河北北部两次强降雪过程对比分析

选取河北北部承德市2010年1月3—4日和2015年2月20—21日两次强降雪过程,利用常规观测资料和NECP(1°×1°)逐6 h再分析资料,对环流形势和物理量场进行对比分析。结果表明,两次过程影响系统虽有不同,但500 hPa贝加尔湖附近有冷涡、低层有切变线缓慢东移、地面上贝加尔湖以西存在冷高压,海平面气压场呈"西北高东南低"是其共同特征,也是承德出现强降雪的有利天气形势。物理量场在强降雪期间有以下共同特征:低层水汽通量呈辐合,辐合中心与强降雪有很好对应关系;700 hPa以下为强上升运动,且850 hPa附近有上升中心;850 hPa以上涡度为正值;垂直螺旋度整层为正值或呈"上负下正"结构。     

一次寒潮伴随雷暴的天气过程分析

利用单站要素和天气图资料,分析了2004年3月17～18日洛阳地区出现的强寒潮伴随雷暴天气的成因,结果表明700 hPa至500 hPa为不稳定层结, 700 hPa以下为逆温层.地面强冷空气的入侵,把近地面空气抬升至700 hPa以上,引发对流即雷暴天气.     

一次寒潮伴随雷暴的天气过程分析

利用单站要素和天气图资料,分析了2004年3月17~18日洛阳地区出现的强寒潮伴随雷暴天气的成因,结果表明:700 hPa至500 hPa为不稳定层结,700 hPa以下为逆温层。地面强冷空气的入侵,把近地面空气抬升至700 hPa以上,引发对流即雷暴天气。     

鲁南初冬一次罕见特大暴雪的成因分析

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR逐6 h再分析资料,对2015年11月23—24日山东南部出现的一次罕见特大暴雪天气过程进行诊断分析。结果表明：1）这是一次典型的回流形势降雪,850 hPa东南风急流影响的鲁南地区降雪强度较大,而东北风急流影响的区域降雪强度较弱。2）700 hPa强西南低空急流、850 hPa东南低空急流为鲁南地区降雪提供了充沛的水汽,水汽通量的强辐合区域即为大暴雪的发生区域。3）暴雪区上空散度呈现出弱辐散—强辐合—强辐散的垂直结构;暴雪落区与高空的强辐合中心以及强上升运动中心吻合度较高。4）暴雪期间,850～925 hPa之间维持一个逆温层;强冷空气使得925 hPa以下边界层温度锐降导致降雨迅速转雪,降雪持续时间长是鲁南地区产生异常强降雪的重要原因。     

甘肃河西地区一次强寒潮天气个例诊断分析

2008年4月19~20日,受西伯利亚东移南下的强冷空气影响,河西地区出现了自2001年以来最强的1次寒潮天气.利用MICAPS资料分析了这次强寒潮爆发时的环流形势演变特征.同时采用NCEP/NCAR 2.5°×2.5°每天4次再分析资料,计算了60~105°E、35~60°N区域内,4月15日08时~20日08时300 hPa高空急流,500 hPa涡度、温度平流、垂直速度,700 hPa水汽通量散度等物理量.结果表明:此次强寒潮的爆发与高空急流在东移南下过程中逐渐加强有关,500 hPa正涡度区与槽前锋区配合一致,更有利于引导强冷空气东移南下.低层强冷平流对地面加压降温作用至关重要,垂直速度与大气层结稳定度有关.700 hPa水汽通量散度场分布特征对寒潮天气条件下的降水形成有明显影响,水汽通量散度极小值区域均有降水,最大值区域无降水而有沙尘天气.     

“2009.11”山西大暴雪天气过程诊断分析

利用山西省109个测站的降雪资料、FY-2C卫星云图和华北雷达拼图,分析了2009年11月9～13日山西大暴雪天气过程的环流背景、中低空系统配置、物理量场中相对湿度、散度及垂直速度沿112.5°E的空间垂直剖面。结果表明,此次暴雪天气以500hPa南支槽与西风槽的相继影响为背景,有利的中低层(700hPa切变与急流、850hPa东风急流)系统配置为持续降雪提供了有利条件。在强降雪时段,物理量场的空间垂直剖面呈现出相对湿度在200hPa以下形成≥80%深厚的湿空气柱,整个对流层为高层辐散、低层辐合的不稳定结构,山西处于上升运动区,最大负值中心(-36×10-3 hPa.s-1)位于400～500hPa,这种配置构成了强降雪产生的有利条件。FY-2C云图的云团发展与华北雷达拼图的组合反射率因子的演变类似,强降雪主要由3次大范围的中低云系和强回波东移影响所致。     

一次聊城强降雨天气过程诊断分析

利用常规观测资料、自动站加密观测资料、NCEP1°×1°逐日再分析资料和济南多普勒雷达资料,对2015年8月3—4日聊城市一次强降雨天气过程进行分析。结果表明:此次强降水天气的主要影响系统有500hPa西风槽、850~700hPa切变线、850hPa西南急流;降水前边界层逆温层有利于不稳定能量积聚,是产生雷电、大风的有利条件;强降水前低层大气高温、高湿,冷空气从700~850hPa入侵,触发不稳定能量释放造成强降水;850hPa以下水汽大量积聚到鲁西北地区,强水汽输送为本次强降水的发生提供了有利的水汽条件;降水时间内整层大气都存在强上升运动,加强了低层水汽辐合和不稳定能量释放;雷达回波显示本次强降水过程分为2个时段,3日14:16—15:37主要为对流性降水,3日16:01—4日00:00为层状云降水。     

南京一次特大暴雨天气过程的中尺度特征

分析了2007年7月7-8日南京特大暴雨天气过程的大尺度背景以及中尺度特征,发现中高纬阻塞形势的生消、冷暖气流的交汇、深厚的对流辐合场的形成等是强暴雨发生发展的主要因素.另外500 hPa中尺度流场汇合带、700 hPa中尺度扰动中心、雷暴云系、强雷达回波带以及强降水带走向相当一致,说明这次强暴雨过程具有明显的中尺度特征;发现500 hPa中尺度流场汇合带比卫星云图更能体现大范围的地闪分布,此发现对大范围的雷电预报有参考价值.     

2013年湖北省两次降雪过程对比分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料、微波辐射计及多普勒雷达等资料对2013年2月7—8日干雪过程、2月18—19日湿雪过程,从水汽、不稳定、动力及温湿层结方面进行对比分析,得出如下结论：（1）2月7—8日的干雪过程水汽层次浅薄,水汽输送支仅为700 hPa弱西南气流;2月18—19日的湿雪过程水汽充沛,水汽输送支为700 hPa强西南急流和850 hPa 东南气流。（2）干雪过程低层冷平流强,层结稳定。湿雪过程低层暖平流强,冷暖交汇使大气不稳定度增加。（3）干雪过程中弱暖湿气流沿深厚冷空气垫爬升,动力辐合位于中高层,次级环流的形成减弱上升运动。湿雪过程中弱冷空气楔入到强暖湿气流底部,迫使其抬升,形成深厚上升运动区,次级环流的形成增强上升运动。（4）干雪过程整层温度<0℃,700 hPa出现冷性逆温层,-10℃层位于925 hPa附近,水汽密度、液态水含量、整层水汽含量较小;湿雪过程700 hPa出现暖性逆温层,-10℃层位于500 hPa附近,水汽密度、液态水含量、整层水汽含量较大。在上述研究的基础上给出了干、湿雪形成的三维物理模型,该模型从温湿（风）垂直层结上面体现出了干、湿雪形成的主要环境背景差异,对于干、湿雪预报具有一定的参考价值。     

2012年6月26～27日桂林暴雨天气过程成因分析

对2012年6月26-27日大暴雨过程进行综合分析表明:强降水过程是500hPa高原东部槽和700-850hPa低涡切变以及西南低空急流共同影响造成的;桂林上空持久的暖湿气流为暴雨提供了充足的水汽条件;850-700hPa西南急流左侧的强辐合上升运动为这次暴雨发生提供了动力条件.稳定的强云带造成大暴雨.强对流回波强中心达50dBZ以上,垂直累积液态含水量达25-30kg/m2,回波顶高达14km.     

一次东亚寒潮爆发后冷涌发展的研究

分析了１９８１年１月２１—２８日一次东亚强寒潮爆发后南海和西太平洋地区冷涌的发展过程。冷涌的发展最先表现为低层强东北风沿东亚沿海地区和南海中北部的迅速建立。２—３ｄ之后，又在菲律宾以东洋面激起第二次冷涌。与冷涌相伴随的低层温度场变化也十分明显，同样具有先后两次降温过程。冷涌期高空风场表现有明显的脉动，南海北部高空西风迅速减弱，而在南海近赤道地区出现了很强的高空东风区。冷涌的发展与寒潮冷高压的南下有密切关系，它的强度在很大程度上取决于中纬度冷高压的强度。另一方面，冷涌发展后，通过Ｈａｄｌｅｙ环流可影响中纬西风急流和热带东风急流的变化。     

影响中国寒潮冷高压的统计研究

文中分析了影响中国的寒潮冷高压的活动情况,对冷高压活动的天气气候特征有了较明确的了解。冷高压次数有明显的年、月、季变化。冷高压主要出现在亚洲大陆中部,有两个中心：主中心在５０～５５° Ｎ,９５～１００° Ｅ,次中心在鄂木斯克南方。强高压分布与上述高压中心位置一致;弱高压在中国东部和沿海以及欧洲地区。迅速增强的高压分布与强高压相似,迅速减弱的高压位于中国中部。高压移动路径以自西向东为主,北方有４ 条路径补充,寒潮爆发时向东偏南和东南方各有一条移动路径。     

北疆寒潮天气分析及预报

利用1998-2014年20场北疆典型寒潮天气过程的高空、地面和数值预报产品资料,对北疆寒潮天气进行了环流分型和区域分型,总结了环流型与冷空气路径、区域类型的对应关系,重点统计了不同季节北疆寒潮爆发前一天内500hPa脊前北风急流、锋区强度、中低空冷空气强度、地面冷高压等特征量的平均值和最大、最小值,并检验欧洲ECMWF数值预报产品在北疆寒潮天气预报中的预报能力,为北疆寒潮精细化预报提供了技术参考。     

夏季500 hPa副热带高压区域一次暴雨过程环流条件的诊断分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和地面观测资料对2003年7月26～27日500 hPa副热带高压区域一次暴雨过程的形成原因进行了分析。结果表明:中低层来自东北方向的冷空气入侵是此次暴雨发生的重要原因，其作用体现在三个方面:一是致使对流层中低层降温，边界层增温，使得降水区积累了大量的不稳定能量；二是造成边界层风的辐合，进而激发了整层的上升运动；三是这股冷空气为暴雨发生提供了重要水汽源。暴雨发生前南亚高压主体突然东进，高空急流轴不断东伸加强，其出口端不断向南伸展，使得对流层中层副高主体西移，同时造成日本附近的冷涡南压，为冷空气从中低层侵入暴雨发生区提供了有利的环流条件。     

1961-2023年新疆区域冷空气过程强度特征研究

利用1961—2023年新疆105站日平均气温和日最低气温,24 h、48 h、72 h日最低气温降温幅度以及NCEP/NCAR再分析日资料,总结分析新疆区域不同强度冷空气过程的变化特征,探究影响新疆区域冷空气过程的关键环流因子。结果表明,1961—2023年新疆区域共计发生冷空气过程746次,其中中等强度冷空气过程149次,强冷空气过程136次,寒潮过程461次。新疆区域冷空气过程整体呈减少趋势,21世纪后寒潮过程在冷空气过程中所占比率逐渐增加,但新疆区域寒潮过程年平均强度波动不显著。新疆区域发生强寒潮过程的关键因子是乌拉尔山阻塞高压和欧亚冷高压,乌拉尔山阻塞高压和欧亚冷高压强盛时,有利于高纬度冷空气南下,新疆区域易爆发寒潮。     

沈阳桃仙机场春季冷锋型雷暴与冷锋型大风合成对比分析

以1996～2005年逐年沈阳桃仙国际机场春季雷暴的天气演变过程相似资料为依据,采用合成方法,选取4个典型冷锋雷暴个例进行分析。结果表明:蒙古气旋前部的暖平流、大范围正涡度区和正涡度平流导致了我国沈阳地区不稳定层结的建立和加强;高空辐散和低空辐合为雷暴天气的发生和加强创造了动力抬升条件;高空具有高湿位势涡度值的干冷空气叠加在低层扰动上,有利于不稳定层结的加强和降水发生。与相似形势下只产生春季大风而未产生雷暴的4次大风个例天气过程的合成对比分析,结果显示:冷锋的伸展方向及沈阳上空深厚的辐散层和低空湿位势涡度的不同分布可能是产生雷暴和大风不同天气现象的主要成因。     

东北地区夏季冷暖年大气环流异常的空间特征及演变

本文利用40年全球范围的温度场、高度场、UV风场资料，分析东北地区冷暖夏年的大气环流异常空间特征及长期演变，分析结果表明：东北低温冷害是一种时空尺度都很大的灾害性天气气候现象，冷夏年500hPa盛行经向环流。高纬有阻高或暖脊维持，西太平洋副高偏弱，温度场、高度场的垂直分布为伸展至对流层顶的正压结构，纬向呈一波型异常结构，有超长波槽稳定维持于东北地区，冷夏前期，大陆冷高压偏弱，冷空气活跃，冰岛低压和阿留申低压发展较深，太平洋副高持续偏弱，这种状态可以持续到夏季，便形成了东北地区的冷夏。     

2004/2005年冬季强寒潮事件的等熵位涡分析

利用2004年12月1日—2005年2月28日的NCAR/NCEP逐日再分析资料,对2004年12月22日—2005年1月1日的强寒潮事件进行等熵位涡分析。结果表明:这次强寒潮事件的强冷空气来自欧亚北部和北极地区的高纬平流层下部与对流层上部。在寒潮爆发前期,高位涡强冷空气传播到贝加尔湖南侧,并被来自低纬度的低位涡空气所切断,在欧亚地区形成北部低位涡(阻塞高压)南部高位涡(低涡)的偶极型环流。随着低位涡的减弱消亡,高位涡强冷空气沿高原北侧向东南方向移动,当高位涡中心移到中国东部地区,高位涡空气柱在垂直方向上强烈向下伸展,使得气柱的气旋性涡度加强,东亚大槽迅速加深,引起寒潮的爆发。进一步分析表明,高位涡中心向南、向下传播过程中,等熵面上高位涡中心附近气流在其西侧和北侧地区沿等熵面下沉,引起上述地区低层西伯利亚高压迅速发展,导致强寒潮爆发。     

遵义市冬末初春两次寒潮降雪天气过程对比分析

利用Micaps常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料、区域站加密观测资料,对遵义市2016年3月8—9日(过程Ⅰ)和2017年2月21—22日(过程Ⅱ)的两次寒潮降雪天气过程进行对比分析。结果表明:(1)500 h Pa横槽转竖和低槽东移是两次寒潮爆发的重要引导系统,过程Ⅰ属于横槽转竖型寒潮天气过程,过程Ⅱ寒潮属小槽发展型。(2)地面冷高压中心强度(冷源)及南下速度是预报寒潮的关键。(3)700 h Pa切变影响与降雪时段对应较好,在今后降雪预报中应作为重要影响系统加以关注。(4)湿层深厚,整层水汽含量高为降雪的显著特征。(5)有无融化层和融化层厚薄应作为降雪预报温度条件的关注重点。     

锋面结构的MM5数值模拟

利用美国PSU／NCAR具有嵌套功能的非静力中尺度大气模式MM5，对发生在2000年4月8-9日的一次强冷锋进行数值模拟。分析模拟结果发现，锋面结构的演变与适应锋生理论相一致，并且具有一种不连续结构。