山东半岛一次持续性强冷流降雪过程的成因分析

利用NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料和观测资料,诊断分析了2005年12月3～21日山东半岛北部沿海地区发生的罕见持续性强降雪过程.结果表明: 降雪以西北气流下的冷流降雪为主,具有典型冷流降雪分布特征;有利的大气环流形势造成强冷空气频繁,经过渤海暖海面时产生较大海气温差,是降雪持续时间长、强度大的直接原因;一定的海气温差是冷流降雪的重要指标,产生冷流降雪时山东北部近海海域的海气温差常在22K以上;冷流暴雪产生在高能舌、对流层低层辐合、中层辐散的上升运动区,上升运动层浅薄;水汽来源于渤海,水汽辐合层位于超低层(925 hPa高度以下);对流层中低层的垂直速度、散度场、涡度场的动力耦合结构配置有利于暴雪的形成和维持;特殊的低山丘陵地形强迫抬升是冷流降雪的触发机制,对暴雪的产生起到增幅作用.     

山东半岛冷流强降雪和非冷流强降雪的对比分析

利用1981—2000年常规气象观测和NCEP/NCAR再分析资料,采用合成分析和动力诊断分析方法,对冷流强降雪与非冷流强降雪的空间分布、大气环流、水汽输送、稳定度和垂直运动进行对比分析。结果表明：冷流强降雪是发生在槽后西北气流里的中小尺度不稳定降雪,非冷流强降雪是发生在槽前西南气流中大尺度稳定性降雪。冷流强降雪具有明显的地方性特点,是强冷空气对下垫面物理状态强迫响应的结果。提出强冷空气与渤海暖水面相互作用产生的大气边界层不稳定是产生冷流降雪的本质,在这种边界层不稳定层结中发生的降雪是冷流降雪的概念。     

2005年山东半岛连续三次冷流暴雪过程的分析

对2005年12月发生在山东半岛北部威海地区的三次冷流暴雪过程进行了分析研究,用WRF模式进行了数值模拟.分析结果表明:三次冷流暴雪发生时低空850hPa层强冷平流与地面降水强度有较好的对应关系;低层和地面都是偏西北风流场,半岛地区呈气旋性弯曲;地面风场存在风向辐合,特殊的地形和海陆温差在北部沿海地区形成海岸锋,为冷流的发生提供了有利的触发机制;从垂直面的风场辐合辐散高度说明了冷流过程较其他降水过程有着明显的低空性.     

山东半岛冷流降雪中心位置对比分析

山东半岛的冷流降雪一般出现在烟台、威海地区,且同一次过程两地区降雪量往往有较大的差别.通过对几次强降雪过程的对比发现:低层风场的辐合是冷流降雪的主要触发机制,低层环境风场对辐合带的引导作用对降雪的中心位置起到了关键性的作用.辐合线移动方向取决于环境风场.在纬线方向上,西北风偏北分量多的时候烟台地区往往是降雪中心,西北风偏西分量多的时候降雪中心一般东移到威海地区;在经线方向上,风速偏小的时候北部沿海地区是降雪中心,风速相对较大时风场辐合线南伸到内陆地区,加上山脉迎风坡的气流抬升作用,内陆的牟平和文登地区成为冷流降雪的中心位置.     

烟台冷流强降雪天气预报指标统计分析

通过对1971-2000年期间发生在山东半岛北部（烟台）的冷流强降雪天气过程统计分析，得出了冬季不同月份的冷流强降雪天气预报指标，为预报冷流强降雪提供了依据。     

山东半岛冷流降雪过程的统计分析

对威海地区2001-2006年1、2、11、12月所有冷流过程的温压湿等气象要素进行分析,结果表明:地面偏西北风有利于冷流过程的发生;冷流降水量与海气温差有着较强的正对应关系,而与大气相对湿度没有明显的对应关系.相关系数进一步表明了850 hPa温度与海温之差直接决定了地面冷流降水量的大小.从探空指教和垂直湿位涡分布可以看出.,管大气近于弱的对流稳定,但仍不影响对称不稳定的产生.     

2005年12月3—21日山东半岛持续性暴雪特征及维持机制

利用多普勒雷达、卫星、常规观测资料及NCEP/NCAR再分析资料分析了2005年12月3—21日发生在山东半岛4次持续性冷流暴雪的特征及维持机制。结果表明:冬季强冷空气暴发南下时, 波状冷流云在渤海发展造成山东半岛暴雪, 暴雪具有明显的空间分布和强度的日变化特征; 多普勒雷达资料反映了暴雪回波PPI强度为35~40dBz, PPI径向速度图上反映低空急流和风辐合特征, RCS, VCS产品反映暴雪回波的垂直特征; 4次暴雪过程对应500hPa中高纬度欧亚上空为两涡一脊的建立和维持, θ_se时空演变反映4次强的干冷空气对应4次暴雪过程; 暴雪发生时南北风在渤海附近存在一弱的风区; 暴雪日水汽较非暴雪日充沛, 垂直上升运动和低层散度辐合与强降雪相对应; 暴雪日在渤海附近海面温度与850 hPa温度差大于20℃; 暴雪区为对流不稳定的大气层结。     

山东半岛三次冷流暴雪气流结构差异性分析北大核心CSCD

利用烟台多普勒天气雷达探测资料和常规观测资料,对2005年12月3-4日、2008年12月4-5日和2010年1月3-4日山东半岛3次冷流暴雪过程的海岸锋气流结构进行了分析。结果表明,海岸锋是西北气流和北东北气流相互作用的结果,但气流强度有明显差异:一是西北气流明显强于北东北气流(类型Ⅰ),降雪回波源地在渤海东部区域,东南方向移动过程中逐渐发展,回波带的右侧进入陆地后减弱,左侧在海岸锋的作用下沿海岸锋发展,形成"列车"效应,产生强降雪;二是西北气流明显弱于北东北气流(类型Ⅱ),降雪回波源地在渤海海峡中部区域,东南方向移动过程中逐渐发展,右侧在海岸锋的作用下沿海岸锋发展,形成带状回波,产生强降雪,而回波带的左侧减弱。东部海区气旋的存在,决定了海岸锋北东北气流和西北气流强度结构的差异性。     

一次强降雪天气过程分析

对2003年1月5日贵州出现的强降雪天气过程进行了分析,结果表明强降雪的产生主要是由于受高空深厚的西南暖湿气流、中低层辐合系统、地面冷空气以及前期地面温度持续偏低的共同影响所致;从数值预报分析可以看出不论是T213还是欧洲中心的形势预报均对此次天气过程的出现及结束具有很好的指示意义.     

山东半岛地方性冷流降雪的一种预报方法

以ＦＸＦＥ＿（７２８）和ＦＸＦＥ＿（７８３）图上预报的山东半岛东部北海岸的８５０ｈＰａ温度和估算的本地起报日的海温为主要依据，用动力统计方法确定─临界指标，定性做出山东半岛东部的冷流降雪。本方法对１９８９年１９９２年１１月─１月的预报，定性准确率达８３．５％。     

降水气候噪声和可预报性问题的初步研究

本文对2002年12月19日至24日华北地区的一次大暴雪伴特强降温天气过程从天气过程特点，大尺度环流形势特征，大暴雪及特强降温的成因进行了分析研究，得出了几个对该类天气的预报有指示意义的着眼点。     

一次罕见的山东暴雪天气的对称不稳定分析

采用对称不稳定判据，对发生在2001年1月6－7日的一次罕见的山东暴雪天气过程进行了分析，结果表明：暴雪产生在对称不稳定大气中，低空急流促使对流层低层暖湿气流辐合上升，触发对称不稳定能量释放，产生暴雪天气。江淮气旋和暴雪区有向对称不稳定区移动的趋势。     

山东半岛一次强降雪过程的中尺度特征

利用非静力平衡模式MM5V3．6对2005年12月3日影响山东半岛的一次强降雪过程进行数值模拟,对其中中尺度重力波（MGW）的特征进行分析。并且通过非线性平衡方程（NBE）对高分辨率模式数据进行诊断分析,较详细地说明了非平衡流的出现而引起的地转适应过程以及地形强迫对重力波产生和发展的作用,和它们对强降雪过程的影响。研究表明：这次强降雪过程中的中尺度重力波波长约为100km。相速约20m／s;在有利的大尺度环流形势下,太行山的地形强迫与非平衡流是其产生的首要机制,而冬季海陆热力差异形成的海洋的热力作用也是造成区域性强降雪的一个重要原因。非线性平衡方程（NBE）对于非平衡流的诊断在确定波动产生区域方面有比较好的指示作用;通过对波动的结构以及维持机制的分析,这次过程中的中尺度重力波符合波导条件和Wave-CISK理论框架,波动能够从环境场中得到足够的能量从而维持相当长时间,从而造成这次罕见的连续性强降雪过程。     

A Preliminary Analysis of Features and Causes of the Snow Storm Event over the Southern Areas of China in January 2008

Four successive freezing rain/heavy snowfall processes occurred in the southern part of China from 11 January to 2 February 2008 （named ＂0801 Southern Snow Disaster＂ hereafter）, during which a large-scale blocking circulation lasted for a long time over the mid-high latitudes of the Euro-Asian continent. This severe event is featured with a broad spatial scale, strong intensity, long duration, and serious damage. During the event, the blocking situation in the mid-high latitudes maintained quasi-sationary, but weather systems in the lower latitudes were active. Abundant water vapor was supplied, and favorable weather conditions for ice storms were formed over the large areas across the southern part of China. The results in this paper demonstrate that the significant factors responsible for the abnormal atmospheric circulation and this severe event include： 1） the very active Arctic Oscillation （AO）, which helped the permanent maintenance of the planetary-scale waves; 2） the continuous transfer of negative vorticity from the upstream region around 50°E into the blocking area, which caused the blocking situation reinforced repeatedly and sustained for a long time; and 3） the active air currents south of the Tibetan Plateau, which ensured abundant moisture supply to the southern areas of China. The 0801 Southern Snow Disaster was accompanied by extremely severe icing. In this paper, the data from Cloud-Profile Radar onboard the satellite CloudSat are used to study the dynamic and microphysical features of this event. The results show that there existed a melting layer between 2 and 4 km, and ice particles could be found above this layer and in the layer near the ground surface. Surface temperature kept between -4℃ and 0℃ with relative humidity over 90%, which provided the descending supercooled waterdrops with favorable synoptic and physical conditions to form glaze and ice at the surface via freezing, deposition and/or accretion. Causes of the event might be, as a whole, traced back to the planetary-scale systems. The study on the polar vortex anomaly in this paper reveals that changes in the polar vortex in the stratosphere preceded those in the troposphere, especially in early December 2007, while the intensification of the polar vortex in the troposphere delayed dramatically until middle January and early February of 2008. This implies that changes in the polar vortex in the stratosphere may be a precursor of the ensuing severe event and a meaningful clue for extended forecasts of such a disaster.     

一次回流与倒槽共同作用产生的暴雪天气分析

对2006年1月18—19日山西持续暴雪天气进行了分析,发现这次暴雪过程不同于以往:(1)高空极涡稳定,强度较强,极锋位置偏北,沿极涡外围极锋锋区上分裂的短波小槽,与南支槽同相叠置,使得南支槽发展加深,暴雪发生在此期间。(2)地面图上,不仅形成回流形势,而且河套倒槽向北发展旺盛,倒槽前的暖湿空气与东南气流相遇,两支气流耦合加强,与北方冷空气在山西中南部强烈交汇,使得山西中南部出现了暴雪天气,这种回流形势与倒槽同时强烈发展的情况并不多见。(3)深厚的湿层和强烈的水汽辐合为暴雪的产生提供了充足的水汽条件,暴雪中心就位于中低层两条水汽通量轴线交汇的南侧。(4)高层辐散、低层辐合的垂直配置以及暴雪区上空强烈的上升运动和低层露点锋的持续抬升作用,触发中层高不稳定能量的连续释放,是造成连续暴雪的重要机制,而低空、超低空急流的存在,不仅为暴雪提供了水汽来源和热量输送,而且使得重力波不稳定发展,加强了抬升运动。(5)暴雪出现在500hPa正涡度平流中心右前方,暴雪出现12小时后,正涡度平流中心强度迅速增强,对应暴雪出现一个增幅期。     

Simulation of a Freezing Rain and Snow Storm Event over Southern China in January 2008 using RIEMS 2.0

The Regional Integrated Environmental Model System(RIEMS 2.0) with NCEP Reanalysis II is utilized to simulate the severe freezing rain and snow storm event over southern China in January 2008,which caused severe damage in the region.The relationships between the freezing rain process and the large-scale circulation,in terms of the westerly and low-level jets,water vapor transportation,and northerly wind area/intensity indices,were analyzed to understand the mechanisms of the freezing rain occurrence.The results indicate the following:(1) RIEMS 2.0 reproduced the pattern of precipitation in January 2008 well,especially for the temporal evolution of daily precipitation averaged over the Yangtze River valley and southern China;(2) RIEMS 2.0 reproduced the persistent trough in the South Branch of the westerlies,of which the southwesterly currents transported abundant moisture into southern China;(3) RIEMS 2.0 reasonably reproduced the pattern of frequencies of light and moderate rain,although it overestimated the frequency of rain in southern China.This study shows that RIEMS 2.0 can be feasibly applied to study extreme weather and climate events in East Asia.     

一次秋季暴雨天气成因分析

利用常规气象资料、山东济南WSR-98D雷达资料等,分析了2003年10月9～12日的高空环流形势、地面气压场,物理量场、单站降雨量随时间的演变、组合反射率与基本速度图等。结果表明：（1）稳定的500hPa环流形势是造成暴雨的必要前提：（2）暴雨区内的水汽供应主要是边界层内的水汽通量辐合造成的;（3）地面中尺度气旋的徘徊打转使气旋北部长时间维持强烈辐合运动,与高层辐散形成的“抽吸作用”．造成暴雨区强烈的上升运动;（4）沧州站每小时降水量的两个峰值分别与两支低空急流的交汇、地面中尺度气旋强烈发展时刻相对应。     

华北地区一次局地暴雪天气过程的诊断分析

应用常规资料、卫星云图和多普勒雷达资料,对2007年春季承德市暴雪天气从形成的大尺度背景、水汽条件、动力条件进行分析。结果表明：东部高压脊的阻挡导致南北低值系统的合并加强,它的移动缓慢造成了这次暴雪天气。低层辐合和低空急流的建立造成大范围的水汽辐合和源源不断的水汽输送,深厚的大气湿层为大的降水提供了有利的环境条件;散度场、垂直速度场、k-螺旋度的高低空配置和时空变化是暴雪天气发生、发展的动力条件。结合红外卫星云图,分析实时的多普勒雷达资料对预测暴雪天气的发展变化至关重要。     

青岛一次中到大雪过程的综合分析

2005年2月17～18日,受冷空气和较强暖湿气流共同影响,青岛发生中到大雪降雪过程。对这次过程的环流背景和雷达资料进行综合分析表明,低空暖平流、垂直风切变和高空西风急流提供了有利的动力条件,中空西南气流和近地层从黄渤海海面的水汽输送提供了降水所需的水汽。随着2．0～2．7km高度上,一个以青岛为中心的中尺度气旋性风场的出现,降雪强度迅速达到最强,该风场破坏,降雪强度也迅速减弱;雷达回波首先出现在3．0～5．5km的高度上,然后向上下扩展加强;降雪初期,0．8～3．2km高度上有弱回波区。     

一次大雪天气过程的多普勒雷达特征分析

利用常规天气资料、新一代多普勒天气雷达资料和改善的EVAD技术,从影响系统、多普勒雷达回波特征及大气动力学角度,详细分析了2006年2月6日出现在华北地区的大雪天气过程。结果表明：500hPa高空槽、850hPa“人”字型切变及地面气旋相配置是这次大雪天气过程的主要影响系统。在雷达有效探测范围内,随着0.7~1.1km高度上中尺度逆切变的出现和4.8km高度上西南急流的建立并向低层扩展,风场辐合明显加强,辐合层加厚,从而为强降雪的出现和维持提供了有利条件,且中尺度逆切变和西南急流存在的时间与强降雪出现及维持的时间有很好的对应。另外冷锋过境时风场辐合再次加强使得较强降雪继续维持。同时用改善的E-VAD技术计算了降雪不同阶段的大气平均散度和平均垂直速度。结果表明：中尺度逆切变系统和冷锋的出现均对应着明显的辐合和上升,辐合和上升又促使强降雪出现和维持,因而从大气动力学角度进一步证实了中尺度逆切变和冷锋的存在及其与强降雪的对应关系。