2008年初广西异常低温雨雪冰冻天气影响因子分析

2008年1月12日至2月20日,广西出现了1951年以来持续时间最长,平均气温最低的低温雨雪冰冻灾害天气过程,过程气温偏低程度达到了异常偏低的标准。利用数理统计、对比分析方法对广西历史上同期6次严重低温过程与2008年低温雨雪过程环流形势和主要影响因子进行了分析,并对相关性显著的4种环流指数进行了经验模态分析。结果表明:北半球500 hPa环流为偶极型,欧亚大陆中高纬度和北太平洋地区为持续稳定的高压脊,同时巴尔喀什湖以南的青藏高原地区及孟加拉湾地区为持续稳定的低压槽,这种"北脊南槽"分布形势是造成广西异常低温过程的主要环流背景;蒙古低槽、孟加拉湾低槽、东北太平洋阻高持续偏强,及副高西伸脊点位于南海至菲律宾一带海面的日数偏多是2008年初广西异常低温雨雪天气过程的主要影响因子,它们组合异常,导致了广西异常低温雨雪天气的发生。     

肇庆两次持续低温过程的比较分析

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR的再分析资料从天气特征、大尺度环流及拉尼娜事件的影响等方面对2008年和2011年初肇庆发生的两次持续低温过程进行比较。结果表现:2008年过程的主要冷害天气为低温阴雨,2011年为低温、霜冻和冰冻。两次持续低温过程的环流特征共同点是西伯利亚冷高压中心和500 hPa中高纬槽脊都较常年偏强。不同点则是2008年过程中南支槽活跃,副热带高压偏强,联合向北输送的暖湿空气与北方不断南下的冷空气在我国南方汇合,造成持续的低温阴雨天气;2011年的过程中东亚大槽位置较为偏东,副热带高压异常偏弱,中低纬的环流较为平直,850 hPa暖湿气流不明显,且蒙古高压和阿留申低压异常偏强,有利于东亚冬季风的加强,导致过程降水也不明显。此外,分析结果还显示,在中等强度以上,且为东部型的拉尼娜事件背景下,肇庆在冷事件结束年的年初容易发生持续时间较长的低温寒冷天气。     

低温雨雪冰冻灾害天气与大范围霜冻天气对比分析

利用ECMW F客观分析格点资料对2008年1~2月历史罕见的低温雨雪冰冻天气过程与183例广西大范围霜冻天气过程前一天20时的环流、气象要素作了合成后的对比、统计分析,结果表明:造成两种低温寒害过程的南下冷空气都在相同强度以上,都有一定程度的东亚槽引导。但由于形成条件不同,两种低温寒害过程在500hPa高度场、地面气压场、低层850hPa风场、温度场、湿度场存在较大差异。     

2008年1月河南低温雨雪天气的中期环流特征

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料,对2008年1月中下旬河南省出现的低温雨雪天气的特征、大尺度环流形势以及高低层大气的状态进行分析.结果表明: 2008年1月西太平洋副热带高压异常偏强偏北,有利于西南暖湿气流沿副高边缘向北输送,影响河南;东亚地区500 hPa高度距平东西部差距显著,标志着亚洲中纬度地区槽脊加强,环流经向度加大;东亚有较强冷空气活动,东亚从36候850 hPa明显的经向风负距平,也反映该时段冷空气活动较强.分析结果还显示,河南省冬季的持续低温雨雪天气与乌拉尔山阻塞高压的建立和维持有紧密联系:从乌拉尔山阻高的建立、维持到河南省低温雨雪天气的开始,从乌拉尔山阻高的崩溃到河南省雨雪天气的结束,中间的时间间隔约为510天.因此,乌拉尔山阻高的建立、维持和崩溃,对河南省低温雨雪天气的开始和结束有一定的指示意义.     

2022年2月大气环流和天气分析

2022年2月大气环流的主要特征是北半球极涡呈偶极型,次中心位于鄂霍次克海至北太平洋一带,较常年同期偏强;欧亚中高纬地区由“两槽一脊”型逐渐转变为“一槽一脊”型,乌拉尔山至贝加尔湖间高压脊稳定维持,我国中高纬度地区位于高压脊前西北—东南向锋区内,多高空槽活动,冷空气较活跃,南支槽强度接近常年同期,对我国南方的影响较为频繁,导致南方地区多雨雪天气过程。2月,我国冷空气活动频繁,但强冷空气过程较少,全国平均气温为-3.2℃,较常年同期偏低1.9℃。月内,全国平均降水量为25.5 mm,较常年同期(16.1 mm)偏多58%。另外,2月中下旬我国南方地区出现持续性低温阴雨雪天气过程。     

广西重大低温雨雪冰冻过程500 hPa信号场异常特征分析

利用500 hPa高度和温度信号场合成图的检验方法,分析了排名前40次广西重大低温雨雪冰冻过程的环流异常特征,研究结果表明:(1)利用冷湿指数定义这种方法选取过程具备对广西重大低温雨雪冰冻的影响程度进行评估的功能。(2)40个个例绝大部分过程500 hPa高度和温度信号场都有强的面积和强信号反应,正异常的表现更为突出。正异常一般表现的是高度场上的正值系统,也就是脊区,冬季高纬脊区发展通常配合冷平流的加强,冷空气堆积是广西持续低温雨雪冰冻过程出现的关键。(3)通过分析500 hPa高度信号场发现:乌拉尔山脊及前侧的横槽,贝加尔湖脊及前侧的东北横槽,及我国西北新疆一带不断分裂的小槽是广西产生低温雨雪冰冻天气的关键区域和关键因子。     

广西1999年12月严重霜冻与典型霜冻重年的环流对比分析

通过对1999年12月广西严重霜冻天气同期500hPa高度场和海平面气压场特征及前期500 hPa高度的相关场分析,得到北半球中高纬度槽脊的位置与强度,地面大陆冷高压强弱,是影响广西12月霜冻的主要环流形势;当年1月、9月极涡强度、位置,北美高压脊强度,及黑海附近低槽强弱,是影响广西12月霜冻天气重、轻的重要因子。     

2011年4月大气环流和天气分析

2011年4月大气环流主要特征如下：北半球极涡呈现单极型,且偏向西半球,中高纬度地区环流呈现三波型分布,亚洲中高纬地区为一槽一脊形势。东亚大槽较常年同期偏强,西太平洋副热带高压明显偏弱,南支槽接近常年同期。2011年4月全国平均气温为11.3℃,较常年同期偏高1.0℃,西北地区大部气温明显偏高。4月全国平均降水量为21.4mm,较常年同期偏少22.4mm。月内共出现4次冷空气过程和4次沙尘天气过程,部分省（市、区）遭受强对流天气袭击。     

2008年广西罕见低温雨雪冰冻天气成因及数值预报产品性能分析

通过对2008年初影响广西的罕见低温雨雪冰冻天气的环流演变情况、环流异常特征、数值预报产品预报能力的分析,得出此次低温雨雪冰冻天气的主要成因是:500hPa欧亚地区环流形势异常稳定、地面冷空气堆积明显,冷高压中心异常偏强、850hPa锋区强盛、华南中低层逆温明显。数值预报产品对此次低温雨雪冰冻天气过程大部时次的预报较为准确,但部分时段、个别要素预报仍存在较大误差,使用应注意。     

2013年冬季广东罕见持续暴雨过程特点及成因

利用常规气象观测站、区域自动站资料和NCEP/NCAR客观分析资料等,对2013年12月13—17日广东出现的持续时间长、影响范围广和累计雨量大的罕见暴雨过程特征及成因进行了分析;对比分析了此过程与2008年年初持续低温雨雪冰冻过程形成的异同条件。结果表明:500hPa上在青藏高原附近建立"北脊南槽"的环流形势,促使北方冷空气沿脊前东移南下和来自南海、孟加拉湾沿南支槽前向东向北推进的暖湿气流在广东持续交绥,并在局地形成异常经向垂直环流,为持续性暴雨提供有利的环流背景条件;广东位于200hPa高空槽前部,处于高空急流入口区南侧的辐散、中低层辐合的区域中,也十分利于中低层水汽辐合抬升、凝结而产生暴雨。同2008年初持续低温雨雪冰冻过程相比较,这两次过程均发生在相似的"北脊南槽"形势下,但本次过程槽脊经向度大、南支槽位置偏南、降雨强度大;而2008年初过程则雨雪冰冻影响范围广和持续时间长;两过程虽同是在冬季低温背景下发生,而本次过程没有像2008年初过程那样在中层建立一强逆温层和低层形成一过冷却层,因而降水相态以雨为主,2008年初过程则以降雪冰冻(冻雨)天气为主。     

我国近30年龙卷风研究进展

从3方面总结了龙卷风研究成果:①研究概况,最初的龙卷风灾后调查到开展天气气候特征分析至近年来开展龙卷风本体结构、产生机制的探讨,获得了丰硕成果;②研究方法提高,从事实调查到利用统计方法,从利用台站常规观测资料到运用卫星、多普勒雷达、风廓线仪等非常规资料开展分析,近年数值模式WRF、ARPS等也被用来研究龙卷风,研究的方法手段不断得到改进;③龙卷风研究、预报面临的困难和未来展望。     

河西走廊农业区春季气溶胶光学特性

为研究干旱农业区农耕季节气溶胶的基本光学特性,2014年4月利用地面气溶胶移动集成系统在甘肃武威黄羊镇农场开展气溶胶综合观测试验。结果表明,河西走廊黄羊镇农场PM2.5和PM1.0的散射系数以及PM2.5的吸收系数分别为98.2±38.3、74.6±29和8.8±6.3 Mm-1,均小于中东部地区观测值。气溶胶单次散射反照率为0.90±0.03,PM2.5和PM1.0的Angstrom指数分别为1.31±0.29和2.10±0.24。散射系数和吸收系数的日变化具有明显的双峰特征,单次散射反照率在散射系数出现峰值的时间段出现谷值。黄羊镇农场受人为气溶胶影响较大,西、西南和东南方向来的气溶胶散射系数和吸收系数值较大,西北方向传输过来的气溶胶主要是农业生产活动产生的。     

武汉市气候变暖与极端天气事件变化的归因分析

根据武汉市1951—2007年间年平均、最高、最低气温与8类年极端天气日数的序列,计算分析其变化趋势及年平均气温与极端天气日数的相关性,引入格兰杰因果性检验法,探讨气候变暖与极端天气事件之间的因果关系。结果发现:(1)近57年来武汉市年平均最低气温增幅为0.45℃/10a,明显高于年平均最高气温0.19℃/10a的增幅,可见气候变暖主要是由夜间气温升高所致;(2)高温和闷热天气事件为增多趋势,其中闷热天气事件最明显,达到2.8 d/10a,而年雷暴、降雪、低温、大风、雾日则均为下降趋势,雷暴、雾和低温事件降幅明显,每10年减少3.0 d、4.0 d和2.1 d。大风和降雪事件,每10年减少1.8 d和1.5 d。暴雨事件波动幅度较小。(3)年平均气温与当年及超前、滞后1～2年的极端天气事件具有高相关性;(4)格兰杰因果性检验结果发现,气候变暖是闷热天气增多和降雪事件减少的原因,同时亦是大风和低温减少的结果。这种因果关系的存在对极端天气事件预测和预估有重要的价值。     

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。     

Trends in Temperature Extremes in Association with Weather-Intraseasonal Fluctuations in Eastern China

Trends in the frequencies of four temperature extremes (the occurrence of warm days, cold days, warm nights and cold nights) with respect to a modulated annual cycle (MAC), and those associated exclusively with weather-intraseasonal fluctuations (WIF) in eastern China were investigated based on an updated homogenized daily maximum and minimum temperature dataset for 1960–2008. The Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) method was used to isolate the WIF, MAC, and longer-term components from the temperature series. The annual, winter and summer occurrences of warm (cold) nights were found to have increased (decreased) significantly almost everywhere, while those of warm (cold) days have increased (decreased) in northern China (north of 40°N). However, the four temperature extremes associated exclusively with WIF for winter have decreased almost everywhere, while those for summer have decreased in the north but increased in the south. These characteristics agree with changes in the amplitude of WIF. In particular, winter WIF of maximum temperature tended to weaken almost everywhere, especially in eastern coastal areas (by 10%–20%); summer WIF tended to intensify in southern China by 10%–20%. It is notable that in northern China, the occurrence of warm days has increased, even where that associated with WIF has decreased significantly. This suggests that the recent increasing frequency of warm extremes is due to a considerable rise in the mean temperature level, which surpasses the effect of the weakening weather fluctuations in northern China.     

Changes in polar amplification in response to increasing warming in CMIP6

由于全球变暖,极地地区的气候经历了明显的变暖放大.在本项研究中,我们根据CMIP6模式的三种变暖情景(SSP1-2,6,SSP2-4.5和SSP5-8.5)下,极地放大变化对各个反馈机制(包括普朗克,温度递减率,云,水蒸气,反照率反馈,CO2强迫,海洋热吸收和大气热传输)的响应进行了分析.结果表明,通过用“辐射核”方法...     

我国东部地区冬季模式边界层探空效果评估

应用中尺度气象模式MM5对2006年和2007年12月东部地区进行逐日模拟,并用地面常规观测资料及南京和安庆12h一次的逐日探空资料对模拟的地面及边界层内气象要素进行检验,计算地面和边界层内不同高度的温度、湿度、风向和风速等要素的多种常用统计参数;并分别评估雾发生前和发生时边界层探空的模拟效果。结果表明:(1)MM5模式模拟的地面温度和湿度均较理想,但风速误差较大。温度、相对湿度、风速的观测与模拟的偏差概率分布均呈近正态分布,峰值中心分别为-1.52℃、4.59%和1.92m·s-1,白天模拟效果优于夜间。(2)以南京、安庆两站为例,模拟的08:00(北京时,下同)和20:00边界层内探空基本可靠,但20:00的效果比08:00好;模拟效果均随高度上升而变好;且南京站边界层内温度、湿度的模拟效果优于安庆站,但安庆站风的模拟效果优于南京站。(3)以南京站为例,雾发生前和发生时温度、湿度模拟效果较平均情况差,风速模拟较其他模拟时段无明显变化。(4)南京、安庆冬季近地层逆温发生频率都比较高,常见多层逆温,MM5模式能再现近地层逆温,但有高估的倾向,且对边界层中上部逆温模拟效果不佳。此外,敏感性试验的结果表明,模拟方案中地面负的温度偏差不是由近地层高垂直分辨率所致。     

夏季全国降水EOF展开与黑龙江省降水的关系

用EOF对全国160个站夏季降水展开，取前5个特征向量进行分析，发现全国主要有4种雨型分布，依次呈“＋－＋”、“＋－”、“－＋－”、“－“型。与黑龙江省降为第1种，即东北区及黄河下游多雨，江浪少雨， 长江中下游流域多雨；夏末雨带南退至长江以南，华南多雨，而中国中部为广大的少雨区。     

Quantile Trends in Temperature Extremes in China

A number of recent studies have examined trends in extreme temperature indices using a linear regression model based on ordinary least-squares. In this study, quantile regression was, for the first time, applied to examine the trends not only in the mean but also in all parts of the distribution of several extreme temperature indices in China for the period 1960-2008. For China as a whole, the slopes in almost all the quantiles of the distribution showed a notable increase in the numbers of warm days and warm nights, and a significant decrease in the number of cool nights. These changes became much fas- ter as the quantile increased. However, although the number of cool days exhibited a significant decrease in the mean trend estimated by classical linear regression, there was no obvious trend in the upper and lower quantiles. This finding suggests that examining the trends in different parts of the distribution of the time-series is of great importance. The spatial distribution of the trend in the 90th quantile indicated that there was a pronounced increase in the numbers of warm days and warm nights, and a decrease in the number of cool nights for most of China, but especially in the northern and western parts of China, while there was no significant change for the number of cool days at almost all the stations.     

Recent advances in monsoon studies in China

This review provides a synopsis of the major progress that has been made in monsoon studies in China and to further bridge the gap between the Chinese and international meteorological community. It consists of seven major sections. After the introduction, the second section begins with the global monsoon systems and their seasonal variation, based on some new methods proposed in recent years. Besides, some major intraseasonal features of East Asian monsoon, including the onset of South China Sea summer monsoon are discussed. In the third section, we review the interactions between ENSO and the East Asian monsoon, focusing in particular on the results of Chinese meteorologists that indicate the influence of ENSO on the East Asian summer monsoon(EASM) is obviously different from that on the tropical monsoon. Besides the tropical Pacific,other ocean basins, such as the Indian Ocean and the Atlantic Ocean, are also important to the East Asian monsoon, and this topic is discussed in the fourth section. In the fifth section, we address the role of land surface processes in East Asian monsoon. For example, we describe work that has shown more snow cover in spring on the Tibetan Plateau is followed by a weakened EASM and more summer rainfall in the Yangtze River valleys. The sixth section focuses on the influence of atmospheric circulation in the Southern Hemisphere(SH) on EASM, demonstrating how the signal from the SH is likely to provide new clues for the seasonal forecasting of summer rainfall in China. Finally, in the seventh section, we concentrate on the interdecadal variations of EASM. In particular, we look at a significant interdecadal variation that occurred at the end of the 1970 s, and how our understanding of this feature could affect forecasting ability.