青海中北部边界层高度与不同灾害天气的关系

利用2013-2017年逐日07:00(北京时,下同)高空压温湿常规资料,19:00每隔50 m高空气温、气压、湿度和风速等加密资料,分别采用T-log P法和5点平滑位温梯度法计算了青海省茫崖、格尔木、都兰和西宁4个高空站的边界层高度,结合地面2006-2017年逐时、日资料,进一步分析其影响因子及其与灾害性天气的关系。结果表明:在研究区边界层高度西北高于东南,春季3-5月较高,4月茫崖最高达4500 m以上;边界层高度主要与最大地气温差、极大风速、气温日较差和降水有关,高原上地气温差越大、风速越大,湿度越小,边界层高度越高。浮尘边界层高度3月较高,为3578 m;其他风沙边界层高度均为4月较高,达3800～4000 m。沙尘暴持续时间越长,边界层高度越高;高原沙尘暴主要集中在下午到夜间,4-6月较高,夜间4-5月为3100～4200 m。降水对边界层高度有很大影响,随着降雨强度增强,边界层高度也随之降低,发生小、中、大雨时的边界层高度分别为3354,1855和1300 m;相应的边界层气压分别在480～640,590～720和650～710 h Pa。高温边界层高度6月最高达5210 m,7-8月达3600 m以上;而雷暴边界层高度4月较高,达5050 m,5-6月在2100 m左右,7-9月降低至1100 m左右。由于5-10月95%以上雷暴伴有降水,因而雷暴边界层高度较低。     

南疆一次强沙尘暴前后塔中近地面各气象要素的变化特征

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中站2006年4月10日一次强沙尘暴前后连续5天地面、土壤中、以及80 m高塔站梯度观测系统的各气象要素资料,详细地分析了该沙尘暴前后不同沙尘天气日各要素的变化特征.结果表明:这次沙尘暴是南疆气温持续回暖、热低压强烈发展、沙尘暴和浮尘天气持续时间长的一次南疆东灌型强沙尘暴过程.温、湿廓线在沙尘暴过境时,因强湍流交换,整个近地层大气基本上处于中性层结,沙尘暴日为降温增湿的过程;沙尘暴日前后大气层结发生了转变,破坏了晴天正常的逆温、逆湿结构.风速廓线在沙尘暴日满足对数律关系,而在沙尘暴日前后的天气里,风速较小,规律性差.沙尘暴过境时0O cm和5 cm地温变化趋势与1.5 m气温相似,过境前1.5 m气温比5 cm地温达到峰值的时间约提前1～2 h,过境后反而又滞后1～2 h.     

一次寒潮背景下降水相态变化特征分析

利用常规气象观测资料和NCEP再分析资料,对2013年4月18日到20日河南出现的一次区域性寒潮天气过程的环流背景、影响系统及寒潮期间降水多相态转换的成因进行了分析。结果表明:本次寒潮过程属于横槽转竖型,冷锋迅速南下,导致寒潮暴发;此次寒潮天气的大气温度层结存在逆温层结构特征,温度廓线的变化会导致降水相态发生变化;受低层冷空气持续影响,暖层强度即融化层遭到一定程度的破坏或消失,冷层即冻结层强度增强,0℃层高度下降,以致降水相态发生相应的改变;降水相态的变化与暖层温度及0℃层高度密切相关。根据本次寒潮过程中NCEP再分析数据得到:当降水相态为雨时,暖层温度≥2℃,0℃层高度≤975 h Pa;当降水相态为雪时,暖层温度≤-1℃,0℃层高度≌1000 h Pa;当降水相态为冰粒时,2℃≥暖层温度≥-1℃,1000 h Pa≥0℃层高度≥975 h Pa。     

利用再分析与探空资料对0℃层高度和地面气温变化特征及其相关性的分析

利用北京多年ERA-Interim再分析资料和探空观测资料分析地面气温及0℃层高度特征,对比再分析资料和探空资料的差异,并利用北京和寿县资料分析0℃层高度与地面气温的相关性,拟合0℃层高度与地面气温的线性关系,另外,利用未参与公式拟合的观测资料进行验证。结果表明:地面气温与0℃层高度存在明显季节变化;与探空观测值相比,无论是全年还是分季节,再分析资料的地面气温和0℃层高度值都偏低,地面气温平均偏低2℃,0℃层高度平均偏低200 m;再分析与探空资料的相关性较好,相关系数都大于0.89;地面气温与0℃层高度的变化趋势一致,再分析资料和观测资料地面气温与0℃层高度的相关系数均大于0.9,20:00大于08:00(北京时),都通过了0.01的显著水平统计检验,且观测资料获得的线性关系优于再分析资料;线性拟合得到的地面气温与0℃层高度的线性关系,可为天气雷达判别0℃层和预报降水等应用提供辅助信息。     

豫北一次强对流天气的物理量场结构特征

通过对2008年6月25日发生在豫北的一次强对流天气过程分析发现:中低层的风切变和冷空气的入侵是造成此次强对流天气的主要原因;大气液态含水量指数、0 ℃层高度的气压与570 hPa之差、-20 ℃层高度的气压与370 hPa之差,可以预示未来强对流天气中是否会产生冰雹;大气液态含水量指数、低层水平螺旋度、风的v分量的垂直切变、0 ℃层高度的气压与570 hPa之差、-20 ℃层高度的气压与370 hPa之差对强对流的发生、发展以及产生区域有很好的指示意义.     

广州白云机场一次罕见的降水相态变化天气特征分析

利用常规气象观测资料和NCEP2再分析资料,对2016年1月24日广州白云机场出现的一次强冷空气过程的环流背景、主要影响系统以及期间降水多相态转换的天气特征进行了分析。结果表明:本次天气过程来源于一次横槽转竖型寒潮,冷锋、中低空切变线和低空急流给华南地区带来了较长时间的降水天气;白云机场上空存在多条0℃等温线和逆温层,探空廓线多次穿过0℃等温线,使得地面出现了雨和冰粒的相态转换;降水相态变化时暖层温度、0℃层高度、位势厚度、边界层高度、气柱云水量和地表抬升指数等指数均发生较大变化;当降水相态为雨时,暖层温度≥2℃,0℃层高度≤975 h Pa;当降水相态为冰粒时,暖层温度≤0℃,0℃层高度≌1000 h Pa。     

寿光日光温室温湿度变化特征分析

对寿光日光温室秋、冬、春季节不同天气状况的温湿度变化特征、通风及增温时段进行分析。结果表明,温室内气温在不同天气状况下有明显的日变化,晴天、多云、阴天时日最高气温分别在24～35℃,22～30℃,20～25℃,最高值均出现在13:00前后;日最低气温分别在9～16℃,11～20℃,09～12℃,最低值出现在06:00—07:00。温室内相对湿度在白天降低,夜间升高,晴天与多云天气时,日相对湿度最大值在75%～86%,最小值在20%～50%,阴天时,最大值在85%～90%,最小值在40%～60%。晴天时,秋、冬、春季节的适宜通风时段分别在11:00—15:00、13:00前后、12:00—15:00,多云天气的适宜通风时段分别在12:00—15:00、13:00前后、12:00—13:00,阴天时,在中午前后进行通风排湿。晴天与多云天气时,秋、冬季节的增温时段分别在00:00—07:00、00:00—09:00,阴天时冬季增温时段在19:00—次日10:00。经过对温室环境进行调控,有效促进温室作物的增产增收。     

河西走廊东部“2018.3.19”强沙尘暴特征分析

利用常规气象观测资料和ECMWF数值预报产品初始场资料,对2018年3月19日河西走廊东部的大风强沙尘暴天气过程进行了分析。结果表明:500 hPa蒙古西部到新疆东部低槽是此次区域性大风沙尘暴发生的影响系统,700 hPa河西走廊东部变形场是大风沙尘暴的触发系统,午后气温日变化加大了地面冷锋前后的气压梯度和温度梯度,冷锋前后Δp3达8.3h Pa,造成冷锋移至河西走廊东部产生强烈锋生是沙尘暴爆发的直接原因;随着河西走廊东部上空高空西风急流风速增大、高度降低,风速为14 m·s~(-1)的强风速带伸展到地面,将高空动量向下传播,加之北风前锋到达之处,沙尘暴爆发;沙尘区低层辐合、高层辐散,以及无辐散层和-52.6×10~(-3)hPa·s~(-1)的强上升运动一致,有利于增大近地面沙尘浓度;V-3θ曲线显示强垂直风速切变和上干下湿的状态,为此次沙尘暴的发生发展提供了不稳定的环境条件;前期降水稀少,气温异常偏高的气候背景和边界层逆温层破坏,中低层干热及地面风速增大,为沙尘暴天气爆发提供了前期气候背景和不稳定及动力条件。     

巴丹吉林沙漠北缘沙尘天气过程中近地面气象要素变化及风沙流结构分析

提要：利用2013年春季在巴丹吉林沙漠北缘拐子湖地区的沙尘暴加强观测资料,对比分析该地区典型流动沙面晴天、扬沙和沙尘暴三种天气背景下各气象要素的变化特征及差异,同时对沙尘暴过程中近地层风沙活动特征进行分析。结果表明,随风速增加沙尘天气强度逐步提升且沙尘天气来临前风速、风向均表现出明显的调整现象,此后爆发过程中风速、风向相对稳定。随沙尘天气强度的增加气温逐渐减小且沙尘天气过程中地面呈利于沙尘起动的暖干状态,同时地面气压不断升高。悬浮的沙尘会导致拐子湖流动沙地各层地温有减小趋势,但减小程度相对较弱,使沙尘天气下各层地温仍保持良好的梯度变化和正弦型日变化趋势。拐子湖流沙地春季起沙风速为6.5m/s,输沙通量垂直分布状况在20cm左右具有明显的分段现象。地表100cm内总输沙量的50%和90%分别集中在地表20cm和56cm高度以内。观测期间整个5月地表0～100cm高度内的输沙通量为420.96kg/m。     

一次寒潮的降水相态变化分析

本文利用MICAP3.2资料、常规观测资料、自动站资料和多普勒天气雷达资料分析2014年5月2日一次寒潮天气背景下降水相态的成因。结果表明:此过程是高空较强冷空气与南部低压系统共同作用产生的由雨转为雨夹雪后转雪的降水相态的变化。从高空形式场分析,0℃层迅速下降,850 h Pa已达-2℃以上及地面气温在0℃左右是产生降雪的指标。     

大棚小气候特征及其与大气候的关系

为了提高大棚揭闭膜气象服务的针对性,对武汉城郊冬春季棚内外气温、地温进行了逐时对比观测试验,利用相关分析及逐步回归分析方法,分3种天气类型对棚内气温、地温观测数据进行了计算分析.结果表明,在晴好天气下大棚、双层膜最高气温分别比棚外大气最高气温高20、24℃左右,夜间温度分别比棚外大气高0.8～3.5℃、3.5～6.5℃,棚内温度日较差在晴好天气下高达30～35℃,气温变化剧烈,一天内可能既要防范高温热害,又要防御低温危害.白天棚内气温与大气温度、太阳高度角关系密切,夜间气温以及10cm地温与大气温度相关显著,并由此建立了棚内气温、地温统计数学模型.利用该模型可以准确地推算或预测大棚内逐时气温、地温变化,为菜农提供大棚揭闭膜气象服务.     

广东近60年一次最大范围的降雪过程分析

利用地面、探空实时业务观测以及NCEP 1°×1°分析数据等资料,对2016年1月下旬寒潮过程地面气压场、过程最低气温、广东降雪空间分布、大气温湿结构以及天气系统等方面进行了分析,结果发现:该次寒潮过程广东地面气压突破了有气象记录(1951年)以来的历史极值,但大部分市县最低气温未破历史记录;降雪南界较历史南界(1951—2015年)明显南压,即西部压到信宜、阳春一带,中东部则南压到了沿海;t8500℃或t9250℃的单层温度指标难以判断广东雨雪相态;当高空整层温度都在0℃以下,且近地面0℃层高度低时降水相态多为雪,0℃层高度过高时则降水相态为雨,其余为雨夹雪(霰);当高空有暖层存在时,出现纯雪的可能性较小,若地面0℃层高度低,且高空暖层厚度位于其下方的冷冻层,则有雨夹雪(霰)的可能;降雪时大气湿度呈下干上湿状态,90%以上的高湿度区主要在800~500 h Pa之间;降雪时的辐合抬升主要发生在700~500 h Pa,中层的槽和西到西南急流是重要的动力因子。     

各气象要素影响沙尘暴的方式和强度研究

利用1954—2005年甘肃60个测站春季17个气象要素和沙尘暴的日资料,对这些要素影响沙尘暴的方式和强度进行了详细分析。结果表明,风速、最大风速、蒸发量是甘肃省沙尘暴的正影响因子;相反,相对湿度、最小相对湿度、最低气压、水汽压和日照时数是负影响因子;气压、最高气压、气温、最高和最低气温,以及20:00～08:00,08:00～20:00和20:00～20:00的降水量对沙尘暴的影响方式具有明显的区域性差异。各要素对沙尘暴的影响强度具有明显的区域性差异,平均而言,最大风速、平均风速、最大风速风向、日照时数及蒸发量对甘肃沙尘暴的影响强度依次最大,20:00～08:00,08:00～20:00和20:00～20:00的降水量、气压和气温的影响强度依次最小。     

沙颍河流域一次基于高分辨资料的降水相态分析

利用常规气象资料、NCEP 0. 25°×0. 25°分析资料以及微波辐射计、风廓线雷达等高分辨率资料,采用诊断和统计方法,对2017年2月21日沙颍河流域一次雨雪过程中降水相态进行分析。结果表明:在高空低槽与东路冷空气共同作用造成雨雪天气的背景下,925 h Pa及以下冷高压底部的偏北冷空气造成低层持续降温,导致降水相态变化。过程前期700 h Pa以下为强暖平流,冷平流在900 h Pa以下且较为浅薄,温度层结为冷层-暖层-冷层-暖层,冰晶粒子下落融化形成雨滴。降水中后期冷平流发展强烈导致温度迅速下降,整层温度变为冷层,导致相态为雪;即使下游局部地区仍有暖层,但暖层浅薄、低层冷层深厚,相态也为雪。雨雪转换时0℃层高度下降明显,降雨阶段0℃层在抬升凝结高度以上,降雪阶段0℃层降到抬升凝结高度以下; 0℃层亮带回波在相态转换时出现明显变化,其亮带高度逐渐降低。微波辐射计的温湿廓线、云底高度以及液态水等在雨雪转换中均有显著变化,液态水含量在雨雪转变时迅速增大。风廓线风场定性反映了冷空气持续南下,低层冷垫增厚,导致相态转变以及降水强度增加;风廓线速度定量反映出降雨和降雪之间的差异,降雨速度范围为1. 5～7. 0 m·s-1,降雪速度范围在0. 25～1. 5 m·s-1;雨雪转换时下落速度明显减小,可用于相态转变的监测和预报。     

一次冬季冰雹天气过程分析

利用自动观测系统资料及物理量场,分析了厦门高崎机场2002年12月19日冰雹天气过程.发现冰雹发生前气温呈先升后降的特征,海平面气压显现出陡降陡升的"漏斗状";降雹时气温骤降、相对湿度剧增、风向突变、风速迅速减小.气压的变化验证了在强雷暴中,上升气流下方中低压的存在.单站物理量要素表现为整层大气为上干下湿的对流性不稳定,19日08时和20时厦门站850hPa与200 hPa之间风的垂直切变值分别为4.9×10-3·s-1和5.7×10-3·s-1,0℃层高度(H0)在3.8～4.1km,-20℃层高度(H-20)在6.8～7.2km,满足了冰雹产生的三个必要条件.     

辽宁地区雨雪转换天气的判别和分析北大核心

利用2011—2020年辽宁地区逐小时地面观测数据和定时高空观测数据,统计分析纯雪、雨雪转换两类降水天气特征。结果表明,辽宁地区2011—2020年雨雪转换日数与纯雪日数比值为1∶5,沿海地区多于内陆,雨雪转换时主要有5种天气类型:空中槽型、北上气旋型、低涡切变型、冷平流型、回流型,其中,空中槽型雨雪转换日数最多,占总日数的42.8%;冷平流型和回流型相对较少,分别占9.4%和7.8%。地面2 m气温、0℃层高度、抬升凝结高度、抬升凝结高度气温与地面2 m气温差、700~850 hPa位势高度差、850~1000 hPa位势高度差等6个气象因子对鉴定辽宁地区降水相态有一定参考意义。利用高分辨的欧洲细网格资料对2021年2月28日雨雪天气过程的降水相态进行诊断分析,结果表明,雨雪相态的转变对对流层低层温度平流非常敏感,0℃层高度、冰雪层厚度、粒子降落行程与降水相态之间关系密切;当0℃层高度降低(由920 hPa到950 hPa),云中冰雪层增厚(由430 hPa增至530 hPa),液态水层变薄(由20 hPa到10 hPa),云中冰雪物下落到地面的行程缩短(由780 m降至410 m),下落环境温度降低(由3.5℃到0.5℃),降水相态由雨转换为雨夹雪或雪。     

青海东部一次秋季多相态降水天气成因分析

利用Micaps常规资料,对2014年10月10-13日青海东部地区出现的一次历史同期少见的寒潮背景下雨转暴雪天气过程的环流形势、水汽输送以及雨转雪过程中温度的垂直结构特征等方面进行了分析,结果表明:前期特别是近地面层气温背景与不同相态降水的发生与转换关系密切,青海东部地面气温大于3℃时,降水性质以雨为主;当地面气温介与2~3℃之间,降水性质为雨夹雪;气温小于2℃,降水性质为雪;降水相态变化与700h Pa 0℃线位置存在相关。     

净举力对探空高度的影响分析 —— 以贵阳探空站为例

利用贵阳探空站2014—2016年L波段高空资料,运用净举力公式、绝热方程和统计分析等方法对贵阳影响探空高度的升速及净举力因素进行分析。结果表明:(1)本站平均升速均 400 m·min~(-1),19时高于07时,探空高度19时比07时低427 m。(2)从地面到850 h Pa,实际升速小于标准密度升速,850 h Pa以上,实际升速大于标准密度升速,至10 h Pa附近,升速接近地面层附近两倍,平均每上升1 km增大约3%。(3)从净举力分析来看,业务工作中忽略日变化和季节变化因素,今后探测工作中,无雨、阴天、多云天气应少300～500 g,秋冬比春夏少300～700 g为宜。(4)净举力偏高从而降低了探测高度,通常控制在1 600～2 300 g之间为宜,平均升速可控制在360～400 m·min~(-1)。净举力分别为1 600 g、2 000 g、2 300 g,探测高度可在目前基础上提高约3 100 m、1 600 m、800 m。     

三峡水库坝区蓄水前水体对水库周边气温的影响

对三峡水库蓄水前位于坝区长江左、右两岸的3组气温观测资料进行对比分析,结果表明：①水体对水库周边气温有白天降温、夜间增温效应,可抑制极端最高气温,抬升极端最低气温;②总体上增温幅度比降温幅度大,增温幅度夏季大于冬季,春秋季居中,在20：00夏半年多大于冬半年,在08：00冬半年多大于夏半年,20：00、08：00增温幅度0．2～1．0℃的日数分别占总日数的46％、55％以上;③增温效应与降水季节性变化趋势基本一致,降水多的月份增温明显,降水少的月份增温幅度则较小;④降温幅度为春夏季小于秋冬季;⑤逐时气温分析显示,远水区较近水区各时次气温在10：00～15：00高0．1～0．4℃,其它时间尤其是夜间低0．1～0．7℃。     

WRF模式中土壤湿度对位势高度模拟影响的敏感性分析

利用WRFV3.6中尺度预报模式对我国东部地区2003年5、6、7月下旬天气过程进行模拟,研究分析了土壤湿度对位势高度的影响。结果表明:(1)对流层中低层位势高度对土壤湿度有较强的敏感性,且各月的位势高度随土壤湿度的改变都有一致的变化规律,但相对于5、6月,7月高温过程中位势高度对土壤湿度更为敏感。土壤湿度的增加(减少)会导致750~500 h Pa位势高度减小(增大)、850 h Pa以下气压层位势高度增大(减小);(2)不同土壤湿度试验模拟的不同地表热通量可直接影响气温变化,在静力平衡和质量守恒条件下可进一步影响不同高度的气压,并最终导致位势高度的差异;(3)位势高度白天受土壤湿度的影响程度最大。白天热通量传输旺盛,在干(湿)的土壤湿度条件下,地表温度增温(降温)幅度大,850 h Pa位势高度减小(增大)、500 h Pa位势高度增大(减小)更为明显;夜间情况相反。