寒潮中期预报研究进展

寒潮中期预报,是有关国民经济建设的重要课题。近两年来,本课题组主要从事了三个方面的工作:(1)寒潮中期过程和大气环流中期变化的机制研究;(2)寒潮中期数值预报和大气环流中期变化的数值试验;(3)寒潮(低温)中期预报方法的研究。主要力量集中在机制研究上,其他两个方面分散进行。现将这三个方面工作进行初步总结。 1.中期过程的物理机制研究天气实践已积累了不少关于寒潮中期天气过程     

学术交流

寒潮中期预报的试验研究北京大学气象专业在东北、华北、西北寒潮大风中期预报协作碰头会上,以“寒潮中期预报的试验研究”为题介绍了一种寒潮中期预报的客观定量方法。目的是为了说明用比较容易取得的北半球500毫巴天气图为资料,通过分析整个北半球环流形势的调整和具有行星尺度的大型天气系统如极涡、超长波和急流变化的相互作用,可以找到寒潮形势建立的关键,从而建立客观定量的中期预报方法,在十天以前作出寒潮预报。     

我国秋季和冬季寒潮中期预报的初步研究

本文简要介绍了使用的中期预报方法对东亚冬季寒潮中期预报总结的一些结果。根据形成冬季寒潮的高压路径,把东亚冬季寒潮分做三类。文中说明了各类寒潮不同发展及其在周期趋势期平均图及各种变高图上的征象。     

寒潮中期预报方案

近四年来,寒潮中期预报理论和方法研究课题组,根据半球大气环流变化特征,分析了寒潮中期天气过程的大量事实; 以大气环流动力学观点,着重研究了寒潮中期物理过程和冬半年大气环流的中期变化机制, 并提出了时效为15天左右的寒潮中期预报综合方案。这个方案包括:物理-统计法、天气-统计法、数值预报产品和寒潮过程模型相结合的方法。前者为10—15天的主要预报方法,后者为3—5天的主要预报方法,天气-统计法是6—10天的主要预报方法。     

我国寒潮中期预报的新进展

寒潮是我国重要的灾害性天气,尤其是春秋季寒潮及暴风雪对农牧业生产危害极大,气象服务工作中迫切需要中期寒潮预报。我国广大气象专业人员通过自己的天气预报实践和科学研究,二十多年来在建立我国中期寒潮预报工作中取得了可喜的成绩。早在五十年代初就     

用ECMWF资料作临沂市寒潮过程中期预报

ＮＥＣＭＷＦ资料，分析１９８６－１９９１年２２次寒潮的前期形势，建立了环流分型和ＭＯＳ预报方程两种寒潮中期预报方法，并用几种特殊天气的韵律迭加来确定寒潮出现日期。经试报和实际应用，证明对临沂市寒潮中期预报有很好的参考价值。     

大气环流中期变化和寒潮中期过程的研究

寒潮中期预报理论和方法研究课题经过4年工作, 对冬半年大气环流变化进行了多方面的研究, 全面揭示了寒潮中期演变过程的能量学机制, 开始建立了具有一定生命力的十天左右寒潮中期预报方案。 对于指数循环、中期周期变化,从能量学诊断、数值试验、非线性动力学等方面进行了研究。 研究了定常波的维持和瞬变波的增衰。 定常波与瞬变波的相互作用, 波与波相互作用对阻塞高压的形成和崩溃的影响, 以及对极涡分裂和重建的影响。 寒潮中期过程由倒Ω流型开始并持能量聚集于中纬度, 通过斜压作用、波与波相互作用等, 最后导致东亚寒潮爆发。     

乐山市寒潮中期预报自动化系统

该系统运用天气学、统计学原理，对寒潮中期环流形势和木地区环境场特征以及数值预报产品的应用进行了研究。在寒潮爆发前酝酿阶段的环流形势特征及其数值化分析的基础上，组建了中期寒潮预报自动化系统。系统针对冷空气活动的“动态”特征，对环流形势、高低空冷空气强度指标，地面要素变化和欧洲中心数值预报产品进行了有机结合，显著地提高了中期寒潮预报准确率。     

四川盆地中期寒潮预报概念模型及自动预报系统研究

从影响气温变化的物理过程入手，针对中期寒潮天气的预报对象，分析与其物理过程有关的天气学因子的变化规律，建立四川盆地中期寒潮预报的概念模型，利用数值预报产品，建立冬半年寒潮自动预报系统，该系统不仅能准确预报寒潮或强冷空气侵袭盆地的开始时间，还能较准确地提供过程降温幅度预报。     

(四)中期天气过程预报(续)

寒潮是我国冬半年一种主要的灾害性天气,寒潮爆发时天气出现急剧变化,气象服务工作中迫切需要准确的寒潮中期预报。寒潮天气过程的一个重要特征,是它与大型环流的急剧变化有关,特别是同西风指数及长波、超长波的变化有密切联系。因此,要做好寒潮中期预报,很关键的一步就是要掌握好与指数循环相联系的大型环流变化过程,尤其是要做好长波、超长波突变的预报。关于这方面的问题,在第三讲中已有所讨论。这里,仅就寒潮中期过程及预报方法,作进一步的讨论。     

寒潮中期预报研究成果简介

由国家气象局组织的“寒潮中期预报的理论研究和方法研究”的科研课题分前后两个阶段,第一阶段着重使用天气学和统计学方法寻找寒潮中期过程的基本事实,第二阶段着重于寒潮中期物理过程研究,预报方法制定、数值预报试验和模式探讨,还从各个方面探讨了冬半年大气环流变化的许多基本问题。它的主要结果如下:     

一次寒潮中期过程的能量学分析

本文利用波数域能量方程,诊断分析1986年2月下旬—3月初在福建出现的一次强寒潮中期天气过程,揭示了过程的能量学特征;并分析不同纬带间长波、超长波的相互作用与寒潮中期过程的关系,为预报南方寒潮提供一些线索和依据。     

中期寒潮降温定量预报初探

本文介绍一种在预报员经验基础上,应用中期数值预报产品,定量预报寒潮降温的中期预报方法,及其近几年使用情况的检验。然后,以1987年11月影响苏州的强寒潮的预报为例,具体说明使用本方法进行中期定量降温预报的做法。     

寒潮、大风天气的研究重点

根据近期召开的寒潮、大风预报科研协作会议的讨论,关于我国寒潮、大风的研究,将整编寒潮年鉴,进行关于寒潮、大风的短期、中期与长期预报方法的探讨,诸如不稳定小槽的发展、高空稳定性高压脊和阻塞高压问题、横槽型寒潮、寒潮的数值预报、单站寒潮预报方法,以及低温的中、长期预报方法与霜冻的中、短期预报方法等重点内容。     

寒潮的气候演变特征和中短期预报方法

利用１９５４￣１９９３年气象资料,在分析商丘市寒潮暴发前和暴发时的不流动态演变的基础上,建立了中期寒潮预报动态模式,并利用ＥＣ格点资料制作１￣６天的寒潮过程预报。     

寒潮中期过程的天气-统计特征及其预报模型

本文研究了1971—1983年68次寒潮中期过程,对500hPa波谱参数、西风急流、纬向动能、高空气温及地面气压场特征进行了分析。结果表明,在寒潮酝酿和爆发阶段,各物理量的演变彼此相关,存在着一周或两周左右的振动周期。根据各物理量在不同纬带的贡献,组成一个寒潮中期预报模型,业务应用有一定参考价值。     

寒潮的波谱分型和预报

根据1971—1981年11个冬半年北半球500毫巴20—80°N纬圈谐波分析资料,以振幅和位相作为表征大型环流的基本参数, 对影响我国的57次寒潮中期过程进行归纳分型。结果表明, 将近一半的寒潮酝酿阶段是以2波占显著优势, 约四分之一是以l波占优势。寒潮的爆发主要出现在3波或4波剧烈增幅的形势下。 2波转3波或4波是最主要的寒潮波谱型,其次是1波转2波或3波。通过业务实例看出,充分利用数值预报资料,结合寒潮过程的波谱概念模式,可以在较为客观的基础上有效地提高寒潮中期预报的准确率。     

冬季寒潮爆发频数与ENSO的联系

利用通化市（41°41＇N,125°54＇E）单站温度资料和NCEP／NCAR月平均高度场资料,分析了ENSO发生前一年和当年冬季寒潮爆发频数的年际变化以及与之相对应的大气环流分布,结果发现。寒潮发生的频数与ENSO之间的联系存在明显的年代际变化,在上世纪70年代中期以前,EL-nino和LA—nina发生的前一年冬季通化市发生寒潮次数明显偏多,而70年代中期以后,无论是EL-nino还是LA—nina在发生前一年冬季通化市发生寒潮次数明显偏少;而EL-nino发生的当年,在70年代以后,寒潮次数明显偏多;在LA—nina发生的当年,寒潮发生的多少不明显。ENSO发生前一年冬季的大气环流与寒潮发生次数有关。在EL—nino和LA-nina发生前,寒潮多年和少年在北半球大多数地区大气环流距平呈现相反的状态。     

镇江市寒潮特征分析及中、短期预报模型

对镇江地区1980-2010年寒潮天气过程及相关物理量统计分析结果表明:寒潮强度与范围成正比,强寒潮和特强寒潮只发生在镇江市4个基本观测站均达到寒潮标准的情况下。寒潮酝酿阶段500 h Pa超长波以波1、波2为主要波型,暴发阶段波3为主要波型。冷空气影响镇江前,500 h Pa纬向平均有效位能有2次能量积聚过程,纬向平均动能在25-45°N内加强,西风指数在35-55°N内出现≥30 m·s~(-1)的峰值。寒潮强度越强,冷空气影响前1~3天500 h Pa寒潮关键区温度和位势高度越低。冷空气影响前后,镇江站最低气温、最低地温、平均气压和850h Pa温度的降(增)幅均随时效增长而增大。利用超长波、纬向平均有效位能、纬向平均动能及西风指数的中期变化结果,通过权重法建立寒潮中期预报模型;利用"CMA最新寒潮等级方法"的判别标准,确定寒潮发生具体日期;根据500 h Pa寒潮关键区温度、位势高度,镇江850 h Pa温度、日最低气温、地表温度的短期变化情况,建立寒潮短期强度等级预报模型。建立的寒潮中、短期预报模型,对2011-2016年镇江出现的15次寒潮过程全部报出,并报准5次强寒潮中的4次寒潮强度等级。     

应用数值预报产品制作中期寒潮预报系统

通过分析３０年来我区出现的寒潮气候特点及其演变特征,在总结各型寒潮爆发前和爆发时的环流形势动态演变的基础上,建立了中期寒潮预报的动态模式,并利用欧洲ＥＣ格点资料制作未来我区１￣６天的寒潮过程预报,经过一年的业务使用验证,效果较好。