两次早春暴雪过程的对比分析

利用常规资料、区域气象自动站、卫星云图、多普勒天气雷达和闪电定位资料等,对2010年和2011年山东早春出现的两次暴雪天气过程进行了对比分析,重点研究了暴雪的对流性和成因.结果表明,低涡(切变线)、低空急流、地面气旋(倒槽)等是暴雪的主要影响系统;高空和地面天气系统在时间和空间配置上的差异是造成暴雪对流性不同的关键因素.红外云图能很好地反映暴雪天气过程对流性的强弱;多普勒天气雷达可清楚地识别出两次过程的中尺度结构.南北对称的垂直速度对是早春暴雪的重要特征;对流层低层逆温层和暴雪前期爆发性增暖是造成“雷打雪”的重要因素;物理量诊断的对流不稳定存在与否是区别“雷打雪”和常规暴雪的重要标志;垂直风切变在“雷打雪”暴雪过程中发挥重要作用.     

2018年辽宁两次雨转暴雪过程对比分析

应用常规观测、风廓线雷达、多普勒雷达及NCEP再分析资料,从影响系统、水汽、热动力演变等方面对辽宁2次雨转暴雪成因及降雪量可预报性进行对比分析。结果表明:过程Ⅰ回暖时间长,锋生时间短,近地面锋区影响期间降水增强,925～850 hPa锋区垂直分布,850 hPa锋区过境后强降雪结束;过程Ⅱ短暂强回暖,冷空气楔入低层早,暖湿空气沿冷垫上滑,锋生时间长,近地面锋区影响期间无降水,中层锋区与低层东北回流叠加时出现强降雪,850 hPa锋区过境缓慢,强降雪持续时间长,700 hPa锋区过境后强降雪结束。雷达回波特征显示,0℃层亮带高度在降水相态转变为雨夹雪前明显降低,雨夹雪阶段基本维持,降雪后0℃层亮带消失。对数值预报降雪量订正,首先关注前期回暖、气温日变化与系统性降温叠加作用,再根据不同类型降雪影响系统动力、水汽辐合等条件判断降水时段,综合订正降雪量。     

华北北部相似形势下的两次雨转暴雪过程对比

利用加密自动站资料、风廓线资料、NCEP／NCAR1°×1°再分析资料和常规观测等气象资料,对2009年10月31日至11月1日和2012年3月17～18日发生在华北北部的2场相似形势的典型雨转暴雪天气过程进行了对比分析。结果表明：2次雨转暴雪天气过程都发生在过渡季节,并伴随雨雪转换,850hPa有明显锋区,锋前有倒槽发展,雨转暴雪出现在850hPa湿正压位涡项负值区（MPV1〈0）、湿斜压位涡项正值区（MPV2〉0）、整层大气可降水量大值区和700hPa的锋生函数脊线的重叠区域。700hPa出现冷平流中心且高度降低,近地层偏东风的有组织增强,850hPa温度≤-4℃,地面温度≤1℃是雨转雪的一个重要特征。     

2018年1月江苏两次暴雪天气对比分析

利用ERA Interim Daily的05°×05°资料对2018年1月3—4日和24—28日出现的两次强降雪过程（分别称为月初过程和月末过程）进行对比分析。研究结果发现,两次过程均为“西阻型”,多冷涡活动,东移高原槽前的西南气流与南下冷空气沿长江一带交汇。月初过程副高较强,中低空西南急流强盛,过程先降雨后降雪,小时降雪量大;月末过程先后受到两次低槽的影响且冷涡较强,低层有深厚冷垫,过程为纯降雪,持续时间长。两次过程均存在低空西南急流输送暖湿气流形成的水汽通量辐合,月初过程还有来自东海的水汽输送。两次过程均存在逆温,月初过程地面温度高于0 ℃,月末过程低层气温低,有冷垫存在。两次过程动力条件较好,暴雪区对应深厚的正涡度柱,低层辐合高层辐散,垂直螺旋度呈下正上负分布,且存在次级环流,增强了上升运动,有明显锋生大值区与之配合,两次过程在动力条件的各项数值指标上,月初过程更有利于降雪。通过雷达分析可知月初过程以层状云降雪回波为主,夹杂一定弱对流云降水回波,速度场上呈牛眼结构,有低空急流配合;月末过程以层状云降雪为主,牛眼结构弱,低空急流比月初过程弱。     

高强度降水过程形成和发展的一种机制分析

应用Sawyer-Eliassen次级方程诊断分析了一次高强度降水过程中的湿球位涡场，结合诊断结果探讨了高强度暴雨形成和发展的原因。分析表明：条件性对称不稳定是这次强降水发生的不稳定机制之一由强盛的西南低空急流输送的水汽在雨区低层辐合，地转动量近似下的锋生强迫形成的锋面次级环流促使暖湿空气向上输送，使聚集在其内的不稳定能量得以释放，导致强降水发生。     

2016年初冬河南区域暴雪过程诊断分析

针对2016年初冬河南省首场区域强暴雪过程，利用常规观测资料、L波段雷达探空资料和NCEP再分析资料等，从影响系统和物理量诊断方面深入分析其发生发展机制，结果表明:宽广的纬向型环流中不断有短波槽东移，东北冷涡深厚且维持时间较长，是暴雪发生的大尺度环流背景；中高层偏南气流，低层偏北气流的流场配置起至关重要的作用:850～925 hPa东北急流迫使暖湿空气抬升为暴雪发生提供“冷垫”的同时，与500～700 hPa西南急流形成强垂直风切变和深厚的锋生区，加强的斜升运动和锋面次级环流，对暴雪起增幅作用；700 hPa作为关键层，西南暖湿急流输送水汽的同时与冷涡后部冷空气交汇于黄淮地区形成的辐合切变线，是暴雪发生的重要动力抬升机制，其南北摆动形成了河南中西部和东南部两个降雪大值中心；暴雪区随着“冷空气楔”逐步南压时，其上层始终存在湿正压项大于零且湿斜压项小于零的湿位涡绝对值高值中心，有利于对称不稳定能量的释放和暴雪的发生。     

一次暴雨与特大暴雪并存的华北强降水过程分析

应用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料,对2012年11月3—4日华北地区产生大范围雨雪天气的成因和降水相态进行分析。结果表明:深厚的低涡和地面气旋是本次过程的直接影响系统,东南风低空急流带来东部海上的充沛水汽,使得暴雨雪区整层大气可降水量远高于当月平均值;低涡和气旋等低层辐合系统与高空辐散叠置,为强雨雪天气提供了持久强烈的上升运动,暴雨区、暴雪区分别为对流不稳定、条件性对称不稳定大气层结,而锋生作用更有利于暴雪产生;雪花形成和增长的环境条件与雪花下降过程是否融化在判断降水相态方面同等重要,二者兼具才能保证地面降雪的出现。     

一次暴雪过程的锋生函数和急流—锋面次级环流分析

2008年1月25～28日一次远离地面准静止锋的锋后暴雪突破了武汉百年气象史的多项纪录。利用NCEP再分析资料、MICAPS常规观测资料和FY-2CTBB资料诊断分析了这次暴雪过程。结果表明,这次暴雪与华南准静止锋关系密切,锋生、锋消变化与降雪天气的出现和停止一致;锋生函数各项在不同时段对锋生、锋消的贡献不同;水平变形...     

2020年初内蒙古一次暴雪天气过程的成因分析

利用常规观测资料和NCEP（1°x1°）再分析资料,对2020年2月发生在内蒙古的一次地面回流与倒槽共同作用下的暴雪天气过程进行详细分析。结果表明：本次暴雪过程的主要影响系统是高空槽、700hPa切变线、高低空急流、地面冷高压、倒槽和冷锋。在高空下沉气流及1000~800hPa上东北急流的共同作用下,干冷气流形成“冷垫”,迫使暖湿空气沿冷垫抬升,同时不断的有干冷空气向中低层暖湿气流下方入侵,与中高层的西南急流形成深厚的锋生区和锋面次级环流,二者的正反馈作用为暴雪提供增幅作用。700hPa西南急流不断输送水汽,暴雪区位于比湿、水汽通量和水汽通量散度辐合的大值区。低层辐合高层辐散,配合显著的上升气流,有利于水汽积聚与输送和上升运动。强锋生落区与暴雪区域相对应,其中水平变形作用项对锋生的贡献最大,垂直运动项对锋生的贡献最小。湿位涡在强降雪落区内MPV1>0, MPV2<0,有利于本次暴雪过程的发生,高空下传的正MPV1会引起低层冷空气加强,冷暖空气对比度加大,有利于锋生,同时湿斜压性增强,诱发气旋式环流,进一步增强降雪。     

2015年初冬河南省一次回流暴雪天气发展机理分析

利用常规气象资料、多普勒雷达及NCEP客观分析资料,对2015年11月23—24日河南省出现的一次回流暴雪天气过程形成、发展的机理进行了分析。结果表明:此次回流暴雪天气由高原浅槽与地面强冷空气共同造成,垂直于锋区的次级环流是产生暴雪的中尺度系统。近地面自渤海回流到华北平原的冷空气是干冷的,水汽主要由对流层中层的西南急流输送。动力锋生是锋区附近出现超低空东北风急流和700hPa西南急流的主要原因,是产生暴雪的主要动力机制。雷达速度图上,中层西南急流和超低空东北风急流的长时间维持是暴雪产生的重要原因,雷达风廓线清晰地反映了暴雪区上空存在锋面次级环流。     

地面气旋影响下两次华北暴雪（雨）过程分析

利用GRAPES模式、常规观测和NCEP再分析资料对2010年1月3日和2012年11月3日两次气旋影响华北地区的暴雪（雨）天气过程的形成机理进行对比分析。结果表明：两次暴雪（雨）过程中降水落区与地面气旋的相对位置有较大差别,“0103”过程发生在气旋的东部,“1103”过程发生在气旋的北部。通过检验,GRAPE模式能较好模拟两次降水的落区。通过数值模拟结果分析造成这种落区差异的原因。从热力方面来看,气旋的热力性质不同,“0103”过程一直保持暖心结构,“1103”过程冷空气不断被气旋卷入,使气旋逐渐变为冷心结构,造成冷暖空气相互作用方式不同。另一方面,“0103”过程冷暖空气的交汇发生在气旋与高压系统之间,且在气旋中心附近形成锢囚;而“1103”过程发生在气旋内部,过程的锋面系统由北向南倾斜。另外,“1103”过程水汽是被近地层气旋不断卷入;从风场垂直分布来看,两次过程发生前均有近地面层偏东风的建立,结束时均伴随着中低层系统过境,风向由南风转为北风,但降水过程中风场的演变明显不同。     

一次雨夹雪转暴雪天气过程的微物理模拟研究

利用非静力平衡中尺度数值模式MM5,在四重嵌套网格区域内采用Reisner霰方案,对2009年2月12—13日辽宁雨夹雪转暴雪天气过程进行数值模拟,并对云内微物理过程特别是对雨水、雪和霰的源项进行分析。结果表明：雨水与雪碰并和雨水与云水碰并是产生雨水的主要微物理过程,并且雨水的增长主要分布在700hPa以下。300hPa—200hPa之间雪的凝华增长、冰晶向雪的自动转化和900hPa以下雨水与雪碰并成雪是雪增长主要的物理过程。冰晶向雪的自动转化对降雪的增长和长时间维持起到了重要作用。列出了此次天气过程降水云系的三层云结构及微物理过程模型。     

黑龙江省大(暴)雪与2001年春季大(暴)雪分析

通过1961～1999年的历史天气图普查,分析造成黑龙江省大、暴雪的几种环流形势,对每一种环流形势给出预报着眼点和指标,同时对2001年的春季暴雪进行了较详细的分析和总结。     

2010年河南两次大暴雨过程中的低涡特征对比分析

利用常规气象观测、区域自动站、多普勒雷达等资料及NCEP再分析资料,对2010年7月16—19日河南省连续发生的两次大暴雨过程（分别简称＂7.17＂过程和＂7.19＂过程）及其低涡特征进行对比分析。结果表明：＂7.17＂过程中低涡发展于黄淮西部,而＂7.19＂过程中低涡为源于四川盆地并在河南境内发展加强的西南涡;副热带高压边缘强盛的西南暖湿气流与北方扩散南下的冷空气相互作用,有利于中尺度低涡形成和发展;远距离台风及副热带高压外围偏南暖湿气流北上为暴雨过程提供了充沛水汽;涡旋中心东南侧的窄带回波造成了暴雨、龙卷等强对流天气,其北侧的东北气流入流区也是强降水集中区域;两次过程能量锋区特征明显,＂7.17＂过程强降水主要发生在对流不稳定条件下,雨强大,而＂7.19＂过程强降水主要发生在弱的对流不稳定或中性大气环境中,雨强（1 h）相对较弱;强的低层辐合与高空辐散耦合的动力结构有利于低涡和垂直上升运动发展,也加强了水汽辐合抬升;涡度收支诊断表明,两次过程中低涡均处于旺盛发展阶段,散度项和扭转项是黄淮地区中低层低涡发展的重要因子。     

河南省两次春季暴雨过程的对比

利用常规观测资料和NCEP1°×1°再分析资料对2008和2009年春季河南出现的两次区域暴雨过程进行了诊断对比分析。结果表明：500 hPa低槽、中低空切变、地面气旋是这两次过程共同的影响系统。Q矢量辐合和上升运动为两次春季暴雨的发生提供了有利的动力条件。两次过程的水汽均集中在800 hPa以下,主要是低层和边界层的水汽辐合,强的水汽输送和水汽辐合对暴雨的产生有非常重要的贡献。两次过程的大气层结均表现为对流稳定,这点与夏季暴雨有明显的区别。     

辽宁两类降雪过程的对比及定量降雪预报指标

利用常规气象观测资料和NCEP1°×1°资料,普查辽宁省最近10 a来区域性暴雪、大雪、中雪天气过程,大致可分为北上水汽型和东北上水汽型两类。从环流背景、水汽和动力条件方面对比分析了2004年12月19日和2002年12月16日两次不同类型的降雪过程,发现北上水汽型降雪过程850 hPa比湿和水汽通量大,水汽条件强,动力条件相对弱;而东北上水汽型的降雪过程850 hPa比湿和水汽通量相对小,但动力抬升和辐合作用强。通过分析10 a来辽宁不同类型5场区域性暴雪、8场区域性大雪、9场区域性中雪的水汽条件和动力条件物理量阈值区间,发现北上水汽型降雪过程850 hPa比湿和水汽通量大于东北上水汽型同级别降雪过程,在降大雪量级时的850 hPa比湿和东北上水汽型暴雪过程相当;东北上水汽型降雪过程的最大螺旋度、850 hPa散度、最大垂直速度和850 hPa急流要强于北上水汽型,而且降雪级别越高差距越明显,其中暴雪量级最大垂直速度、850 hPa急流已经达到产生暴雨的动力条件。     

A study of the microphysical processes in a numerically simulated heavy snowfall event in North China: the sensitivity of different snow intercept parameters

We performed a modeling study of the cloud processes in a heavy snowfall event occurring in North China on 20–22 December 2004. The nonhydrostatic Mesoscale Model (MM5) was used to carry out experiments with the Reisner-2 explicit microphysical parameterizations in four nested domains to test the sensitivity of simulated heavy snowfall to different snow intercept parameters. Results show that while the different intercept parameters do not significantly affect the accumulated snowfall amounts at the surface in either total amount or location, some microphysical characteristics of the modeled heavy snowfall event are impacted. The budget of cloud microphysics is analyzed to determine the dominant cloud processes. In the control experiment (CTL) with the snow intercept (N _os) specified as a function of temperature, the primary simulated hydrometeor is snow, and its mixing ratio is an order of magnitude larger than that of the other cloud species. Relative to CTL, the experiment with a fixed intercept (CON3E6) produced lower snow mixing ratios, more cloud water and graupel mixing ratios. Among the two experiments, while snowfall is slightly smaller in CON3E6, other processes like the rate of graupel fall, condensation and evaporation of cloud water, deposition and sublimation of graupel are all larger in CON3E6 than in CTL. Among CTL, CON3E6, and two more experiments (CON2E7: with a smaller fixed intercept; and NOSQS: N _os a function of snow mass mixing ratio), the budget shows that CON3E6 produces the smallest deposition and sublimation of snow, the largest deposition of cloud ice, and the largest conversion from cloud ice to snow.     

河南东北部一次突发强降水天气过程分析

利用常规气象观测资料、卫星产品和新一代天气雷达产品等,对2017年7月4日发生在河南东北部的突发强降水天气进行诊断分析。结果表明:(1)此次过程是以蒙古高空下滑冷槽侵袭副热带高压西北侧暖湿空气为背景,在中低层切变辐合抬升作用下产生的,强降水落区位于地面倒槽顶端,此处有利于中小尺度辐合旋转系统的形成,为对流的产生和维持提供动力抬升机制;(2)上冷下暖的温度垂直分布,形成了不稳定的大气层结;(3)0~2km较大的垂直风切变和相对较干的气层,有利于上升气流的倾斜和干空气的吸入,从而使得对流风暴得以加强和维持;(4)云图上东西两路对流云团的合并加强,形成较强的中尺度对流辐合系统,在合并形成过程中产生强降水;(5)多普勒雷达图上,多条雷暴出流边界的不断生成和合并为强对流连续发生和发展提供了动力辐合抬升条件,大范围的入流风场中的大风区有利于强降水的形成和维持。     

许昌两次初春回流类雨转雪过程对比分析

应用micaps3天气图资料、卫星云图,对许昌市2011年2月25—28日和2014年2月16-18日两次雨转雪天气过程进行诊断分析和对比分析,对环流形势、水汽条件、动力、热力特征的分析结果表明：（1）两次过程的共同点为前期主要是500hPa高空槽和700hPa切变线影响的稳定性降水,后期是850hPa回流冷空气不断补充堆积形成深厚的冷垫,低层偏东气流与中高层槽前的西南暖湿急流交汇形成回流降水形势。另外,高低空的有力配合,冷暖空气的交汇为两场降水提供了较好的动力条件。（2）不同点为两次回流降水时段、持续时间、降水强度、降水落区不同。过程一水汽含量更高,辐合偏河南省北中部而且湿层更深厚,强度更强,水汽通量较过程二大一个量级,降水量较过程二也大一个量级。过程二辐合落区在河南省南部,且持续时间较短,系统配置较弱。（3）冷空气侵入时段、气温下降速度、降水时间、850hPa温度的临界值,都是是初春降水性质发生改变的关键点。其中850hPa温度低于-4℃作为雨转雪指标外,气温的下降速度可作为雨转雪的补充预报指标。     

2017年双流机场两次大雾过程的对比分析

基于双流机场自动探测资料和ERA_interim再分析资料,对2017年11月26日和12月4日两次大雾过程的天气背景和气象要素特征进行了对比分析,旨在提高对双流机场大雾天气的预报能力。结果表明：2次大雾都是典型的辐射雾,其形成过程具有一些相似的环境背景,即天空云量少,微风（0~2 m/s）,低层较高的湿度和较低的稳定层结（较低的边界层高度）;12月4日过程近地面的绝对水汽含量大于11月26日过程,这可能是4日大雾过程最低主导能见度、最低跑道视程小于26日大雾过程,持续时间大于26日过程的原因;12月4日过程边界层内湍流的扰动更强,该强扰动信号可能对长时间影响双流机场民航运行的强浓雾过程的生消发展有意义。