中国南方2008年1月罕见低温雨雪冰冻灾害发生的原因及其与气候变暖的关系

2008年1月中国南方发生的低温、雨雪、冰冻灾害不是一个局地或地区性现象,它是同期发生的亚洲大范围冰雪灾害链中的一环,在影响范围和灾害程度上是最严重的一环.它有3个主要特征:(1)降雪、冻雨和降雨3种天气并存,冻雨是导致南方致灾的主要原因;(2)低温、雨雪、冻雨天气强度大,根据中国国家气候中心和南方各省气象部门的统计及分析,有8项气象要素打破同期中国历史记录;(3)低温、雨雪、冰冻天气持续时间长,破历史记录.这次低温、雨雪冰冻灾害形成的原因不是单一的,是多种因素在同一时段,同一地区相互配合和迭加的结果,其中La Nina事件是灾害发生的气候背景,它为雨雪冰冻天气提供了冷空气侵袭中国南方的前提条件;欧亚大气环流异常持续性是造成冷空气不断侵袭中国南方的直接原因;孟加拉湾和南海地区暖湿气流的北上是大范围冻雨和降雪形成并持续在中国南方的必要条件.     

2008年1月我国大范围低温雨雪 冰冻灾害分析Ⅰ. 气候特征与影响评估

2008年1月,我国南方大部地区遭受历史罕见的低温、雨雪、冰冻灾害,作者对此次天气气候过程进行了分析并与同期历史进行了比较.发现:此次冰冻天气影响范围广、强度大、持续时间长、造成的损失极为严重,全国有20个省(区、市)先后遭受了低温雨雪冰冻灾害,湖南、湖北大部、江西西北部、安徽中南部、贵州中部等地冰冻日数达10～20天;此次冰冻灾害强度大,表现为降温明显、日最高气温异常偏低、降水量显著偏多;持续时问长,长江中下游及贵州连续低温日数和连续冰冻日数均超过1954/1955年冬季,达到历史最大值;冰冻灾害对电力、交通运输、农业及人民群众生活造成严重影响和损失,尤其对我国南方电力运行造成灾难性影响.     

对2008年初贵州持续冰冻灾害天气的分析

对2008年1—2月贵州省发生的低温雨雪冰冻灾害天气形成机理、造成的灾害强度以及气象灾害应急服务进行综合分析、研究。结果表明：持续而稳定的大气环流异常是造成贵州持续低温雨雪冰冻灾害的直接原因;强拉尼娜事件是导致贵州持续低温雨雪冰冻灾害的重要原因;特殊的地形地貌造成贵州各区域雨凇分布的差异;同时初步提出从4个方面入手做好气象灾害的应急服务工作。     

2008年初六盘水低温雨雪冰冻灾害成因分析及其影响评估

利用M ICAPS常规气象资料、EC再分析资料以及国家气候中心的海温、环流监测资料等,分析2008年初六盘水市持续低温雨雪冰冻灾害天气过程的成因。结果表明:此次罕见的灾害天气过程是在近50 a来最严重的一次"拉尼娜"事件背景下发生的,与欧亚地区持续大气环流异常密切相关。在"北高南低"和西太平洋副高偏北偏强的形势下,北方冷空气不断南下补充,孟加拉湾和南海地区源源不断的水汽向北输送,使得滇黔静止锋在贵州西部及云南中部长时间维持,形成了长时间的低温雨雪冰冻天气过程;同时对流层的中低层有逆温层存在是六盘水市2008年初以冻雨、小雨夹雪为主而降雪不明显的主要因素。并从经济损失、生态环境破坏、灾害影响程度对2008-01-14—02-15历史罕见的低温雨雪冰冻灾害进行综合影响评估。认为:持续低温雨雪冰冻极端天气造成了多种灾害并发,打乱了正常的社会生产生活秩序,造成严重经济损失,灾后重建困难大;雨凇造成的道路结冰、供电线路积冰,是导致交通运输瘫痪、电网中断、通讯受阻的致灾因子。     

中国南方大范围持续性低温、雨雪和冰冻组合性灾害事件:客观识别方法及关键特征

组合性灾害事件是指同时出现的若干个天气灾害的组合,它的发生会明显加重致灾程度。本文利用1961～2013年冬季我国南方区域206个台站的日平均温度、日降水量及雨凇资料,建立了冬季大范围持续性低温、雨雪和冰冻组合性灾害事件的客观识别方法,并揭示了三类组合性灾害事件的关键特征。首先,基于低温、雨雪、冰冻天气的强度和面积阈值以及持续天数建立了大范围持续性低温事件、雨雪事件以及冰冻事件各自的客观判识方法。在此基础上界定出了三类常见组合性灾害事件,即低温—雨雪灾害事件（C-RS）、低温—冰冻灾害事件（C-F）以及低温—雨雪—冰冻灾害事件（C-RS-F）。三类组合性灾害事件常见于1月上旬至2月中旬。尽管三类组合性灾害事件在低温和降水等方面有相似之处,但其形成条件却明显不同。充沛的水汽供应和大范围强烈的水汽辐合是低温—雨雪灾害事件和低温—雨雪—冰冻灾害事件发生的关键条件,而逆温层和冷垫则是低温—冰冻灾害事件和低温—雨雪—冰冻灾害事件发生的必要条件。亚洲中高纬大型斜脊系统是低温—冰冻灾害事件和低温—雨雪—冰冻灾害事件的关键环流特征,为强冷空气活动提供了有利环流条件。低温—雨雪灾害事件期间亚洲中高纬则盛行波状环流,有利于适度冷空气活动。在水汽供应和逆温层形成方面,三类组合性灾害事件受控于不同的副热带异常环流系统。孟加拉湾南支槽和南海上空异常反气旋分别是低温—雨雪灾害事件和低温—冰冻灾害事件形成的副热带关键环流系统,而孟加拉湾南支槽和西北太平洋异常反气旋相结合为低温—雨雪—冰冻灾害事件形成的副热带关键环流系统。     

西安市城市热岛效应卫星遥感分析

2008年初我国南方大部分地区发生了大范围、持续性的低温雨雪冰冻灾害天气,部分省市县的低温、冻雨、暴雪灾害属历史罕见。本文通过对1月10日-2月2日4次雨雪过程期间南方整体环流背景的描述,得到有利于雨雪天气产生并长期维持的环流背景场;同时副高偏强偏北,南支槽发展强烈,使得低层带来旺盛的偏南气流水汽输送。在江南华南一带的准静止锋长期维持是造成雨雪天气成灾的直接原因,静止锋与高低空急流的耦合抬升共同作用,以及南支气流对静止锋强度的影响,是使地面锋线附近产生强降水的主要因素。最后重点分析了第3次雨雪天气过程中的锋区东段与锋区西段的结构特点,得出造成冻雨和冰雪不同天气的空间场特征。     

大雾天气多发，低温暴雪罕见——2008年冬季（12-2月）浙江天气与气候

浙江省2008年冬季气温、降水与常年持平,日照偏少。几次大雾天气对交通造成一定影响;1月中旬至2月上旬出现持续低温雨雪冰冻天气,浙北积雪量达50年一遇,持续低温雨雪冰冻对农业、林业、电力、交通等行业造成了严重影响和损失。冬季拉尼娜状态继续维持,中高纬度欧亚地区的大气环流异常稳定,同时南支槽比较活跃,是引起冬季南方地区大范围持续低温雨雪冰冻灾害的重要原因。     

降雪与冻雨天气研究回顾

2008年初,中国南方许多地区出现了历史罕见的持续雨雪、冰冻天气,对电力、交通、农业、林业等造成了极大破坏。分析研究这种在全球气候变化背景下发生的极端天气事件的形成原因,有助于提高预测水平和对类似灾害性天气的防范能力。在对近年来国内外关于冬季降雪和冻雨天气研究进行简略回顾的基础上,对其未来研究方向进行了展望。认为：在全球气候变暖的背景下,要加强雨雪、冰冻天气形成机理与变化规律的研究,特别是要加强其发生的前兆性研究;要充分利用现代先进的探测技术和手段,提高对雨雪、冰冻天气的监测能力;要建立和完善对雨雪、冰冻灾害天气时间发生、发展的预报技术和方法。     

黔东南州一次低温雨雪冰冻天气过程触发维持机制分析

利用2008-01—12—02—02T08常规天气图资料,对黔东南州发生大范围低温、雨雪、冰冻天气的环流形势及触发、维持机制进行了分析和诊断。结果表明：高低空急流的存在、中高层强的暖湿气流在此次低温雨雪冰冻灾害天气过程中起着十分重要的作用;中低层的逆温层维持,对低温雨雪冰冻天气过程的触发起着主要作用。     

南方持续低温阴雨雪部分地区遭严重冻害

2月份,全国大部地区降水量较常年同期偏多,南方部分地区出现持续低温阴雨雪寡照天气;江南及福建等局部出现暴雨及山体滑坡等灾害;滇、新等地局部发生雪灾;华南中南部、云南南部持续少雨雪,旱情持续或发展.月平均气温,全国大部地区较常年同期偏低,湘、鄂、黔等地的部分地区遭受严重冰冻灾害.     

2010年2月辽宁地区冻雨天气诊断分析

应用常规天气资料,从天气、气候及大气物理量场等方面,对2010年2月下旬发生在辽宁地区历史罕见的冰冻雨雪灾害性天气发生发展的成因、主要特征以及造成严重灾害的主要原因进行诊断分析。结果表明：500 hPa低涡分裂的小槽东移是冻雨天气的环流背景;700 hPa源源不断的水汽输送和低层辐合作用是降水产生的基本条件。地面强冷空气是冻雨天气的触发机制;高层为冷的冰晶层,对流层中低层有温度t>0℃的暖的融化层,近地面1-2 km为气温t<0℃的冷层,同时地面达到 0℃以下,这种复杂的逆温层是冻雨产生的天气条件。高层暖平流是维持中空暖层结构的重要条件之一,对暖层的建立和破坏起较大作用,暖层消失冻雨天气也随之结束。中低空水汽饱和度、地面温度和中低空上升、下沉运动与冻雨的强度有密切关系。     

湖南冻雨预报关键技术指标及应用

利用1951~2009年冬季湖南探空和地面观测资料,对湖南冻雨时空分布、过程发生频次、过程持续日数及冻雨的各层气温统计分布特征进行了统计分析,并通过研究提炼了湖南冬季冻雨预报技术指标和空间概念模型。检验和预报应用表明:厚度因子比温度因子判据TS评分高,而厚度与温度因子混合判据评分更高;冻雨预报判据指标结合南方冻雨大气环流空间概念模型在2013年1月湘中以南冻雨过程预报业务应用中,预报效果较好。     

2011年与2008年贵州低温雨雪冰冻天气锋区特征对比

用常规气象观测资料和NCEP2．5°×2．5°再分析资料,对贵州2011年年初和2008年年初2次严重低温雨雪冰冻灾害期间的天气形势、冷空气、水汽和大气层结等特征进行了分析比较。结果表明：静止锋是贵州低温雨雪冰冻天气的主要天气系统;2008年较2011年冷暖空气均较强,故锋区强、锋面坡度较小,这是2008年冰冻天气强于2011年的主要原因;冻雨的发生与层结的逆温有很大关系,逆温发展的阶段均能较好地对应每一次冰冻过程;逆温强度强且长时间存在是2008年冰冻天气持续时间长的原因。2次过程中低层锋区附近有明显的水汽辐合,形成雨雪天气;对2011年降雪和冻雨过程的对比分析表明降雪与冻雨最明显的特征是降雪时层结基本无逆温,逆温层的出现是降雪转换成冻雨的重要原因。     

湘西北2008年初持续冰雪灾害及对椪柑影响分析

2008年初湘西北出现了自1956年有气象记录以来低温持续时间最长、冰冻范围最大、强度最强的一次低温雨雪冰冻天气过程,罕见的特大冰冻灾害给当地支柱产业之一的椪柑生产带来严重影响.本文从天气学和农业气象学角度出发,对低温雨雪造成的椪柑冻害及椪柑成果的贮藏、销售影响进行了详细评估,旨在为湘西北椪柑生产恢复与制定防灾减灾措施提出科学依据.     

低温雨雪冰冻灾害对桂林市农业的影响

2008年1月12日至2月20日,桂林市区及各县遭受了1951年以来持续时间最长,平均气温低,覆盖范围广,破坏力强的低温雨雪冰冻灾害性天气。对交通、电力、通信等行业,特别是农作物造成严重灾害。通过分析这次冰冻雨雪天气过程的特征及各种农作物的受灾情况,总结经验,为今后的农业生产提供指导和依据。     

我国冬季冻雨和冰粒天气的形成机制及预报着眼点

利用探空和地面观测资料,通过对2001年冬季至2010年冬季我国不同区域（分为4个区域：北方、江南、华南、西南）的冻雨和冰粒天气形成的物理过程进行分析发现：（1）除北方区域外,我国其他区域的冻雨主要以暖雨机制为主。北方区域的融化类冻雨比例也仅为39％,但纬度越高,出现融化类冻雨的几率高于上述比例。暖层出现是冻雨天气的重要特征,但暖层作用主要是输送水汽和维持锋面系统,以保证降水的发生和持续,低层及地面气温普遍低于0℃可能是最重要的原因。（2）我国冰粒天气的形成机制主要以融化机制为主。冰粒天气的云顶高度普遍高于冻雨天气。冰粒天气的暖层厚度和强度均小于冻雨天气,这主要是由于弱暖层只是部分融化冰晶和雪花,使其重新冻结成为可能。冰粒天气的700hPa风速值普遍小于冻雨天气,这一方面说明冰粒天气对水汽输送条件要低一些,另一方面也反映了冰粒天气暖层较弱的特点。（3）云顶高度、暖层强度和厚度、低层冷层温度露点差、700hPa风速以及地面气温是甄别冻雨和冰粒天气的特征量,但不同区域,这些特征量的有效性不一样。西南区域冻雨和冰粒天气的主要差别在地面气温,其他特征量或差别不明显,或代表性不足,只可以作为辅助判断的因子。     

2008年初粤北罕见的低温雨雪冰冻天气过程分析

利用NCEP地面、探空、海温等分析资料,以及本地自动站和灾情资料,对2008年1月中旬-2月中旬粤北一场罕见的低温雨雪冰冻天气过程的特点、气候背景、地面和高空形势进行研究分析。结果发现：长时间的冻雨和雨夹雪是造成粤北损失巨大的主要原因,冷暖空气长时间在粤北上空交汇是造成雨雪天气的直接原因,拉尼娜事件引起大气环流异常是这次过程的气候背景,异常偏强的副热带高压和孟加拉湾到广西一带低槽的共同作用,为粤北上空输送了强盛的西南暖湿气流,北方长时间稳定的强冷空气从边界层侵入粤北后的冷舌,与对流层中低层的暖舌构成的逆温层,为冻雨的出现提供了有利的大气层结,极涡异常偏心对这次过程有指示意义。     

2011~2013年中国冻雨、冻毛毛雨和冻雾的特征分析

研究冰冻天气的特征对于更好的认识冰冻天气,提高此类天气的预警预报能力,从而达到防灾减灾有重要意义。利用2011~2013年间中国民航机场的一小时或半小时一次的例行观测和特殊观测资料,分析了冻雨、冻毛毛雨和冻雾天气的时空分布、持续时间和气象条件等特征。研究结果表明:我国大部分地区均会发生冰冻天气。冻雨和冻毛毛雨的频发区与其持续时间较长区比较一致,而冻雾的少发区,其持续时间也可能较长。我国冰冻天气最容易在冬季(12~2月)发生,在1月出现的比例最高;在凌晨[00~07时(当地时间,下同)]出现频率相对较高,午后(13~14时)出现频率最低。一次冰冻天气的持续时间一般不超过2个小时。温度在-3~-1℃,露点温度在-4~-1℃,温度露点差在0~1℃时冰冻天气发生的频率最大。出现冰冻天气时的风向以东北风和北风为主,而平均风速在2~3.9 m s-1时冻雨和冻毛毛雨发生的频率最大。我国冻雨和冻毛毛雨发生时,同时常会有雾或轻雾;冻雾出现时,一般不会伴随其他天气。     

桂林2008年1～2月连续低温雨雪冰冻天气初步分析

通过对2008年1~2月下旬连续低温雨雪冰冻天气过程进行分析总结,分别得到连续低温雨雪冰冻天气过程开始、持续、结束的典型环流形势;归纳了冰冻、冻雨、降雪、化雪天气的温度指标;结合各站探空剖面图资料,得到冻雨与降雪天气的温度垂直结构特征;为建立低温冰冻、降雪天气概念模型提供了参考依据。