2008年1月我国低温雨雪冰冻气象灾害中的水汽输送特征

本文利用NCEP／NCAR逐日再分析资料对2008年初我国低温雨雪冰冻极端气象灾害中的水汽输送特征进行了分析,结果表明：在灾害集中发生的1月份,高原南侧、孟加拉湾北部的偏西风水汽输送和来源于西太平洋副高南侧的偏东风水汽输送为我国南方地区源源不断地输送水汽;和气候平均状态相比,1月份来自孟加拉湾、西太平洋、南海地区的异常偏南风水汽输送尤为强盛;此外还具体分析了4次天气过程的水汽输送、辐合形势以及偏南风水汽输送的扩展特征,发现第3次过程中国东部大陆尤其是华南、江南一带上空的水汽输送最强,来源于南半球的水汽也参与了第3次过程;每1次天气过程的发生发展均对应出现偏南风水汽输送大值区。     

广东2008年低温雨雪冰冻灾害及气象应急响应

2008年初我国南方遭受了百年一遇低温雨雪冰冻灾害,广东的受灾程度属80年一遇,造成了重大经济损失和严重社会影响.分析发现:灾害过程在近年来最严重的一次"拉尼娜"事件背景下发生的,与欧亚地区持续大气环流异常密切相关.在"北脊南槽"和西太平洋副高偏北偏强的形势下,冷暖气流在我国南方地区频繁交汇,使对流层中低层形成逆温层和局地经向环流产生异常,造成了此次持续低温雨雪冰冻过程.面对灾害引发的公共事件,广东省气象部门打破常规、准确预警,启动预案,通过媒体和"公共事件预警信息发布平台",及时传播权威的公共预警信息,为安定民心、稳定社会、减少灾害起到积极作用.灾后反思发现,山区冰灾的监测、灾害的评估、公共信息发布等的能力和规范均亟待加强.     

2008年1月我国大范围低温雨雪 冰冻灾害分析Ⅰ. 气候特征与影响评估

2008年1月,我国南方大部地区遭受历史罕见的低温、雨雪、冰冻灾害,作者对此次天气气候过程进行了分析并与同期历史进行了比较.发现:此次冰冻天气影响范围广、强度大、持续时间长、造成的损失极为严重,全国有20个省(区、市)先后遭受了低温雨雪冰冻灾害,湖南、湖北大部、江西西北部、安徽中南部、贵州中部等地冰冻日数达10～20天;此次冰冻灾害强度大,表现为降温明显、日最高气温异常偏低、降水量显著偏多;持续时问长,长江中下游及贵州连续低温日数和连续冰冻日数均超过1954/1955年冬季,达到历史最大值;冰冻灾害对电力、交通运输、农业及人民群众生活造成严重影响和损失,尤其对我国南方电力运行造成灾难性影响.     

2008年初柳北罕见低温雨雪冰冻灾害分析

利用柳北地区40个加密自动气象站监测资料及三江、融安、融水三县建站以来的气温资料,对2008年初柳北地区的低温雨雪冰冻灾害进行了综合分析,结果表明:此次低温雨雪冰冻天气过程为柳北地区近50 a来最严重的冰冻灾害天气过程,在这次过程中,海拔越高、纬度越高的地带灾害程度越严重,纬度相同的地带又以海拔高的受害严重。     

2008年初南方雨雪冰冻期间降水过程的温湿异常

2008年1月10日—2月2日我国中南部地区发生了严重的低温雨雪冰冻灾害。该文分析此次过程的冷空气活动和水汽输送,比较两者在降水形成中的相对重要性。利用文中定义的两个参量,可以直接比较水汽和温度这两个量在降水中所起的作用,并比较两者作用的相对重要性。结果表明:在低层 (850 hPa及以下),我国中南部地区温度偏低、水汽偏少,但温度偏低对降水偏多的正贡献大于水汽偏少的负贡献,两者的净贡献为正,因此,冷空气活动主导降水。在较高层 (600 hPa及以上),中南部地区水汽偏多、温度偏高,但水汽偏多对降水的正贡献大于温度偏高的负贡献,因此,水汽输送主导降水。在中层 (700 hPa),干冷空气和暖湿空气混合导致,中南部地区水汽偏多、温度偏低,两者均有利于空气饱和,对降水均起正作用;计算结果显示,水汽的贡献略强于温度的贡献。     

2008年初低温、雨雪、冰冻灾害的成因分析

本文对郴州市2008年1月中旬至2月上旬出现的历史罕见雨雪冰冻天气灾害的特点,天气、气候成因和地形作用等方面进行了深入细致剖析.结果表明:中低层的逆温和强盛的西南暖湿气流、冷暖空气在长江中下游地区稳定对峙是产生重度冰雪天气的必要条件,郴州特殊地形增加了冰冻强度和持续时间.这些分析结论对今后开展冰雪天气预报预警业务和科研工作都有重要参考作用.     

2008年1-2月江西低温雨雪冰冻灾害分析评估

受北方较强冷空气和西南暖湿气流共同影响,2008年1月12日-2月2日,江西出现了一次有气象记录以来最严重的持续低温、雨雪、冰冻灾害性天气。对这次灾害性天气的基本气候特征及其影响进行分析评估,有利于为今后抗御类似灾害和其他气象灾害提供参考。为此,从天气气候特点、成灾原因及影响等方面进行分析评估后发现,此次灾害影响范围大,受灾人数多,损失重,1月22—27日大范围冻雨,以及1月28—29日和1月31日～2月2日两场大雪,使危害迅速加剧;灾害影响涉及社会各行各业,其中受灾最为严重的有交通、电力、通信、农业、林业等部门;影响因子以低温、冰冻（道路结冰、电线积冰）、雪压等为主,另外还有雨雪、冰雪融化等;冻雨强度大,低温、雨雪和冰冻天气范围广、持续时间长等,是此次罕见灾害的直接原因;此外,承灾体设计标准太低、应急准备不够充分等是导致灾害损失严重的重要因素。     

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。     

2011年1月黔东南低温雨雪冰冻灾害对农业生产影响分析

利用黔东南州16县市2011年1月气象观测资料,通过与历年同期进行对比分析,得出了黔东南大部地区2011年1月平均气温为1961年以来的最小值,冰冻总日数仅次于2008年,为历年同期第2最多值。并根据黔东南冬种植作物气候适宜性指标,分析了此次冰冻灾害对农业生产的影响,得出以下结论：2011年1月低温雨雪冰冻灾害对大部分地区小麦、油菜、绿肥等的影响相对较小,但对早花早苔的油菜影响大;造成高海拔地区部分莴笋、莲花白、萝卜等蔬菜受灾较为严重,特别是肉质茎或根的莴笋和萝卜;茶叶一般种植在地势高的山坡上,在这次冰冻灾害中,茶叶叶片受损,可能影响首批春茶的上市时间;对特色作物太子参、枇杷、兔眼蓝浆果的影响较小;由于低温期间降雨阶段性明显,因此此次低温雨雪冰冻对黔东南州农业、林业生产造成的损失低于2008年。     

2008年初江西低温雨雪冰冻天气过程成因探讨

利用T213资料以及常规观测资料,对2008年初江西省持续性低温雨雪冰冻天气过程进行了分析。结果表明,乌拉尔山高压脊稳定维持,副高持续偏北、偏强,地面冷空气不断南下,850hPa层气温始终维持在0℃以下,是造成江西2008年低温雨雪冰冻天气的直接原因。副高和乌拉尔山高压的强度均在不断增强,控制范围不断扩大,导致江西出现三种性质截然不同的降水。700hPa层气温的变化与江西降水性质关系密切,气温为0℃以上时,水汽呈液相态,主要为雨或雨夹雪天气;气温为0℃以下时,水汽呈固相态,以降雪天气为主。中层和低层的水汽输送均可产生冻雨和大雪天气,江西1月25-26日冻雨天气的水汽主要来源于低层输送,28日晚-29日大雪天气的水汽来源于中层和低层的输送,31日晚-2月2日大雪天气的水汽则来源于中层的输送。     

2008年低温雨雪天气扰动能量的积累和传播

利用NCEP/NCAR再分析资料,通过波包传播的诊断方法,对2008年1月我国南方地区大范围低温雨雪天气期间波包传播和积累进行了分析与研究.分析表明,中低层500hPa和700hPa高度场的波包传播特征能够较好地反映期间出现的4次低温雨雪天气过程.4次雨雪过程基本上产生于波包扰动能量积累的高值时段或处于低压系统持续稳定阶段,雨雪天气处于波包大值区控制下.波包值的经向和纬向传播特征表明2008年1月我国南方地区持续低温雨雪天气过程,主要受到青藏高原南缘系统异常活跃的影响,南支槽活动频繁有利于来自印度洋和孟加拉湾的暖湿气流沿云贵高原不断向我国输送,继而为我国长江中下游以及其南部地区低温雨雪天气提供了充足的水汽来源.偏北路径的冷空气,副高西南侧偏东气流的扰动能量的传播和积累,在波包传播图上都有一定的反映.该研究对进一步利用波包传播图预报天气过程提供了有意义的一种思路.     

基于GIS和RS的雨雪冰冻灾害分布特征分析

利用HJ-1A卫星数据为主要数据,结合高程、温度和降水量等辅助数据,对柳州市2010年和2012年两次典型的雨雪冰冻灾害的光谱特征和空间分布特征进行分析,结果表明：雨雪冰冻灾害主要出现在海拔900m以上的山区,海拔越高,灾害越严重;降雨与持续低温是灾害出现的条件.     

2008年初四川盆地极端低温雨雪灾害的水汽汇合机制探讨

利用NCEP/NCAR资料研究了2008年1月中下旬四川盆地的极端低温雨雪灾害。结果表明:四川盆地的低温雨雪天气与南来的水汽变化及长江流域的锋生作用有密切关系,在对流层中低层700 hPa上,四川盆地长时间存在稳定的水汽辐合区,水汽辐合的时段基本与盆地冷空气活动时间段一致,这为低温降水的发生提供了水汽条件。另一方面,长江流域长时间存在一个"东西带状"分布的锋生带,这个锋生带的稳定使南来的西南水汽在四川盆地及长江流域以南地区受阻,从而形成了水汽长时间封闭,并引起了中低层的对流不稳定。因此,低层"东西向带状"锋生的长期维持使南来水汽受封闭是产生此次灾害的重要物理机制之一。     

兰州市空中水汽含量和水汽通量变化研究

利用历年的高空和地面资料,深入分析了兰州市空中水汽含量和水汽通量的变化特征。结果表明:(1)夏季空中水汽含量和水汽输送相对较多,冬季相对较少;2~7月是水汽含量的增长期,9~1月是递减期,8月与7月持平;97%的水汽集中在400 hPa以下;(2)兰州市空中水汽变化与降水量、降水日数、气温的变化有明显的一致性,也存在一定的差别;(3)兰州市空中水汽输送强度中心接近500hPa高度;冬季水汽日变化最大层位于700~600 hPa,这与我国东部地区空中水汽输送高度和边界层水汽日变化特征有明显的区别。     

2012年7月21日北京特大暴雨过程的水汽输送特征

利用NCEP再分析资料,根据水汽收支方程计算2012年7月21日北京特大暴雨时期华北东北部暴雨区域的水汽收支情况并分析水汽输送特征。得到以下结论:经向水汽输送在此次暴雨过程中起主要作用,暴雨区内水汽主要来源于中、低层(500 hPa以下)的南边界。暴雨区内水汽的辐合与暴雨发生的时间和空间具有较好一致性,在低层水汽的辐合起主要作用,中高层水汽垂直输送作用更为显著。HYSPLIT后向轨迹模拟得到的结果显示根据水汽源地划分影响此次暴雨过程水汽输送路径主要有:从孟加拉湾、南海地区处于中低层直接北上的西南路径,以及中层以下从我国东部海域(黄海、东海为主)进入内陆之后北折向东北偏北方向运动的L形高湿路径;同时高层沿着西风带西北路径的干空气输送也对此次强降水有重要影响。三者中从东部海域到达暴雨区的水汽贡献率最大,而孟加拉湾、南海的水汽输送对于此次强降水起到了明显的增强作用。     

青海高原夏季降水异常及其水汽输送特征分析

通过对青海高原夏季降水异常及其水汽输送特征的分析表明:(1)青海高原夏季降水的年代际变化总体呈先增后减的抛物线型变化,80年代中期以前没有明显的变化周期,80年代末以后存在较稳定的3年周期,目前正处于一相对多雨时期。(2)青海高原夏季整层水汽通量在50~150kg·m-1·s-1之间,自西界向东界增加,近43年空中水汽收支整体上呈增加趋势。(3)旱年青海高原空中水汽偏少10~40kg·m-1·s-1,水汽通量散度场除北部呈辐合加强外,其余地区均为水汽通量辐散加强区。涝年青海高原水汽输送偏强10~20kg·m-1·s-1,水汽通量散度场表现为整个区域的辐合加强。(4)旱年青海高原空中水汽收支呈“盈余”状态,但比平均状况少2923·3kg·s-1,减幅为21·88%;涝年空中净水汽通量也呈“盈余”状态,但比平均状况多7253·6kg·s-1,增幅达53·99%。     

山东夏季空中水汽分布和水汽输送特征

利用山东省气象站的降水量资料和JRA-55、NCEP/NCAR再分析资料,分析了1962-2016年山东夏季整层大气可降水量、降水转化率、水汽通量及输送路径的分布特征和变化规律,探讨了夏季降水与水汽通量及其散度的相关性和多雨年的水汽来源。结果表明:从常年值来看,山东平均夏季降水量为401.2 mm,大气可降水量为3478.8 mm,降水转化率为11.5%。降水转化率和降水量的时空演变特征更加一致,经向水汽输送和局地水汽通量散度与地面有效降水的关系更加密切,当大气可降水量充沛、外部水汽输送充足并出现局地水汽辐合时,更加有利于山东南部地区降水的发生发展,从而形成夏季降水量和降水转化率气候特征表现出东南地区大于西北地区的空间分布型态。西北太平洋、南海、孟加拉湾和鄂霍茨克海至日本海是造成山东夏季降水异常偏多的重要水汽源地,巴尔喀什湖至贝加尔湖地区是重要的冷空气输送区域;当山东上游盛行偏西风时,自新疆和青藏高原至内蒙古的狭长带出现异常水汽扰动并发展,是由水汽异常引起的水汽通量异常对山东局地降水异常贡献的主要条件。     

滇西北高原机场一次暴雨过程的水汽输送特征分析

利用丽江机场自动观测站资料、NCEP再分析资料,引入HYSPLIT轨迹模式,对丽江机场2019年8月8~9日出现的暴雨过程水汽输送特征进行分析。结果表明,丽江机场此次暴雨天气过程是由孟湾低压和南海台风提供充沛的暖湿水汽,与青藏高压引导南下的冷平流形成不稳定层结,低层辐合、高层辐散和强烈的垂直上升运动是暴雨发生的动力因素。此次暴雨过程水汽输送通道主要有三条,其中两条是由孟湾低压及南海台风带来洋面上的西南水汽输送和东北水汽输送,第三条是来自云南中部的云南本地水汽输送。三支通道中,来自洋面上的两支通道对暴雨的水汽贡献最大,分别为46%和30%,本地通道水汽贡献率最小;在500hPa高度层上,3条通道的水汽贡献率基本相当,600hPa高度层上西南通道和东北通道水汽贡献率均比较大,而700hPa高度层上西南通道水汽贡献率占主导地位。