２００８年初南方冰雪天气逆温层特征 及其维持机制

对2008年初的冻雨天气过程中大气层结特征做了研究,并集中对贵阳、南昌和南京三站的层结状况进行对比分析,分析结果表明：冻雨产生时对流层中低层有逆温层和暖层存在,且近地面温度须小于0 ℃; 利用国际太平洋研究中心的区域气候模式IPRC-RegCM,对2008年1月18—2月2日期间的降水进行模拟并分3时段予以分析,利用模式输出结果分析3时段逆温层的维持机制。分析指出,模拟结果能较好的再现此次持续性过程的降水带分布;第一阶段逆温层上部的增温是由温度平流和凝结潜热加热共同作用,而后两个阶段则主要是温度的暖平流所致;对于逆温层底部的降温主要是由近地面的西北冷平流及空气的上升绝热冷却所致。     

2008年初冻雨强度变化以及与逆温层特征之间的关系

利用NCEP/NCAR 2008年1月10日至2月2日的再分析资料和常规地面观测资料分析了造成我国南方低温雨雪冰冻灾害的4次主要冻雨过程的强度变化特征以及在此期间逆温层的时空分布特征,并讨论了两者之间的联系.结果表明,四次冻雨过程第三次最强、第二次过程次之,第一次最弱.同时,无论从区域平均还是从水平分布上看,逆温层强度...     

2008年初南方雨雪冰冻灾害天气静止锋与层结结构分析

对2008年我国南方持续性雨雪、冰冻灾害天气的影响系统及层结特征做了研究,集中对第3次过程,即1月25～29日期间的天气形势、水汽条件、高原对流系统东移的影响以及地面和大气层结条件进行了分析。研究表明：位于长江或江南地区的准静止锋（或切变线）是雨雪冰冻天气的重要影响系统,锋面西段的逆温层和暖层强,有利于冻雨的形成;水汽在锋前的对流层低层辐合,沿锋面爬升凝结,锋面的东段低层辐合比西段强,造成锋面东段的降水强度大于西段;高原对流系统活跃,且频繁东移影响我国东部,在第3次过程共有3次高原对流的东移过程;最有利于冻雨产生的层结条件应有中层冻结层、暖层、逆温层,且这些层结的强度和厚度要适当;最有利于冻雨出现的地面温度在-1～-3℃,变化非常小,温度、露点差都在1～3℃,接近饱和,风速较弱。最后,提出了适合于我国南方雨雪、冰冻天气的锋面结构与大气层结的物理模型。     

2008年初南方雨雪冰冻灾害天气的大气层结和地面特征的数值模拟

冬季的雨雪预报,尤其是冻雨的预报涉及多种尺度系统与复杂物理因素的影响。为了探讨这方面的问题,作者采用中尺度数值模式MM5对2008年初我国南方持续性雨雪、冰冻灾害天气中的1月26～29日过程做了模拟试验研究,并根据模拟结果对1月26～29日期间的水汽条件、地面特征和大气层结条件等重要环境条件进行了分析。分析指出,模拟结果能基本再现冬季这种持续性过程的降水带分布;长江或江南地区的准静止锋的存在,水汽在锋前对流层低层辐合,并沿锋面向上爬升凝结,爬升到达的高度和强水汽带的宽度与观测基本一致。模式还能再现有利于冻雨产生的层结条件,包括中层冻结层、暖层、逆温层和地面温度0℃线的位置;研究指出,利用模式输出的层结、地面条件以及降水状况可以大致得到冻雨可能发生的范围。     

2008年初南方一次雨雪冰冻天气云微物理过程和逆温层结数值模拟

利用WRF中尺度数值模式对2008年1月26—29日中国南方一次雨雪过程进行数值模拟,并根据模拟结果对云微物理过程、逆温区和地面温度等环境条件进行了分析。结果表明:华南地区冻雨天气对应了两种云微物理结构:一种是由液水形成的降水元在下落过程中经过"暖—冷"层结形成冻雨,另一种是由冰晶、雪晶和液水形成的降水经过"冷—暖—冷"层结造成的。利用模式输出的层结、地面条件以及降水状况可以大致得到冻雨可能发生的范围。     

2008年1月下旬南昌冻雨天气过程分析

利用南昌探空和地面观测资料,对2008年1月20日-31日南昌大气垂直温湿场进行了分析。结果表明,逆温层中冷、暖层的变化以及中低层湿度的变化是影响冻雨天气出现的重要因素。逆温层中暖层增温,以及暖层下冷层的加强,是冻雨天气发生发展的重要因素;逆温层中暖层的减弱以及冷层的加强,可导致冻雨天气减弱或结束。中低层维持深厚高湿环境也是冻雨天气出现与维持的一个重要条件;深厚高湿环境的破坏、低层湿度的减小,是导致冻雨天气减弱或结束的重要因素。     

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。     

2008年初南方雨雪冰冻天气的环流场与多尺度特征

主要对2008年初我国南方的雨雪冰冻灾害天气的环流场与多尺度特征作了分析研究。结果表明：1）大气环流持续异常,中高纬阻塞高压位于西西伯利亚长达20余天,副热带高压偏西偏北。在阻高与副高之间有一横槽维持,这种形势十分有利于冷空气从北方入侵。2）环流系统较为深厚。不但在500 hPa,即使在200 hPa上也有很明显的经向环流发展,同样有阻高维持,温度槽明显落后于高度槽,有利于横槽的发展与维持。3）西风带南支槽稳定维持且十分活跃,将大量水汽输送至中国大陆尤其是南方地区。北方的干冷空气与南方的暖湿空气交绥,出现了明显的中低纬系统的相互作用。4）一条准静止锋长期稳定维持于长江流域,是雨雪冰冻天气的重要影响系统,这在冬季并不多见。5）贵州和湖南地区,低层浅薄的冷空气垫与其上的暖湿空气形成了特有结构——逆温层,并有暖鼻配合,有利于冻雨出现。由于涉及云微物理、微气象学等诸多影响,冻雨区的分布带有一定的局地性特征,因而,对其的精确预报尚需作更多的研究。6）在上述研究基础上,本文提出了一个多尺度系统持续性的雨雪、冰冻天气物理模型。     

定量诊断2008年初南方罕见冰冻雨雪天气

根据NCEP/NCAR逐日再分析资料和每三小时一次的TRMM 3B42降水资料,利用改进后的局地经向环流线性诊断模式(不用地转风近似而用旋转风估算水平环流经向分量),定量分析了2008年初我国南方地区局地经向环流的垂直分量(-ωMC)的演变情况.结果表明:当我国南方地区发生强降水时,局地经向环流的强上升支气流((-ωM...     

2008年初武汉冰雪天气过程特征研究

利用实况观测资料和NCEP再分析资料对2008年初武汉市4次冰雪天气过程特征进行分析。结果表明:700—850hPa的逆温与850 hPa以下层次的冷垫是该区降雪发生与维持的有利条件,700 hPa切变线偏在850 hPa切变线北方,风的垂直切变表明大气具有明显的斜压性,较高层次强大的西南气流在较低层次冷垫上输送大量暖湿空气。本区18日20时—19日20时暴雪发生时有较强的上升运动和较大的西南水汽输送与水汽辐合,最大西南水汽输送与水汽辐合的层次比一般暴雨过程要高,高层惯性不稳定、中层对流不稳定等均为暴雪发生的有利条件。     

春季青藏高原大气热源季节内振荡特征及其维持机制

青藏高原大气热源在春季的形成,标志着高原对区域和全球天气气候热力强迫的开始.本文基于1981-2010年台站观测和JRA-55大气环流再分析资料,研究了春季青藏高原大气热源季节内尺度的时空变化特征.发现高原大气热源在春季存在显著的10～20天准双周振荡,在空间分布上表现为纬向偶极子型与单极子型异常模态之间的交替出现.其...     

2008年初武汉冰雪天气过程特征分析

利用实况观测资料和NCEP再分析资料对2008年初武汉市4次冰雪天气过程特征进行分析。结果表明：700—850 hPa的逆温与850 hPa以下层次的冷垫是该区降雪发生与维持的有利条件,700 hPa切变线偏在850 hPa切变线北方,风的垂直切变表明大气具有明显的斜压性,较高层次强大的西南气流在较低层次冷垫上输送大量暖湿空气。本区18日20时—19日20时暴雪发生时有较强的上升运动和较大的西南水汽输送与水汽辐合,最大西南水汽输送与水汽辐合的层次比一般暴雨过程要高,高层惯性不稳定、中层对流不稳定等都是暴雪发生的有利条件。     

2021年11月8日雨雪冰冻灾害天气过程分析

2021年11月7日夜间-9日白天黑龙江省出现大范围雨雪、大风、降温天气。此次天气过程中南部地区雨雪相态转换频繁,出现了罕见的冻雨天气。本文通过对高低空环流演变以及大气温度垂直变化的分析,认为主要是极地冷空气向南爆发的过程中,与低层暖湿空气北上强迫产生斜压不稳定,在地面低压北侧暖锋抬升作用下出现的大范围雨雪天气。分析探空资料可以看出大气边界层起到了冷垫作用,后期地面暖锋沿低层冷垫抬升,大气温度垂直分布出现“上暖下冷”的逆温结构。此外,边界层暖湿平流的输送增加了暖层的厚度,地形影响使“冷垫”作用加强。     

2008/2009乌鲁木齐近地空间逆温层特征分析

以2008年6月—2009年5月乌鲁木齐探空站每日07时、19时400 MHz电子探空数据为基础,统计了距地高度5 000 m以下近地层垂直空间逆温层的特征,并以每日、各月和全年的方式进行了归类分析;对乌鲁木齐市5 000 m以下近地层空间逆温层的出现频次特征、层次特征、第一逆温层特征、地表逆温层特征等进行了详细分析和...     

我国南方冰冻天气过程低空逆温层特征

利用我国南方地区7省12个探空站1960-1999年时段冬半年高空规定层、特性层资料,分析南方地区冬季低空逆温出现频率、强度、厚度等,对照历年“低温雨雪冰冻”天气过程期间的逆温特征,揭示了南方冬季低空逆温的基本规律和空间分布特征.结果表明:①南方冬季低空逆温普遍存在;②逆温强度指数随逆温底部高度的上升而增加,在700～600 hPa之间,逆温强度最强;③偏西南地区(贵州和湖南南部)逆温平均强度普遍高于偏东北地区(安徽和江苏);④1964-1995年“低温雨雪冰冻”天气时段内逆温强度指数有逐年上升的趋势,而逆温层平均厚度有较明显的减小趋势;⑤逆温出现时偏西南地区高空700 hPa附近有一温度大于0℃的暖温层,而偏东北部地区没有;⑥“低温雨雪冰冻”天气期间偏西南地区以冻雨为主,偏东北地区以降雪为主.     

2008年初南方冻雨云物理过程的模拟研究

利用中尺度模式MM5V3.7,模拟了2008年初发生在我国南方地区最强的一次冻雨云物理过程。结果表明,这次冻雨过程期间有两条明显的水汽通道,上升运动明显。冻雨区上空主要以低空云水和雨水,特别是云水的积聚为主,中高空有少量雪花和微量的冰晶。与冻雨区相比,非冻雨区过冷却水含量大,主要位于低空,高空没有霰,雪花也明显偏少。这...     

2018年初江西中北部冻雨暴雪天气过程特征及成因

2018年1月下旬,江西省中北部出现严重雨雪冰冻灾害天气,覆冰和积雪持续时间长达7 d,其间多次出现罕见的雨雪相态转换,先后经历了雨、冻雨、雪、冻雨、雪5个复杂过程。文中对此次天气过程的相态转换特征及成因进行了分析。结果表明： 1） 在有利的环流背景下,西风带小槽发展东移并携带冷空气南下,破坏850 hPa高度层附近的暖性逆温层,是冻雨转雪的重要因素,而700 hPa高度层上西南急流的脉动、偏南风增强为雪转冻雨提供了动力和热力条件。2） 冻雨发生时最强风切变出现在925—850 hPa高度层,降雪发生时出现在850—700 hPa高度层。两次冻雨转降雪过程中,上升运动均增强,降雪时低层辐合、高层辐散强度较冻雨时强。3） 近地面气温接近05 ℃时,850 hPa高度层冷暖平流对中低层大气的降温和升温作用至关重要,冷平流的降温作用剧烈,而暖平流的升温作用需要持续输送。暖层消失,冻雨即可转降雪;雪转冻雨时850 hPa和700 hPa高度层温度升至1 ℃,暖层内最高温度达2 ℃,相态的转变落后于暖性逆温层的形成。4） 此次过程中,九江地区发生雨转冻雨以及冻雨转雪过程,地面气温下降明显。雨转冻雨时,气温≤-05 ℃;冻雨转降雪时,气温≤-1 ℃。雪转冻雨时,地面温度略有上升,仍在-1 ℃以下。高山站气温的持续上升,对雪转冻雨天气有指示意义。     

2008年1月我国南方严重冰雪灾害过程分析

2018年1月24日夜间至2月5日贵州出现低温雨雪天气。通过分析其特点,将该过程分为三个阶段,即中东部冻雨主导期、中西部弱雨雪期和中西部降雪发展期。本文利用常规观测资料和美国国家环境预报中心（NCEP）FNL 1°×1°再分析资料,对这一阶段的低温雨雪天气成因开展了分析,并基于观测要素统计结果构建上述三个阶段的探空模型。结果表明：（1）在三个阶段,亚洲中高纬度表现出不同的环流形势,分别出现了乌山阻塞形势、横槽转竖、两槽一脊形势;（2）4次强冷空气影响及静止锋西推是贵州自东向西出现低温雨雪天气的重要原因;（3）前期暖层与高湿区、后期冷区与高湿区的温湿特征造成不同相态降水,29日前有效降水促进了结冰较快增长;（4）三个阶段探空模型显示,不同相态降水均是静止锋后冷气团一侧锋面降水造成的结果,温度层结、湿层高度、逆温梯度、云顶温度、逆温底温度与地面温度对不同降水相态的形成具有重要影响。

     

冀中南连续12天大雾天气的形成及维持机制

利用NCEP 1°×1°再分析资料、常规观测资料和加密观测资料,对2007年12月17-28日冀中南地区连续性大雾过程的天气背景和雾长时间维持的原因及热力、动力结构特征进行了分析。结果表明,大雾期间我国中高纬地区冷空气活动偏弱,500hPa受稳定的暖性宽广高压脊控制,为维持数日不散的大雾天气提供了有利的环流背景;850hPa及以下多以偏东风和偏南风为主,偏东风不仅使雾区近地层温度降低,而且还将海域水汽送至雾区;同时偏南风也为雾区源源不断地输送水汽,特别是东北风的维持有利于强浓雾的形成,这是大雾持久不消散的主要原因;低层弱辐合、正涡度区、弱水汽辐合和900hPa以上的暖脊有利于雾的稳定维持和发展;由于强冷空气的到来导致大雾消散,破坏了稳定的逆温层结。     

榆林市辐射型浓雾天气成因及维持机制个例分析

利用逐5 min地面观测资料、探空资料、风云四号卫星云图以及NCEP 1°×1°再分析资料,分析2020年2月1-2日出现在榆林市的一次浓雾天气成因及维持机制.结果表明:此次浓雾属于辐射雾,发生在500 hPa为较平直纬向气流,700 hPa和850 hPa盛行弱偏北风,地面处于均压场中的大尺度环流背景下.大雾出现前雾...