咸宁市一次雨淞天气与一次暴雪天气的比较分析

使用汉口历史探空资料以及有关常规天气图资料,对1969年2月中下旬和1984年1月中旬发生在鄂东的一次雨凇天气与一次暴雪天气过程进行了比较分析。结果表明：这两次天气过程发生前,在500hPa贝加尔湖附近有一横槽,槽前有冷涡;中低纬地区均有一南支槽,在中低层降雨(雪)落区附近有冷空气楔和逆温层存在;不同的是,降雪天气气温整层处在0℃线以下,而雨淞天气发生前850hPa附近有0℃以上的暖层。     

吉林省雨凇气候特征及其天气分型

利用1980-2007年吉林省11个气象观测站常规观测资料,采用统计分析的方法,对共计100次雨凇天气的时空分布特征进行了分析。结果表明：吉林省雨凇天气南多北少,丘陵地带及长白山脉的迎风坡一带为雨凇的频发区。雨凇多发于冬初和初春,并且雨凇出现几率在减少。吉林省的雨凇天气的温度层结结构与中国南方省市雨凇的情况存在较大差异：吉林省雨凇天气并不存在融化层和逆温层等结构。通过对地面形势的分析,将雨凇天气分为低压后部型、高压前部型、低压南部型和低压型。它们的共同点是高空均有较深厚的后倾槽移过吉林省,温度槽落后于高度槽;近地面层先升温后降温,850 hPa相对湿度为70 %左右,而地面相对湿度均可达到80 %或以上。强雨凇天气主要发生在东南部地区,强雨凇天气出现时的地面及高空形势与一般的雨凇天气发生时的形势基本相似,但850 hPa和地面的相对湿度比一般情况偏大10 %左右。     

江西省电线积冰特征及温度层结分析

利用1970—2010年江西省16个气象站电线积冰监测资料和对应时段周边探空数据,将江西省分为赣北、赣中、赣南,分区合成分析江西省电线积冰特征和温度层结特征,主要结论如下:(1)江西省电线积冰日数逐年减少,90年代以后维持较低水平;(2)全省以雨凇型积冰为主,且赣北、赣中发生较为频繁;(3)赣北雨凇过后容易出现雾凇现象,造成持续电线积冰;(4)赣北、赣中雨凇型积冰温度层结符合"3层模型",融化层平均温度为1.5℃,800~900hPa为较强逆温层;赣南则类似于"1层模型",温度层结存在变化,但整层维持在0℃以下。     

“14·02”湖南三次雨雪过程对比分析

本文利用常规探空和地面观测资料、NCEP 1.0×1.0再分析资料及多普勒雷达资料,对2014年2月上中旬发生在湖南的三次雨雪过程(简称"14·02")进行了对比分析。结果表明:(1)第一次过程湘南出现冻雨,温度层结表现为850~700 hPa有明显逆温层,700 hPa温度高于0℃,850和925 hPa温度低于-4℃,地面温度低于0℃。从主要影响系统配置来看,700 hPa强盛的西南急流为水汽的输送和湘南融化层的形成和维持起到了重要作用,低层冷空气受南岭山脉阻挡而形成的地面静止锋和深厚的冷垫是导致湘南冻雨较长时间维持的原因。(2)第二、三次过程以降雪为主,温度层结显示地面温度0℃左右,地面以上层次温度低于0℃。(3)第三次雨雪强度最强,暖湿空气沿锋面强迫抬升,在低层冷空气共同作用下,导致较强雨雪天气的发生。雷达回波显示强降雪过程具有积层混合性降水回波及低质心高效降水回波特征。     

贵州雨凇积冰过程的云层特征及环流背景

雨凇形成的基本条件是地面温度在０Ｃ以下并有过冷雨滴降至地面，严重雨凇过程的特点即是上述条件维持时间长而且有较大的过冷雨滴降水，作者使用贵阳５６次探空和高空风资料，着重分析了贵州中部严重积冰过程的云内宏观热力，动力特征，发现云层厚度，云上部Ｏ℃以上暖层的存在以及云层中部湍流强度等因子对过冷雨滴降水量有重大影响。同时，还分析了形成这种云层宏观特征的天气系统及大尺度环流背景。     

不同海拔山区雨凇成因及预报判别模型研究

利用恩施州所属9个气象台站(含绿葱坡)建站以来的所有地面观测资料及恩施站探空资料,在分析区域雨凇气候背景的基础上,选取代表站点,从大气环流背景、温湿层结、微物理机制等方面对不同海拔山区冬季雨凇成因异同进行综合分析。分析结果表明:在不同海拔山区,雨凇成因有异同,主要相同点是:大环流背景场相似,即雨凇均发生在冷空气前沿开始影响并出现雨雪天气的当天,500hPa 95~110°E中纬度为偏西气流,30°N沿长江一线或偏南盛行SW暖湿气流,近地层维持偏东冷平流;融化层气温不一定在0℃附近,但中层到低层(一般在700hPa~850hPa之间)则一定有逆温层出现。不同点是:二高山雨凇持续时间短,一般出现在08时左右的几个小时内,而高山由于地面气温低,雨凇则经常持续一整天,甚至一天以上。二高山雨凇预报特别要着眼于低空低于0℃过冷却层的预报,而高山雨凇天气是否出现则还需要考虑地面到高空的湿度条件。在了解不同海拔山区雨凇预报着眼点的基础上,针对性地选取有天气学意义的影响因子,采用常规统计预报方法,最终建立不同海拔山区的预报判别模型。     

江西强冻雨天气形成特征分析

使用常规气象观测资料、气候资料、NCEP 2.5°×2.5°再分析资料和自动气象站等资料,对江西50年来出现的18次持续3天10站次以上冻雨天气过程的形成特征进行分析,结果表明:(1)地面冷高压、阻塞高压、副热带高压、南支槽、850hPa切变线、地面辐合线(准静止锋)、温度锋区、700 hPa急流与湿舌等是强冻雨天气的主要影响系统,具有明显的天气系统配置特征;(2)在有利的天气形势背景下,强冻雨天气过程具有前期候(旬)增温特征.当前期平均温度极大值和平均温度值接近或超过历史同期水平时.极易出现持续性冻雨天气过程,72%以上的强冻雨天气过程与此相关;(3)18次强冻雨天气过程都存在逆温层特征,逆温层高度在850～700 hPa间,平均逆温差为4～5℃,最大10℃,同时地面温度在0℃以下或接近0℃;(4)700～850 hPa平均温差图上有3个温差中心,表明700 hPa高度上有明显的暖湿气流存在,89%的冻雨天气过程与之相关.     

江苏近10 a高架雷暴特征分析

对2007—2016年发生在江苏地区的冬半年雷暴进行特征分析,筛选出12次典型的高架雷暴天气过程,揭示江苏发生高架雷暴的时空分布特征和典型的环流形势,发现逆温层顶之上的不稳定浅层和上下层强垂直风切变分别为高架雷暴的发生提供弱热力不稳定和强动力不稳定条件。强垂直风切变、850 hPa附近强烈的锋生导致的锋面次级环流,高空槽前正涡度平流随高度增加以及高层辐散、低层辐合造成的抽吸作用,为高架雷暴的发生和维持提供逆温层之上的动力抬升条件。高架雷暴发生时高仰角反射率因子呈现出类似零度层亮带的环形特征,对流单体不断生成在圆环附近。初步归纳了江苏高架雷暴的预报着眼点:500 hPa先后高空槽东移,700 hPa有16 m·s~(-1)以上的西南急流,850 hPa切变线东伸,存在逆温层顶高于1. 5 km,逆温强度大于5℃的较强逆温,0～6 km垂直风切变超过18 m·s~(-1),700 hPa与500 hPa温度差在15℃以上以及700hPa的相对湿度高于80%,且比湿在5～6 g·kg~(-1)。     

石家庄暴雪天气过程中相态转变的温度指标分析

利用1999—2017年石家庄国家基本气象观测站的降水实况资料,统计出暴雪天气过程,在分析其地面和高空影响系统的基础上,着重分析暴雪天气过程中温度场的变化特征。结果表明：暴雪天气过程的地面影响系统为冷高压和低压倒槽共存的形势,但高空系统存在差异;没有相态转变而以固态雪的形式出现的暴雪天气过程中,对流层中没有逆温层,整个对流层温度小于0 ℃,且700 hPa高度以下的中低空温度小于-5 ℃;有相态转变的暴雪天气过程中,925—700 hPa多存在逆温层,其存在有利于降水的维持和发展,850 hPa和925 hPa可视为特性层,850 hPa温度小于-4 ℃,925 hPa温度小于等于-2 ℃,0 ℃层的高度位于950 hPa以下,可作为预报雨或雨夹雪转雪的参考指标;地面气温大于0 ℃且小于1 ℃可视为过渡相态雨夹雪的地面气温临界值。     

温度平流在沙尘暴和大风天气预报中的差异分析

针对内蒙古沙尘暴天气中大气层结稳定度问题,选取了内蒙古强沙尘暴、大风(以大风为主部分地区伴有扬沙天气)两种天气过程,对冷空气活动的温度平流空间分布特征进行对比分析。分析结果表明:沙尘暴、大风天气都有较强的冷平流活动,但强冷平流的垂直分布明显不同,其对大气层结稳定度、温度垂直廓线、垂直运动分布有明显影响。沙尘暴天气强冷平流中心位于较高的700~600 hPa层次,其与近地层弱冷平流叠加,形成高低层温度平流差异,使得垂直气温直减率加大并保持这一趋势,形成有利于沙尘暴发生的深厚不稳定层结条件,在低层扰动的触发下形成干对流风暴,能量交换不稳定能量释放,使该层大气趋于中性层结即混合层,混合层是能量交换的一个平衡态;大风天气强冷平流中心位于较低的850 hPa以下层次,不利于形成不稳定层结条件。沙尘暴扬起的高度就是混合层厚度,比强冷平流中心位置高出150 hPa左右,强度达到—45×10~(-3)℃·s~(-1)以上的强冷平流中心在700~600 hPa层次时,混合层厚度可达到500 hPa以上层次,这一强度的沙尘暴天气可以影响到我国江南沿海地区。     

基于探空资料的江西典型冻雨天气过程垂直结构分析

利用探空资料和地面观测资料,对1959—2008年发生在江西的典型冻雨天气过程的大气垂直结构进行了分析。结果表明:冻雨的形成与大气饱和层、冰晶层、暖层、逆温层、冷层及特征物理量等因素的关系密切。对流层中下层的大气呈饱和或准饱和的逆温状态,饱和层顶位于暖层之上是冻雨发生的主要层结特征。冰晶层底部的平均高度为675hPa,平均厚度为2309m;暖层底部的平均高度为834hPa,平均温度为4.1℃,平均厚度为1765m;逆温层的平均温差为7.5℃;冷层的平均厚度为1668m,平均最低温度为-3.9℃;平均地面最低温度为-1.2℃;冻雨发生时大气整层比湿积分指数须增大为1000以上,干暖盖强度指数须降到-5℃以下。     

利用探空资料判别北京地区夏季强对流的天气类别

利用北京南郊观象台探空资料计算出的18种物理参量及其时间变量,详细分析了2007年和2008年5-9月冰雹、雷暴大风以及暴雨强对流天气过程下物理量的差异.结果表明:0℃层高度、-20℃层高度、500 hPa和850 hPa温差、逆温层高度、低空风切变能比较显著地区分冰雹和暴雨天气,其σ也比较小;此外850 hPa的温度露点差、500 hPa和850 hPa的θse 差、大气可降水屠PW也足判断强对流类别的重要条件.而对于时间变量来说,CAPE、DCAPE、K指数、500 hPa和850 hPa的θse差、PW、低层的垂直风切变这儿种物理量的6小时变量也能比较好地甄别出冰雹(雷暴大风)和暴雨天气.上述研究结果表明,合理利用探空资料甄别夏季强对流天气的类别是可能的.     

贵州严重冰冻天气过程典型模型及环流特征分析

利用NCEP资料对1964--2000年贵州出现的16次重级、特重级冰冻天气过程进行大气环流及物理量诊断分析。研究结果表明：北半球极涡偏心亚洲、东亚大槽异常偏南以及滇黔准静止锋维持是造成贵州重级冰冻天气过程的重要原因;700hPa以下的逆温层有利于过冷却雨滴的形成,而较显著的“冷-暖-冷”平流的三层模式极利于过冷却雨滴在及地后冻结形成冰冻;此外,南下冷气团遇云贵高原阻挡后被迫抬升,导致低层湿空气辐合和较强的上升运动为冰冻的形成提供了水汽和动力条件。     

2008年湖南极端冰冻特大灾害天气成因分析

2008年初,湖南出现了有完整气象记录以来罕见的特大低温冰冻雨雪极端灾害天气.常规资料分析表明,高空中高纬阻塞高压稳定,副高持续偏强,孟加拉湾低槽稳定少动,湖南一直处于槽前西南气温中;700hPa西南急流带来大量暖湿气流,一方面有利于降水的形成与持续,另一方面有利于逆温层的形成;850hPa切变线在湖南境内南北摆动,造成全省大范围降水;地面冷空气不断从洞庭湖区补充南下.大环流背景有利于低温冰冻天气的维持.分析探空站的大气层结、地面气象要素与冰冻的关系表明:大气层结的逆温层、融化层,地面温度在0℃附近及以下是形成冰冻的关键因子;降水对于冰冻的形成具有重要作用,日降水量大于0.1mm持续性大范围稳定性的雨夹雪或小雨有利于冰冻的形成与加强;气温与冰冻的发展呈反相关;当大气层结、降水量与海拔高度基本相同时,气温是冰冻发展的关键因子.     

肇庆两次持续低温过程的比较分析

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR的再分析资料从天气特征、大尺度环流及拉尼娜事件的影响等方面对2008年和2011年初肇庆发生的两次持续低温过程进行比较。结果表现:2008年过程的主要冷害天气为低温阴雨,2011年为低温、霜冻和冰冻。两次持续低温过程的环流特征共同点是西伯利亚冷高压中心和500 hPa中高纬槽脊都较常年偏强。不同点则是2008年过程中南支槽活跃,副热带高压偏强,联合向北输送的暖湿空气与北方不断南下的冷空气在我国南方汇合,造成持续的低温阴雨天气;2011年的过程中东亚大槽位置较为偏东,副热带高压异常偏弱,中低纬的环流较为平直,850 hPa暖湿气流不明显,且蒙古高压和阿留申低压异常偏强,有利于东亚冬季风的加强,导致过程降水也不明显。此外,分析结果还显示,在中等强度以上,且为东部型的拉尼娜事件背景下,肇庆在冷事件结束年的年初容易发生持续时间较长的低温寒冷天气。     

湖南雨凇与大气环流和海温因子的相关分析

雨凇是冬季影响湖南的一种主要气象灾害。对湖南雨凇与大气环流特征量、海温异常的相关性进行了分析。结果表明：亚洲区极涡面积和东亚槽位置对中国湖南雨凇天气影响极为重要。当欧亚纬向环流为低指数时,有利于中国湖南雨凇的形成;当东大西洋欧洲区阻塞高压面积指数为低指数和乌拉尔山区阻塞高压面积指数为高指数时,湖南多雨凇天气发生。冬季西太平洋副热带高压面积偏大、强度偏强、西脊点偏西不利于中国湖南雨凇发展。拉尼娜事件结束年同时为厄尔尼诺开始年的年份湖南雨凇最为严重,厄尔尼诺事件起始年湖南雨凇强度最轻。     

2000年以来黑龙江省浓雾气候特征及秋季浓雾天气异常环流特征

探讨了黑龙江省2000年以来浓雾时空分布特征以及秋季浓雾异常环流特征和环流分型。结果表明：黑龙江省浓雾春季和冬季少,夏季最多,但多发生在山区,持续时间短,局地性强;范围大、持续时间长、灾害重的浓雾天气主要出现在秋季,其中10—11月持续性浓雾天气过程均发生在2010年以后。黑龙江省秋季浓雾多发生在暖湿空气较强的环境条件下,根据500 hPa高度场和距平场特征把秋季偏暖背景下浓雾发生的主要环流型分为西低东高型和纬向型,黑龙江省中低层正高度距平、850 hPa距平风场上反气旋环流以及西北太平洋副热带高压常偏北偏强等异常环流特征对浓雾中短期预报有较好的指示意义。     

利用探空资料确定呼和浩特地区3类强对流天气预警阈值

利用呼和浩特探空站计算的16个物理量,分析了2012—2016年6—8月呼和浩特地区的冰雹、雷暴大风及短时强降水天气过程中各物理量差异,结果表明:①订正后的(对流有效位能)CAPE大于等于1000J·kg-1、0℃层高度约4200m左右,-20℃层约在7200m左右,500hPa和850hPa温差达-25℃,逆温层高度在2km以上基本可以判定为冰雹天气;②短时强降水对水汽的依赖度更高,且具有更强的热力不稳定性,低层的温度露点差、500hPa与850hPa的假相当位温差Δθse(500-850)、大气可降水量PW也是短时强降水天气的重要判据;③订正后的(下沿对流有效位能)DCAPE值雷暴大风明显大于冰雹和短时强降水,约为其他2类强对流天气的2倍,订正后的CAPE略小于其他2类强对流天气。根据四分位数法、所占比例≥70%以及均值法界定各类预报因子阈值大小,进而确立了呼和浩特地区强对流天气预警指标。经检验均值法确定的阈值指标命中率均达到50%以上,可参考价值较高。     

2008年贵州省持续性雨凇过程气候成因分析

2008年初中国南方低温雨雪冰冻过程中贵州出现长时间持续性雨凇。该文使用2008年1—2月逐日要素、环流、海温等资料对此次贵州省雨凇过程特征,大气环流、海温和海冰等气候因子及其影响进行分析,得到以下结论：①2008年初贵州的持续性雨凇过程主要分两个阶段：1月13日—2月2日东西向的省中部大范围强雨凇阶段及2月3日—2月15日南北向的省西部小范围强度相对较弱的雨凇阶段;②0 ℃日最高气温是雨凇出现与否的重要临界点;700 hPa与850 hPa温度差表征的逆温范围和强度可用于监测和预测强雨凇过程;③环流上,南掉到青藏高原西侧的切断低涡堆积的冷空气分南北两路绕过青藏高原东移,是此次持续性雨凇过程的直接原因;④秋季北极海冰密集度减少和减少幅度是冬季西伯利亚高压偏强、强冷空气堆积南下的前期主要信号,可作为贵州雨凇预测的早期信号之一;⑤2008年1月热带印度洋暖海温与赤道中东太平洋明显冷海温呈现非一致性变化,冬季热带印度洋暖海温通过二级热力适应对西太平洋副热带高压起到加强的作用,而拉尼娜冷海温对东亚冬季风起到偏强的影响,应当关注这两个区域冬季海温非协同性变化对贵州雨凇的影响和预测。     

新探测仪器资料在短时强降水过程中的应用

结合新一代多普勒天气雷达观测,利用德国RPG-HATPRO-G3型14通道并行地基微波辐射计观测的温度和液态水路径数据、THIES公司THIES CLIMA LNM型地面激光雨滴谱仪获取的地面雨强资料,综合分析了2015年8月3日济南短时强降水天气过程逆温层分布特征、液态水路径变化、雨滴谱特征分布及拟合分析。结果表明,由于受强对流降水过程中的潜热增温作用,大气中存在逆温层,且较强;液态水含量存在较强的短时积聚现象,降水前液态水含量路径起伏较大,跃增非常明显,伴随降水强度的减弱,液态水路径起伏减小;整个降水过程中,前期雨滴谱呈现双峰分布,强降水和后期降水为单峰谱,雨滴谱特征符合Gamma分布。