20世纪80年代末期至今关于西南涡的气候统计分析结果,简要总结了关于西南涡的属性、多尺度时间变化、活动特征及其对天气影响等方面基于统计分析的主要成果,在此基础上,分析、归纳出今后需要深入分析和进一步研究的若干问题。     

北方冬麦区大雪的一种中期环流特征

1979年2月下旬北方冬麦区出现一场近三十年来少见的大雪。本文利用北半球500mb0—5波合成波高度图等资料,分析了这场大雪的大尺度环流中期过程特征,结果表明:在北半球中高纬流型由三波型转为偶极型的背景下,极地涡旋从欧洲位移至亚洲北部,并在华北上空形成一支很强的纬向气流;同时中     

台风Morakot(2009)暴雨中关键尺度位涡的诊断分析

采用二维小波变换方法对格点分析资料进行多尺度分解,诊断分析台风Morakot(2009)登陆福建省霞浦市过程中位涡的多尺度特征。在此基础上,讨论了多尺度位涡正压项通量散度对位涡正压项局地变化的贡献。研究结果表明,在此次台风登陆过程中位涡主要包含第4、5关键尺度(理论波长范围为96.4~160.67 km)动力扰动和第3、4关键尺度(理论波长范围为64.27~128.54 km)热力扰动的综合信息。由于关键尺度位涡正压项的强度大于斜压项,因而位涡主要体现了第4、5动力尺度垂直涡度与第3、4热力尺度广义位温垂直梯度的耦合作用。第4、5动力尺度西南扰动气流为台风暴雨提供充足的水汽供应,在台风环流西北侧产生低层辐合、中高层辐散,为强对流系统的发生提供有利动力条件。第3、4热力尺度的广义位温扰动一方面增加降水区大气湿斜压性,另一方面在降水区低层形成位势不稳定,为强对流的发展提供潜在不稳定能量。位涡正压项方程强迫项的分析表明,关键尺度位涡正压项通量输送对位涡正压项局地变化有一定贡献,影响位势稳定度的变化。在台风登陆后,关键尺度位涡及位涡正压项通量散度都有所减小,使得垂直涡度和位势稳定度的变化趋缓。     

“7.20”华北特大暴雨过程中低涡发展演变机制研究

利用中国地面加密自动站观测资料、北京地区雷达探测资料、NCEP （1°×1°） FNL资料、ECMWF ERA Interim （0.125°×0.125°）逐日再分析资料等,对造成2016年7月19-20日华北极端暴雨中的低涡系统发展演变的结构特征和加强机制进行了研究。华北地区这次特大暴雨过程出现了3个阶段降水,其中与低涡系统强烈发展对应的第2阶段降水是本次华北暴雨过程的主要降水阶段。针对该低涡的分析表明：（1）850 hPa以西南低涡为中心的低压带中,在河南西北部新生低涡系统,并且其在向华北地区移动过程中显著加强,该低涡系统在空间结构上,从倾斜涡柱逐渐发展成近乎直立的、贯穿整个对流层的深厚低涡系统;（2）中低层低涡系统快速发展过程与高低空系统构成耦合作用有关：低层低涡系统显著加强之前,对流层上层（300-200 hPa）首先出现高空槽异常加深并向南发展,该高空槽发展的开始阶段与其本身冷暖平流造成的斜压发展过程对应;而后,随着高纬度平流层高位涡沿等熵面向南运动,造成华北地区对流层上层涡度增强,形成正位涡异常区;当这一正位涡异常区叠加在对流层中低层锋区上空时,造成对流层中低层气旋快速发展并向下伸展,诱发河南西北部的新生气旋;低涡系统的发展进一步强化了低空暖平流,促使低空气旋向东北方向发展"移动"（本质上是暖平流前端造成的气旋发展）,这一动力学过程反过来使高层的涡度增强;这一正反馈过程形成的耦合环流不仅造成了整个涡度柱强度增强,而且垂直结构上逐渐由倾斜涡柱演变为近乎于直立的涡柱;（3）随着低涡系统增强,极大地加强了垂直上升运动并触发了对流,形成大范围的强降水,大量的凝结潜热释放,造成了低层低涡系统在强降水开始阶段的快速发展和增强;20日00时（世界时）以后,虽然对流活动显著减弱,但低涡系统的加深维持了大范围强降水过程的持续。强降水与低涡发展的正反馈过程是这次华北暴雨得以长时间维持的重要机制之一,这一过程形成的持续性潜热释放也是对流层中上层低涡系统热力结构发生改变的重要原因。     

2006-09-21陕北强对流数值模拟与诊断分析

利用T213资料和Grapes meso中尺度非静力模式对2006年9月20—21日发生在陕北中部黄河沿岸的一次强对流过程进行数值模拟与诊断分析。结果表明:在有利的天气尺度环流背景下,中-α尺度低涡产生的中-β尺度云团是本次强对流天气的直接影响系统。这次强对流天气的发展过程是由高层辐散激发正涡度发展,从而形成深厚的中尺度低涡环流,是一次比较特殊的河套低涡型强对流天气。高、低空急流耦合的不同方式决定了强对流天气表现形式的转变。强对流发生前,河套地区已聚集了大量不稳定能量并有能量锋配合。模式能够比较真实地再现中尺度系统的整个发展过程和强对流天气分布,分析结果可为中尺度强对流预报提供诊断依据。