2004年中国气象科学研究院科技奖获奖者

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新疆气候之最(十二)

新疆的雨淞和雾淞哪里最多,哪里最久? 所谓雨淞就是过冷却雨滴降落在低于0℃(雨淞出现温度范围一般在-1℃～-5℃)~1电线、物体和地面上,结成透明或半透明的冰层,它也叫冰凌. 新疆雨淞分布特点是:北疆多,南疆少.其中北疆沿天山一带最多.例如     

庐山雨凇形成的天气条件

在冬季的庐山上,经常可以看到过冷雨滴下落。于是树枝上、电线上立即会冻结出晶莹透明的冰层(见封二照片1、2),给庐山披上一层闪亮的水晶,分外妖娆。这个给大自然增添如此壮丽景色的化装品就是雨凇。那么,它是如何形成的呢?跟天气条件及地理环境又有什么关系呢?本文试想通过三年雨凇观测所获取的资料进行一些探讨。 雨凇是由过冷雨滴与零度以下的寒冷物体接触时,即刻冻结成固态而形成的。当水滴在温度零度以下时,由于缺少冻结核,或者因为水滴直径太小,表面弯曲得很历害,不能使水的分子结构变成冰的分子结构。但一旦与物体相碰撞,振动使它们的分子结构立即发生变化而冻结成雨凇。     

电线积冰现象

所谓电线积冰,就是指雨凇、雾凇等凝附在导线上的一种冻结现象。 电线积冰现象多发生在冬季,按其成因可分为三类。 1、雾凇 常见的有粒状雾凇和晶状雾凇。 粒状雾凇通常在气温摄氏零下2—8度、有雾和风的条件下,由过冷却雾滴在寒冷的物体表面上     

一次结冰现象的分析

去年12月10日,从08时至19时连续下雨,中间短时内夹降有冰粒,19时后转降雪,上午起测站附近的树枝,电线、百叶箱顶上和一些物体的迎风面上都结着冰,屋沿的瓦片上也悬挂着冰棱柱。根据这些现象一些观测员曾提出过这种结冰现象是否为雨淞?当天组织部分人员对这一现象进行了集体观测,结果看法不一没有确定记录雨淞。     

河北省输电线路冰害的气象要素时空分布特征

冰害是电网的主要气象灾害之一,电线积冰与雾凇和雨凇密切相关。利用1980—2009年河北省142个气象观测站的雾凇、雨凇日数和20个气象站的电线积冰、相对湿度、气温、风速及站点海拔高度,以及近年来输电线路冰害事故和附近区域站同期气温、相对湿度、风速等资料,采用逐步回归等统计分析方法,对雾凇、雨凇和电线积冰的时空分布特征、冰害与气象要素的关系进行分析,并构建电线积冰的逐步回归预报模型。结果表明:1980—2009年,河北省雾凇和电线积冰日数均呈现先升后降的阶段性变化特征,1980年代末至1990年代中期为一高峰期,而雨凇日数年变化特征不明显;在空间上,雾凇、雨凇多出现在平原地区,雨凇中心比雾凇中心更偏东。电线积冰与雾凇、雨凇以及站点海拔高度密切相关,相关系数分别为0.988 5、0.760 6、-0.601 8,但仅雾凇日数和站点海拔高度被引入电线积冰日数预报方程。对河北省电线线路冰害事故分析发现,当气温低于3℃时,导线可能出现舞动;导线舞动或冰闪时的相对湿度都在60%以上,舞动时风速大于5 m·s~(-1)。     

贵州冬季电线积冰及其天气成因分析

利用气象部门长期电线积冰观测和电力部门线路覆冰调查资料,对贵州冬季电线积冰的分布、类型特征与气象条件进行了综合分析,着重探讨了贵州电线积冰的形成机理和天气成因,主要结论:(1)贵州电线积冰的类型复杂多样,除具有雨凇、雾凇、雪凇(湿雪)三种基本类型外,还有雨雾混合凇、雨雪混合凇(雪凝)两种混合冻结类型;贵州电线积冰以危售最大的雨凇冰为主,混合冻结在贵州省分布十分普遍,这也是造成2008年贵州电网严重冰害的重要原因;(2)持续低温阴雨的凝冻大气是贵州电线积冰总的天气成因,其表现形式主要是冻雨但不局限于冻雨,此外还包括冻毛雨、雨夹雪、湿雪和过冷雾等多种天气现象,持续的凝冻天气过程往往有多种天气现象同时或交替出现,从而导致严重的覆冰灾害;(3)贵州电线积冰总体上属于较高环境温度下的低风速湿物理过程积冰,当地面气温持续降到0℃以下,出现降雨或浓雾是电线积冰开始与增长的关键气象条件,而最高温度上升到0℃以上是判断积冰转入消融的临界气象指标。     

最高(低)地温表在冬季雨雪期的调整

冬季雨雪期,地面0cm温度表和地面最高(低)温度表,常容易被雨淞和雨雪降水结冰冻结在土壤的地表层上,或与潮湿的地表层冻结在一起。这种地温表与地表层冻结住的情况,可以事先用等量的凡士林和机油的混合物,涂抹地温表表身贴地的一面,来防止出现或减轻冻结住的程度。     

水淞及其对气象记录的影响

在地表或地面物体上,云雾滴或雨滴的冻结物以及除露、霜以外的水汽凝结或凝华物总称为淞。气象观测中有雨淞、雾淞两种天气现象。除这两种外,还有多种,其中水淞较为常见,目前虽未列为气象观测项目,但因其对气象记录可能会造成影响,对天气预报有一定的指示意义,所以不能不引起我们的注意。     

河北省电线积冰的气候特征及一次电线积冰天气过程分析

利用河北省1980-2009年20个气象站的电线积冰观测资料,分析了河北省电线积冰的时空分布特征和不同方位电线积冰的特征。结果表明：河北省电线积冰平原多于山区;年际变化较大,呈减少的趋势;季节变化十分明显,1月份电线积冰日数最多;东西方向和南北方向的电线积冰在最大重量上有一定差别。利用常规观测资料、1°×1°间隔6h的NCEP资料和2010年1月1910日黄骅气象站逐时风向风速资料,对一次引起线路舞动的电线积冰天气过程进行了分析。结果表明：这次电线积冰是在地面冷空气与500hPa、700hPa低槽共同影响下由雨凇形成的。20日受冷空气影响,黄骅地面气温快速降至0℃附近,而850hPa温度由零上逐渐转为零下,在对流层低层有逆温层,气温的垂直结构有利于形成雨凇;发生舞动的线路走向与风向夹角较大;舞动发生在较大风速出现之后。     

蓄满-超渗兼容模型与神经网络模型的应用对比研究

利用河北省1980-2009年20个气象站的电线积冰观测资料,分析了河北省电线积冰的时空分布特征和不同方位电线积冰的特征。结果表明：河北省电线积冰平原多于山区;年际变化较大,呈减少的趋势;季节变化十分明显,1月份电线积冰日数最多;东西方向和南北方向的电线积冰在最大重量上有一定差别。利用常规观测资料、1°×1°间隔6h的NCEP资料和2010年1月19-20日黄骅气象站逐时风向风速资料,对一次引起线路舞动的电线积冰天气过程进行了分析。结果表明：这次电线积冰是在地面冷空气与500hPa、700hPa低槽共同影响下由雨凇形成的。20日受冷空气影响,黄骅地面气温快速降至0 ℃附近,而850 hPa温度由零上逐渐转为零下,在对流层低层有逆温层,气温的垂直结构有利于形成雨凇;发生舞动的线路走向与风向夹角较大;舞动发生在较大风速出现之后。     

一次雨淞天气与一次飘雪天气过程形势异同分析

2002年12月雨淞与2003年1月6日飘雪过程其强度都是近20年少见的,通过对两次过程的环流形势、气象要素等进行对比分析,找出其影响系统及演变过程相同点:都要有较强的冷空气影响及伴有液态降水。不同点:飘雪要求由500hPa—地面均有<0℃的深厚冷层。雨凇预报着重700hPa的增温和850hPa的降温。     

南方三个省电线积冰时空分布特征

基于1961—2019年贵州、湖南、江西191个气象站点电线积冰资料,统计分析了研究区域内电线积冰的日数、标准冰厚极值、最大连续积冰日数的时空分布特征以及电线积冰起止日的时间变化;构建电线积冰风险指数,评估了出现电线积冰的风险。结果表明:电线积冰日数整体呈下降趋势,在20世纪80年代达到最大值,月分布以1月出现最多,电线积冰以雨凇型积冰为主。标准冰厚极值集中在20～50 mm,极值大部分出现在湖南;大部分站点极值出现在2011—2019年。最大连续积冰日数集中在5～15 d,整体上贵州的最大连续积冰日数高于湖南和江西。电线积冰的起始日的年际变化整体上呈提前趋势,而终止日整体上呈推迟趋势。电线积冰风险指数年变化整体上呈减小的趋势;电线积冰的高风险区域主要位于贵州中西部、湖南中部和江西北部,风险指数大于0.6。     

云码编报规则口诀

CL云:一淡二浓三秃积,四积云性五普通, 六层七碎八不同,九是鬃状积雨云。 解释:“淡”指淡积云或碎积云,或两者同时存在;“浓”指浓积云,可伴有淡积云、碎积云或层云,云底在同一高度上;“秃积”指秃积雨云,可伴有积云或层积云或层云;“积云性”指积云性层积云。“普通”     

粒状雾淞的一个实测分析报告

西南电力设计院为研究高压输电线路在高海拔严重复冰地区的气象条件组合问题,在四川省会东县选取高程为3118米的白龙山上设置了专用气象站。从1965年1月1日开始到1960年3月31日止专对电线结冰问题作了四年的完整观测和记录。这些观测和记录都是在为模拟线路而特设的大型雨淞架上进行的,本文分析的资料源出于此,在此谨向西南电力设计院表示深切的感谢。在设站观测期内,共见复冰89次,平均每年20多次,但达到量测标准(规定复冰直径大于8毫米者才测)的仅为一半左右。这89次中,雾淞71次,占80％;混合冻结13次,占     

一次锋面暴雨的天气学和云物理特征分析

本文使用加密探空、雷达、飞机云物理探测及云系空中照片等资料分析了贵州西部山区一次冷锋系统的暴雨过程。发现锋前位势不稳定度并不大;低空急流有明显的日变化;对暴雨生成起着重要作用的是来自4500米以上的高空水汽供应和冰晶自然播种。暴雨云的上部有很高的云-雨转化效率,云中大粒子(包括冰晶)浓度和液水含量都在冷云部分达到最大,而普通降水性积云中大粒子和含水量都集中在暖云部分。暴雨云内总的大粒子浓度和含水量似乎并不重要,积云发展的高度也不如冷云部分的厚度那么有意义。文中对高原地形对暴雨形成的影响也作了一些讨论。     

河北省雾凇和雨凇气候特征及气象条件分析

利用1980—2009年河北省142个气象站的雾凇、雨凇资料、河北省南部94个气象站的地面观测资料和邢台探空资料,分析了河北省雾凇、雨凇的时空分布特征;利用箱线图分析了河北省南部适宜雾凇、雨凇出现的温度、湿度和风速等气象条件。结果表明：（1）在空间分布上,雾凇、雨凇主要出现在河北省南部,东部平原多,西部山区少;在时间分布上,雾凇、雨凇均出现在11月至次年3月。（2）适宜雾凇出现的气象条件是雾日并且气温在-7.2～-3.1℃之间、相对湿度≥92%、风速≤1.2 m·s~（-1）;雾凇出现时,95%的情况出现了逆温层。（3）适宜雨凇出现的气象条件是雨日并且气温在-4.1～0℃之间、相对湿度≥87%;雨凇出现时均有逆温层出现。（4）雾凇、雨凇高值区的相对湿度明显高于低值区,因此相对湿度大是雾凇、雨凇高值区形成的主要原因。     

黄山光明顶雪,雨凇和雾凇的气候特征研究

本文用黄山1956—1996年气象资料,比较详细地分析讨论黄山雪、雨凇和雾凇的气候特征,结果表明：（1）年降雪日数、雨凇日数和雾凇日数均为一多波振动的时间演变规律,年际变化具有阶段性,并存在准12年周期的低频振荡。（2）10月到次年5月都有降雪、积雪、雨凇和雾凇出现,冬季出现日数最多;3月比冬季略少,但雨凇日数多于12月．（3）降雪最早初日为9月17日,最迟终日5月26日;积雪、雨凇和雾凇最早初日在10月,最迟终日在5月上、中旬。（4）日最大纯降雪量为30．0mm,出现在3月中旬;电线积冰量大重量为12148g／m,出现在12月。（5）雨凇保持阶段的气温在-4．5—0．8℃之间,比雾凇和雨雾凇高,次数按风向分布也无明显差异;雾凇和雨雾凇在NW风向附近次数最多。     

云码编报规则口诀

CL云:一淡二浓三秃积,四积云性五普通,六层七碎八不同,九是鬃状积雨云. 解释:"淡"指淡积云或碎积云,或两者同时存在;"浓"指浓积云,可伴有淡积云、碎积云或层云,云底在同一高度上;"秃积"指秃积雨云,可伴有积云或层积云或层云;"积云性"指积云性层积云."普通"指普通层积云;"层"指层云."碎"指碎雨云;"不同"指层积云与淡积云、碎积云同时存在但高度不同.     

气象科普小知识

1、凝冻灾害及防御措施气象上将强冷空气的入侵造成局部地区或大范围地区气温剧烈下降的天气过程,称为寒潮,在受寒潮入侵影响出现降雪、霜冻、冻雨等低温阴雨天气时,常常在电线、树枝、地面上形成坚固的冰层(俗称“凝冻”或“桐油凝”),由于降雪常与雨淞同时发生,所以在贵州通常称为“雪凝”天气。