2008年1月中国南方低温雨雪冰冻天气特征及其天气动力学成因的初步分析

在欧亚大陆中高纬度长期维持阻塞形势的背景下,2008年1月11日至2月2日中国南方连续经历了4 次低温雨雪冰冻天气过程（简称“0801南方雪灾”）。这次强天气事件过程范围广、强度大、持续时间长且灾害极为严重。其天气学特征表现为中高纬阻塞形势稳定少变,低纬系统活跃确保水汽输送,以及南方部分地区满足冰雪风暴形成的有利天气条件等。研究表明,导致大气环流异常从而促使这次低温雨雪冰冻强天气事件出现的主要因素包括：（1）北极涛动（AO）的异常活跃,有利于行星尺度波动的稳定维持;（2）阻塞上游50°N区域有极强的负涡度平流持续输送到阻塞区,使濒临崩溃的阻塞形势得以重新加强,从而使阻塞形势长时间稳定维持;（3）青藏高原以南低纬地区南支气流活跃,确保中国南方充沛的水汽来源;以及（4）长期存在有利于冰雪风暴生成发展的天气 动力 物理学条件等。\n“0801南方雪灾”事件一个突出的特征就是冰冻现象极为严重。文中借助新型卫星CloudSat的星载云廓线雷达（CPR）资料对这次事件中典型云系进行天气 动力 物理学分析,揭示出西南暖湿气流沿锋面爬升,形成界限分明上下交替的两个冷暖气团,冷气团较浅薄;在2—4 km高度存在一个融化层,冰水不仅存在融化层之上,在近地面层亦含有丰富的冰粒子。\n结合常规观测资料分析发现,在此期间中国南方大部地区中层（大约在850—700 hPa）存在温度大约在0—4 ℃的逆温层,地面气温大致维持在-4—0 ℃且相对湿度在90％以上,分析\n表明,此次大范围冰冻灾害天气是由于冻结、凝华和冰雾粒子的附着增长等物理过程共同作用的结果。“0801南方雪灾”事件持续时间较长,事件本身作为一个整体其成因可追溯到行星尺度系统。研究极涡异常及其随时间变化的结果表明,平流层极涡变化比对流层的超前,尤其是该事件前期平流层极涡进入12月后就趋于加强,而对流层的极涡加强则明显滞后,并且直到1月中至2月初才快速加强;这意味着平流层蕴含着对流层极涡变化及伴随的强天气事件的先期信号,这可能是中长期预报的一个值得深入研究的方向。     

热源异常对2008年初中国南方低温雨雪天气的影响

利用资料诊断和全球大气原始方程模式(Intermediate General Circulation Model,IGCM),研究了2008年1月中国南方地区出现罕见的持续性雨雪事件的成因.结果表明,2008年1月大气非绝热加热场的主要异常出现在热带海洋、青藏高原及中亚地区以及北大西洋.用全球异常热源强迫IGCM得到的...     

中国南方雨雪冰冻异常天气原因的分析

2008年1月我国南方发生了罕见的持续严重雨雪冰冻灾害,对于这次小概率极端天气气候事件的初步分析表明,虽然这个冬季在赤道东太平洋存在明显的La Ni(n)a事件,但2008年1月无论是我国的异常降水场和温度场,还是亚洲和西太平洋地区的大气环流异常场都与历史上11个La Ni(n)a事件盛期1月的合成场有显著的差别,因此La Ni(n)a事件不是造成持续雨雪冰冻天气的直接罪魁祸首.进一步的分析发现这次持续严重雨雪冰冻天气的发生与多个大气环流系统的异常有关,而且更为重要的是它们的异常形成了某种形式的配合,我们称其为组合性异常.其中,乌拉尔山阻塞高压和贝加尔湖-巴尔喀什湖的横槽,为不断有冷空气从西路向南爆发提供了条件;东亚和日本地区的高度正异常使得北方冷空气的势力不是很强,适于锋面在我国南岭及其以北地区较长时间停留,为持续降水确立了背景;西太平洋副高偏强和偏西也对冷空气的向南推进起了阻挡作用;印缅槽的持续偏强和西太平洋副高的偏强一起使暖湿空气源源不断地输送到华南地区,有利持续降水的发生;持续的冷空气活动和持续的降水,导致持续的低温,为冰冻创造了条件.可以认为,大气环流的组合性异常是造成持续雨雪冰冻天气的直接原因.     

2008年1月我国严重低温雨雪冰冻灾害与东亚季风系统异常的关系

鉴于2008年1月我国低温雨雪冰冻灾害所造成的经济损失的严重性,作者从东亚季风系统有关成员的异常来探讨此灾害的发生成因。分析结果表明,2008年1月在中高纬度乌拉尔地区阻塞高压异常发展和长时间的维持及东亚大槽位置的长时间的稳定,这使得异常强冷空气不断沿蒙古高原东侧南下入侵我国华中、华东和华南地区;而西太平洋副热带高压异常偏北,大量暖湿空气沿副高西侧北上,并与南下冷空气在长江流域相遇,从而导致我国长时间的低温雨雪冰冻天气。进一步的分析结果表明,利用在热带中、东太平洋的LaNi a事件对我国冬季气候异常的影响并不能很好地说明此次灾害的发生,而利用热带西太平洋和西北大西洋海温异常对中高纬度和副热带地区大气环流异常的影响可以较好地说明这次灾害的发生成因。此外,2007年冬季北半球准定常行星波向低纬度地区上空对流层上层传播的加强和平流层极涡的下传也可能是2008年1月我国低温雨雪冰冻灾害的重要原因之一。     

江西抚州2008年低温雨雪冰冻天气过程成因分析

利用常规气象资料、数值预报产品,从天气形势、物理量等方面,分析了2008年1月12日-2月2日江西抚州长时间低温、雨雪、冰冻天气过程的成因。结果表明,乌拉尔山阻塞高压的建立、青藏高原南侧到孟加拉湾南支低槽异常活跃、西北太平洋副热带高压偏强偏北,为这次过程的发生提供了有利的环流背景;700hPa西南风急流不仅为低温冻雨的发生提供了充沛的水汽条件和动力条件,而且还有利于中低层逆温层结的形成和维持;过程后期赣中、赣南的暴雨区,与垂直速度所表现的强烈上升区相对应。     

2008年1月我国南方罕见冰冻雨雪灾害性天气诊断分析

从天气、气候及大气物理量场等方面对2008年1月中下旬发生在我国南方大部分地区历史罕见的冰冻雨雪灾害性天气发生发展的成因、主要特征以及造成严重灾害的主要原因进行了诊断分析。结果表明：地面准静止锋是造成这次严重冰冻雨雪灾害的主要天气系统;逆温层是冻雨形成的必要条件;西南暖湿气流及北方强冷空气的不断补充是造成南方连续出现冰冻雨雪天气及造成严重灾害的充分必要条件。同时,Micaps二次开发产品的利用有助于深入分析极端天气事件。研究结果可为此类天气预报提供借鉴。     

2011年1月黔西南州低温雨雪冰冻天气成因初探

该文利用黔西南8个县市台站的降水、CEP/NCAR逐月再分析资料,分析2011年1月持续低温雨雪冰冻天气同期大气环流异常的特征。结果表明：2011年1月持续的大气环流稳定维持和中低层丰富的水汽条件是造成此次维持低温雨雪冰冻的直接原因。     

2016年1月大气环流和天气分析

2016年1月大气环流主要特征为：北半球共有三个极涡中心,强度较常年同期偏强,欧亚中高纬环流经向度大,东亚大槽和南支槽均偏强。1月,全国平均降水量25.7 mm,较常年同期偏多94.7%,广东、广西和湖南三省(区)平均降水量偏多3.7倍,为1951年以来同期第一多。1月,全国平均气温-5.3℃,较常年同期（-5.0℃）偏低0.3℃,冷空气和降水活动频繁,共有5次降水过程和4次寒潮过程,其中,1月21—25日,我国大部地区遭受强寒潮天气。此次过程降温幅度大,影响范围广,多地最低气温跌破历史极值。1月28—29日,南方出现历史同期罕见的强暴雨天气过程。     

2008年初河南低温雨雪冰冻天气的气候特征及环流特点

利用全省116个气象站的逐日气温、降水量和天气现象等资料,对2008年1月中下旬河南低温雨雪冰冻天气的空间分布、持续时间、历史强度和灾害影响等进行了综合分析,结果表明：2008年1月中下旬,河南全省平均气温和平均最高气温均为1951年以来同期最低值,降水量为1951年以来同期最多值,冬季最长连续低温日数为1978年以来的最多值,最长连续降雪日数和最长连续冰冻日数均为1958年以来的并列最多值,特别是豫南的信阳连降3次暴雪,平均最大积雪深度为1956年以来的最大值。这次灾害影响范围广、持续时间长,给河南省交通运输、电力、农业生产和群众生活造成了不利影响。     

2008年初河南低温雨雪冰冻天气的气候特征及环流特点

利用全省116个气象站的逐日气温、降水量和天气现象等资料,对2008年1月中下旬河南低温雨雪冰冻天气的空间分布、持续时间、历史强度和灾害影响等进行了综合分析,结果表明:2008年1月中下旬,河南全省平均气温和平均最高气温均为1951年以来同期最低值,降水量为1951年以来同期最多值,冬季最长连续低温日数为1978年以来的最多值,最长连续降雪日数和最长连续冰冻日数均为1958年以来的并列最多值,特别是豫南的信阳连降3次暴雪,平均最大积雪深度为1956年以来的最大值.这次灾害影响范围广、持续时间长,给河南省交通运输、电力、农业生产和群众生活造成了不利影响.     

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.     

Interannual Variability of Snow Depth over the Tibetan Plateau and Its Associated Atmospheric Circulation Anomalies

The interannual variability of wintertime snow depth over the Tibetan Plateau(TP) and related atmospheric circulation anomalies were investigated based on observed snow depth measurements and NCEP/NCAR reanalysis data.Empirical orthogonal function(EOF) analysis was applied to identify the spatio-temporal variability of wintertime TP snow depth.Snow depth anomalies were dominated by a monopole pattern over the TP and a dipole structure with opposite anomalies over the southeastern and northwestern TP.The atmospheric circulation conditions responsible for the interannual variability of TP snow depth were examined via regression analyses against the principal component of the most dominant EOF mode.In the upper troposphere,negative zonal wind anomalies over the TP with extensively positive anomalies to the south indicated that the southwestward shift of the westerly jet may favor the development of surface cyclones over the TP.An anomalous cyclone centered over the southeastern TP was associated with the anomalous westerly jet,which is conducive to heavier snowfall and results in positive snow depth anomalies.An anomalous cyclone was observed at 500 hPa over the TP,with an anomalous anticyclone immediately to the north,suggesting that the TP is frequently affected by surface cyclones.Regression analyses revealed that significant negative thickness anomalies exist around the TP from March to May,with a meridional dipole anomaly in March.The persistent negative anomalies due to more winter TP snow are not conducive to earlier reversal of the meridional temperature gradient,leading to a possible delay in the onset of the Asian summer monsoon.     

2008/2009年秋冬季我国东部严重干旱分析

2008/2009年秋冬季我国12省区出现30～50年一遇的罕见干旱,这次我国大范围严重干旱是较长时期降水稀少所造成的.欧亚中高纬度存在稳定的准静止环流系统是造成这次干旱灾害的主要成因.东亚大槽维持在日本东北部,高原上空为稳定的高压脊,中国大陆长时期处于东亚大槽槽后西北气流控制下;从亚洲西部过来的扰动系统不易东移到东亚上空;此外,北非、印度次大陆、中南半岛和中国大部冬季风异常盛行,来自海洋上的水汽不易到达这些地区.欧亚大陆稳定长达3个月的异常环流的形成机制,有待深入研究.     

2008年初我国南方冻雨雪天气环流及垂直结构分析

利用美国国家环境预报中心NCEP 1971\_2000年1月及2008年1月的再分析值高度、 温度和风的气候平均场, 以及国家气象中心要素库中的2008年1月8日～2月6日08：00～08：00 24 h降水和冻雨实况等实测资料, 对2008年初我国南方的持续冰冻过程的异常成因做了分析。结果表明, 在稳定的高空环流形势下, 来自极地的冷空气和来自南支槽前暖湿气流及东海、 南海的偏东气流交绥于我国大陆东南部, 加之稳定的滇黔静止锋、 华南静止锋和近地面冷高压前东北冷平流, 多因素综合导致了这场罕见持续冰冻天气; 冻雨出现在冷暖空气交界的锋区附近, 偏在能量锋区低值一侧。对流层中低层为西南暖湿气流, 强逆温层是冻雨天气突出的垂直特征, 贵州西部以没有融化层的“单层结构”为主, 贵州中部“单层结构”和“二层结构”均存在; 湖南省西部冻雨垂直结构表现为“单层结构”和“二层结构”, 以“二层结构”居多, 东南部郴州的冻雨垂直结构主要为“三层结构”和“二层结构”。逆温层之下湿度很大, 逆温层之上湿度迅速减小, 干\, 暖空气有利于稳定层结, 抑制低层湿空气向上扩散, 对南方阴雨天气和冻雨天气的维持起了不可忽视的作用。     

冬季中东急流对中国西南地区覆冰形成的影响

采用西南地区 (25°N～35°N, 95°E～110°E) 96个常规气象观测站1961年1月1日～2009年12月31日逐日气象要素资料, 利用同时满足地面日最低气温在-10～1 ℃、 相对湿度大于80%、 日照时数小于等于2个小时这三个条件, 计算1月中国西南地区覆冰日数。利用NCEP/NCAR再分析格点资料, 分析大气环流特征。结果表明: 强覆冰年时欧亚地区500 hPa高度距平场为 “北高南低”、 中高纬地区 “西高东低”、 中低纬地区“西低东高” 的形势, 乌拉尔山高压脊、 里海东部低压槽、 副热带高压均偏强, 有利于冷暖空气在西南地区强烈交汇, 是西南地区形成覆冰的基本条件; 冬季中东急流强, 则有利于西南地区覆冰的形成, 相关最好的区域位于四川—云南—贵州三省交界处、 贵州省大部分地区、 云南省北部与西藏东南部交界处、 陕西省西南部以及川西二郎山附近, 这些均是最易发生严重覆冰的区域; 500 hPa中亚低槽活动, 将中东急流变化与西南地区覆冰强弱紧密的联系了起来; 前期12月北大西洋百慕大群岛附近海表温度的异常偏低是1月中东急流异常偏强的重要影响因素。     

2014年海洋和大气环流异常及对中国气候的影响

本文基于实时、历史观测资料和再分析资料,综合分析2014年海洋和大气环流异常特征,并讨论这些异常特征对中国气候的主要影响。分析表明：2013/2014年冬季,极涡偏向西半球,东亚冬季风和西伯利亚高压均偏弱,导致我国冬季气温总体偏高。受冬季风强度季节内变化影响,前冬暖、后冬冷。2014年赤道中东太平洋形成一次厄尔尼诺事件,4月以来热带印度洋全区一致海温模态正位相维持发展,受暖海温外强迫影响,夏、秋季西太平洋副热带高压强度偏强、位置偏南,主汛期我国东部降水呈“北少南多”型异常分布。2014年南海夏季风爆发异常偏晚,强度偏弱。东亚夏季风强度偏弱,有利于我国东部主汛期雨带偏南,江南梅雨区和长江中下游梅雨区梅雨量偏多,北方大部夏季降水偏少。     

桂林2008年1～2月连续低温雨雪冰冻天气初步分析

通过对2008年1~2月下旬连续低温雨雪冰冻天气过程进行分析总结,分别得到连续低温雨雪冰冻天气过程开始、持续、结束的典型环流形势;归纳了冰冻、冻雨、降雪、化雪天气的温度指标;结合各站探空剖面图资料,得到冻雨与降雪天气的温度垂直结构特征;为建立低温冰冻、降雪天气概念模型提供了参考依据。     

中国低温雨雪冰冻灾害危险性评估与区划

利用1960-2009年全国542个站点的常规气象观测资料,从灾害成因角度筛选评估指标,建立灾害危险性评估的气象指标体系,基于不同强度频率的评估思路构建综合危险性指数,对中国低温雨雪冰冻灾害危险性进行评估和区划.结果表明:(1)中国大部地区属于低危险区,高危险区主要集中于黑龙江—吉林—辽宁东部—内蒙古东部、新疆北部、青海南部—西藏东北部—甘肃南部.南方绝大部分地区均处于极低危险区.(2)南方地区内部相对高危险区主要集中在四川中南部—云南东北部—贵州西部、湖南东部、安徽南部—江西北部、河南北部.(3)高危险区的分布与地形、纬度均有着密切的关系.