“09.4.15”渤海和山东强风过程的动力学诊断分析

2009年4月15日,渤海和山东大部出现了一次强风天气过程。本次过程具有强度大、持续时间短、强风在渤海及山东附近显著加强等特点。为探讨强风的成因,根据常规观测资料以及NCEP分析资料进行了诊断分析。结果表明,本次强风过程是在低层冷锋、高层低涡横槽影响下产生的。冷空气向南推进过程中,冷平流中心由高层向低层传播,850 hPa以下冷平流不断加强,使冷锋不断增强。冷空气到达渤海湾后,锋前的强暖平流与锋后的强冷平流造成低空锋区进一步增强。冷锋次级环流的下沉运动与地面正变压中心对应,变压梯度风与大尺度气压梯度风共同造成强风过程,而强风中的阵风可能与次级环流的强烈脉动有关。     

黄渤海一次强风天气成因分析

利用常规气象观测资料和NECP/NCAR1°×1°再分析资料,对2012年12月5—6日山东黄渤海强风天气过程进行了天气动力学分析。结果表明:较强冷空气与地面气旋相互影响造成大的气压梯度是造成此次海上强风的直接原因。变压梯度使得强风爆发初期风速迅速加大。单站3h变压越大,变压梯度越大,风速的变化就越大。当地面盛行北风时,正变压梯度方向与风向一致,变压梯度对北风风速的增幅作用就越明显。中高层冷平流的补充下传作用和低层冷平流的扩散均对此次强风过程具有重要影响。     

一次罕见黄渤海大风天气成因分析

利用气象常规资料、风廓线资料和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,对2015年10月1日黄渤海罕见大风天气成因进行分析。结果表明:较强冷空气与快速发展的入海气旋相互作用形成强气压梯度是导致此次海上强风的主要原因。对流层中低层强冷平流区与地面变压风大值区有较好的对应关系。上下相接的整层冷平流有利于地面形成强气压梯度和变压梯度。气压梯度在大风形成的初期起主导作用,变压梯度有利于强风的维持。本次过程出现明显动量下传现象,大风形成初期,500~1000m出现低空动量下传并影响地面风场,高空槽过境后,2000m以上的高空动量能够影响地面风场。风廓线观测到低层强风并伴有强的下沉运动,可以作为海上大风临近预警的指标之一。     

冷空气引发江苏近海强风形成和发展的物理过程探讨

对一次强冷空气伴随的近海大风天气进行了分析,研究了强冷空气影响过程中地面变压场和高空各层温度平流场的演变特征及其与地面风场之间的关系,在此基础上对强冷空气引发江苏近海强风形成与发展的物理过程进行了探讨,研究表明：温度平流与地面风场之间是通过变压场相互关联和促进的,强冷空气所伴随的冷平流增强了地面变压场及变压梯度,是导致江苏近海大风出现的重要原因。     

一次强冷空气影响广东海面8级强风的物理成因

对强冷空气影响下的一次广东省海面8级强风物理过程进行了分析,结果表明：低层冷平流的增强,使地面正变压场及变压梯度增强,是导致这次海面强风过程的重要原因。     

一次春季冷锋过境引起的大风天气分析

利用常规探测资料、地面加密观测资料及NCEP再分析资料,对2009年4月15日新乡罕见大风天气的天气形势及物理量场特征进行了诊断分析。结果表明:西伯利亚强冷空气南下与华北低压发展共同造成的强气压梯度、高低空强的冷平流是造成此次强风的主要原因;地面冷锋前的上升运动与高空急流入口区次级环流上升气流的叠加,为深对流发展提供了深厚的垂直环流发展条件;高空西风急流配合适合的垂直环流,产生动量下传,是超出一般强度的冷空气大风产生的原因;ECMWF和T639数值预报产品均成功地预报出了此次强风过程。     

江苏北部近海一次罕见大风天气过程成因分析

利用常规气象观测资料和自动站等非常规观测资料以及美国国家环境预报中心(NECP/NCAR1°×1°)再分析资料,对2017年11月17—18日一次强冷空气引发的江苏省北部近海大风天气的影响系统及物理量场特征进行了诊断分析。结果表明,1)高空横槽转竖使得强冷空气南下影响江苏省,造成气压梯度、变压梯度加大,气压梯度在大风形成的初期起主导作用,变压梯度有利于强风的维持。2)大风期间高层深厚的冷平流自上而下形成一条后倾式冷平流传输通道,地面风场加强,冷平流区明显下传发展。3)动量下传在此次过程中亦起了重要作用,大风形成初期,低层700—1 000 hPa出现低空动量下传并影响地面风场;高空槽过境后,高空动量能够影响地面风场。     

陕西省十流域面雨量预报系统

黑海到里海的强暖平流致使西伯利亚高压脊经向发展，并建立横槽，横槽北侧的东北气流引导超极地冷空气和西欧东移的冷空气在蒙古国聚积加强，形成了强冷高压、强冷平流；横槽2次转竖引导强冷空气迅猛向南爆发，形成大范围寒潮天气过程；与此次寒潮相伴的北方沙尘暴是蒙古气旋与地面冷高压之间的气压梯度剧增造成的，高空西风急流通过动量下传引起地面大风，是此次强沙尘暴产生的动力条件，在沙尘暴爆发区有南北风的强风切变，促进了沙尘暴的发展。     

巴彦淖尔市一次寒潮天气动力机制分析

使用常规气象观测资料,采用天气学原理和天气动力学诊断分析方法,从寒潮环流背景和动力机制,对2012年11月2-4日发生在内蒙古巴彦淖尔市一次寒潮天气过程进行了分析.结果表明:①乌拉尔山高压脊强烈发展东移,脊前偏北急流带南移、南下低涡与转竖低槽合并,冷空气向南爆发,造成了此次寒潮天气过程.②850 hPa冷平流区向南扩展的速度比地面气温24h负变温区向南扩展速度超前12 h左右,强盛的冷平流是造成气温骤降的主要原因.③300 hPa偏北急流轴左侧风速有气旋性切变,右侧有反气旋性切变,加大地面气压场的气压梯度,产生“梯度风”.高空槽前暖平流、槽后冷平流,暖区上升、冷区下沉,形成对流运动.低层由冷区指向暖区的水平运动和暖区上升运动构成垂直方向上次级环流,次级环流的下沉支处于高空急流轴入口区左侧下方,使高空急流动量传递到地面,低层水平运动(冷区指向暖区)加大了地面风速.     

一次寒潮强风天气过程分析

１９９５年１１月７日出现的寒潮强风天气过程是由于冷空气不断堆积产生强的气压梯度风,地面迅速加压产生强变压风,冷高压脊前高空动量下传产生强的动量下传风所谓三风合一的所造成。影响范围之广,持续时间之长均为历史上所罕见。     

2015年2月新巴尔虎左旗一次寒潮天气过程分析

文章利用常规天气资料和数值预报产品,应用天气分析和诊断分析方法,对2015年2月6—8日新巴尔虎左旗寒潮天气过程的环流背景、影响系统、天气成因进行综合分析。结果表明:乌拉尔山高压脊东移过程中发展,脊前偏北风进一步加大,脊前冷涡南下是引发此次寒潮爆发的原因。对本次寒潮天气过程,EC数值预报的高度场、温度场、气压场、变压场都表现出很好的预报能力。本次过程成因分析与EC模式产品的检验对今后类似寒潮天气过程预报提供一定的参考。     

一次春季冷空气引发海上大风天气过程的分析

利用美国国家环境预报中心(NCEP/NCAR)的再分析资料、广东省遥测站资料及MICAPS资料,通过合成分析、对比分析等方法,对一次春季冷空气伴随的海上大风天气过程分析,研究了冷空气过程中地面变压和低层温度平流的变化特征以及与地面风场之间的关系.结果发现:本次海上大风天气过程具有春季强风的2个明显特点:1、“风头(起风时)大、风尾(结束时)小”;2、起风突然、阵风大.具有明显的日变化,夜间比白天大.影响系统主要是:200 hPa西风槽、500 hPa南支西风槽、850 hPa切变线、地面冷空气和冷锋系统.温度平流通过变压场作用于地面风场,冷空气伴随的冷平流增强了地面变压场以及变压梯度,进而等压线密集,地面风速加大.     

2008年12月两次寒潮天气对比分析

利用常规天气资料和数值预报产品,应用天气分析和诊断分析方法,并结合宁夏寒潮预报系统的预报结果,对2008年12月2-4日和12月20-21日宁夏出现的两次典型寒潮天气过程进行对比分析,结果表明:两次过程均是在前期强烈升温的基础上,有强冷空气在西西伯利亚及贝加尔湖堆积并向南侵袭造成的;两次过程亚洲中高纬环流形势均表现为"一脊一槽"型,动力机制均为高空旋转低压槽与强锋区,促使寒潮爆发的流场均为"低槽旋转型";冷空气爆发后,宁夏上空均由强盛的冷平流控制,地面冷高压均进入关键区并达到寒潮强度;但由于寒潮发生的环流背景、影响系统及冷空气的强度、发展、移动路径不同,因此两次过程的降温幅度和对宁夏造成的影响也不同.在此基础上,总结出宁夏冬季寒潮天气的预报着眼点.     

2016年1月京津冀地区连续性寒潮事件对比分析

2016年1月京津冀地区在相隔较短的时间内连续出现2次寒潮天气,利用NCEP/NCAR再分析资料、常规观测资料和卫星云图,综合对比2次寒潮过程中的环流形势、前期回暖、冷平流、海平面气压及下沉运动等。结果表明:(1)寒潮Ⅰ主要影响京津冀北部及河北中部和南部的部分地区,以降温为主;寒潮Ⅱ的影响范围更广、强度更大,京津冀大部分地区出现明显降温和大风天气。(2)前期回暖、横槽转竖南压是2次寒潮天气的共同点,但寒潮Ⅱ的影响程度更大,主要原因为:①冷空气南下过程中有南支槽接应时,气流的经向度加大、偏北分量增强,能够快速引导冷空气主体大举向南爆发;②地面强冷高压形成较强的气压梯度和温度梯度,造成明显的梯度风;③下沉气流核所到达的高度越接近地面、持续时间越长,造成大风和降温的程度越剧烈。(3)寒潮天气过程中,气温变化若仅受单一冷平流作用的影响,最高气温和最低气温的降幅区域会比较接近;当云覆盖的影响增强时,会出现最高气温和最低气温降幅区域差异较大的情况。     

运城市2010年4月13日强霜冻过程分析

利用常规天气资料和数值预报产品,应用天气分析和诊断分析方法,对2010年4月13日运城市出现的近40年最严重的强霜冻天气过程进行分析,并与历史个例进行比较,结果表明,此次过程是在前期升温明显的基础上,有强冷空气在西伯利亚及贝加尔湖堆积并向南侵袭造成的;此次过程亚洲中高纬环流表现为“一脊一槽”型,动力机制为横槽转竖促使冷空气向南爆发;冷空气爆发后,本地上空由强盛的冷平流控制,地面冷高压进入关键区并达到寒潮强度。由于每次强降温发生的环流背景、影响系统及冷空气的强度、发展、移动路径不同,所以造成的降温幅度和影响也不同。在此基础上,总结出强霜冻预报的着眼点。     

2008年12月2—6日寒潮天气过程分析

利用常规天气观测资料、美国NCEP/NCAR 1°×1°网格点逐6h再分析资料,采用天气学原理和天气动力学诊断分析方法,对2008年12月2-6日寒潮天气过程进行分析和总结.结果表明:此次寒潮天气过程出现在欧洲脊强烈发展并缓慢东移、北半球中高纬环流形势由纬向型向经向型转换过程中.西脊前强偏北风带南移、横槽涡度西部大于东部、横槽前东南方的负变高和横槽后部的暖平流正变高等促使横槽转竖;南掉极涡与转竖低槽合并后,低槽明显向南加深,冷空气势力显著加强并开始向南爆发;自西脊西北部入侵小槽压迫高脊向东南方向移动并逐渐崩溃,脊前偏北气流逆转为西北气流,引导冷空气大举向南爆发,造成了此次寒潮天气过程.强盛的冷平流是造成气温骤降的主要原因.强风的形成除与冷平流侵入有关外,还与高空动量下传的增加密切相关.山东半岛降雨和强降雪的环流成因和物理量特征存在明显差异,降雨为冷暖空气交汇所致;强降雪则是冷平流、海陆分布差异和地形抬升共同影响的结果.T639、ECMWF和日本等3种数值模式均对这次亚欧中高纬大气环流的演变和调整均做出了较准确的预报,尤以ECMWF模式预报性能最好.     

2014年准格尔盆地西北缘一次寒潮大风天气分析

通过分析2014年准格尔盆地西北缘发生的一场寒潮大风天气,揭示了形成这次天气的环流背景、地面气压场特点,物理量垂直分布特征。结果显示,欧洲脊顶缓慢东南垮,西伯利亚槽受新地岛、泰梅尔半岛两股冷空气南下影响,槽体逆转南压西伸,使槽前西南急流异常强盛,造成区域大气逆温明显减弱,近地面快速升温。寒潮天气前期,地面高压前冷锋稳定少动,冷暖空气激烈对峙,形成强烈的气压差。强烈下沉气流使冷平流加速进入中低层大气,强冷空气在近地面猛烈爆发,是此次寒潮大风天气的主要成因。区域冬季大气逆温对下传冷空气动能的耗散、无强冷空气持续入侵,近地面降温升压快,造成大风持续时间较短。     

青海东部一次区域性寒潮天气的成因分析

利用Micaps常规气象资料,从天气学角度对2015年4月1日青海省东部区域性寒潮天气过程的环流背景,影响系统及成因进行了分析。结果表明:此次寒潮天气过程主要是由乌拉尔山阻塞高压前部偏北气流引导极地冷空气南下在乌拉尔山东南部一带堆积,形成强大的冷高压;巴湖低涡分裂小槽东移南压,引导冷空气南下,在青海东部与南支槽叠加,促成了青海东部此次中到重度寒潮天气;乌拉尔山东南部地面冷高压分裂冷空气扩散南下,北路冷空气东灌进入青海东部河谷地区,与西路冷空气在青海东部地区锢囚,利于冷空气在青海东部维持;中低层强冷平流也是产生寒潮天气的触发机制;夜间辐射冷却加剧青海东部地面降温;新疆北部至河西走廊西部的中高层高空急流强盛,青海东部位于急流出口区右侧,利于高空动量下传,导致地面风速加大,另外地面冷锋后部气流下沉加压,也是导致地面出现大风的原因之一。     

2009年呼伦贝尔市一次寒潮大风天气分析

利用地面、高空等常规气象观测资料,对2009年5月28日发生在呼伦贝尔市一次全市性寒潮大风天气过程进行总结分析。结果表明:贝加尔湖冷涡和蒙古气旋及冷锋是造成这次寒潮大风天气的主导系统;高空强锋区及低层强温度平流是寒潮天气爆发的关键;高低空急流为大风天气提供能量;气压梯度大和冷锋后较大的3h正变压与大风天气有很好的相关性。     

新疆一次超极地寒潮天气分析

利用常规天气资料、美国NCEP/NCAR 1°×1°网格点逐6h再分析资料,运用天气学原理,对2012年1月16～21日新疆冬季一次超极地路径寒潮天气过程进行分析和总结。结果表明：本次过程是一次极地冷空气向南爆发影响新疆的寒潮天气,属于乌拉尔山脊类里咸海长脊型;寒潮发生在极涡偏在东北半球,超长波为三波的大背景下。过程期间欧亚范围维持两槽一脊的经向环流,欧洲与西伯利亚地区均为深厚的低压系统,里咸海长脊与乌拉尔山脊同位相叠加形成经向度超过35个纬距的暖性闭合高压,即乌拉尔山阻塞高压。随着乌拉尔山阻高不断向东南方向衰退,脊前强的北风带推动西西伯利亚横槽转竖南压引导极地冷空气向南爆发造成新疆大范围的寒潮天气。寒潮天气入侵新疆前后海平面气压中心强度分别为1047.5hPa和1071hPa。强的冷平流是气温骤降的主要原因。中高层偏西急流与近地面风场辐合形成的垂直环流为降雪提供必要的动力条件。降雪过程中,南北疆中低层增湿明显。北疆降雪水汽来源于咸海和巴湖,寒潮爆发后降雪成因归结于强的冷平流在动力作用下的冷凝降雪。数值预报性能检验来看,500hPa高度场预报ECWMF较T639精准且稳定性高,气压场和850hPa温度场预报T639优于ECWMF。