2012年黑龙江省一次特大暴雪成因分析

2012年11月11—12日黑龙江省出现了一次大范围暴雪天气过程。文章利用常规资料、区域自动气象站、NCEP1o×1o资料对其环境条件进行分析,探讨了天气形势特征以及物理量场与暴雪落区的对应关系。结果表明:500h Pa低涡和地面江淮气旋是此次暴雪天气过程的主要影响系统。在低涡暖湿切变与低空偏东急流出口区左侧出现暴雪。同时强降雪出现在850 h Pa涡度和200 h Pa散度大值区内;强上升运动大值区的位置及移动与暴雪过程的时空演变基本一致。低空西南急流和东南风急流使得暖湿气流被源源不断地输送到黑龙江省,并得以聚集,从而为降雪增强提供了有利条件。     

山东省极端降雪天气事件特征分析

应用常规地面和高空观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料以及山东省122个国家自动站日降水量和小时降水量资料,从日积雪深度和过程总降水量两个角度分别定义第一和第二类极端降雪事件,并进一步对其基本特征进行分析总结。结论如下:(1)山东省极端降雪事件发生在江淮气旋和回流天气形势下,出现在11月(初冬)和2月(早春)的可能性最大,江淮气旋类多出现在2月,回流类多出现在11月。(2)极端降雪事件中鲁东南、鲁西北西部和鲁中北部地区降雪量大且出现极端降雪次数多。江淮气旋类极端降雪过程降水量大值中心出现在鲁东南、鲁中北部和半岛地区,而回流类过程降水量呈现出"南多北少"的分布特征。(3)相比较于江淮气旋类降雪过程,回流类极端降雪过程出现的单站最大降水量更大,且大雨以上量级降水范围更广。通常极端降雪过程中,降水量最大为50.0~59.9 mm,多数站点过程降水量为10.0~29.9 mm。(4)不同天气系统影响下的两类极端降雪过程地面气旋初生时中心气压值、冷高压中心强度和位置、低空急流的厚度和强度等特征有所不同。(5)回流类极端降雪过程,水汽辐合层次深厚,700 h Pa与850 h Pa均有明显的水汽辐合,江淮气旋类极端降雪过程中水汽辐合层次较低,主要位于850 h Pa附近。对于过程降水量超过50.0 mm的极端降雪事件,700 h Pa和850 h Pa比湿均达到并超过5 g·kg~(-1)。(6)回流类极端降雪过程伴有不同范围寒潮。     

2021年11月6—9日辽宁省极端暴雪过程诊断分析

选用常规气象观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2021年11月6—9日辽宁省极端暴雪过程进行天气形势和物理量诊断分析。结果表明：此次极端暴雪过程主要受东北冷涡和强气旋共同影响,最大降雪量为80.8 mm,有20个站最大积雪深度超过30 cm。导致极端暴雪的主要原因是持续时间较长的强水汽输送和水汽辐合,最大值分别为18 g·hPa^-1·s^-1·cm^-1和-7×10^-5 g·hPa^-1·cm^-2·s^-1;异常偏强的低层辐合、高层辐散产生的强上升运动,中心值达到-3.0 Pa·s^-1,对极端性暴雪预报有指示作用。斜压强迫和850 hPa强烈的水平锋生是此次极端降雪发生发展的重要机制。湿位涡MPV1>0且MPV2<0的配置表明,气旋性涡度及对称不稳定性的增大为暴雪过程的发生提供了有利条件。     

东北地区一次暴雨过程的落区分析

利用常规高空、地面观测资料和美国NCEP1°×1°的6 h再分析资料对2008年7月5日08时至6日08时发生在东北地区的暴雨过程进行诊断分析。结果表明：此次暴雨过程是蒙古高空槽和华北气旋共同作用下产生的,副热带高压西伸北抬后与东北高压脊叠加形成高压坝,水汽沿高压外围即渤海西岸向东北移动,华北气旋入渤海加强北上,是造成东北地区西部强降水的主要天气形势。风速大于等于16 m/s的低空西南急流的建立为暴雨的发生提供了动力和水汽条件。暴雨到大暴雨过程强降水中心的落区与比湿场的大值区、垂直速度场和涡度场的高值区有较好的对应关系。     

东北地区一次暴雨过程落区研究

利用中国常规高空、地面观测资料和美国NCEP 1°×1°的6 h再分析资料对2008年7月5日08时至6日08时发生在中国东北地区的暴雨过程进行诊断分析。结果表明:此次暴雨过程是蒙古高空槽和华北气旋共同作用下产生的,副热带高压西伸北抬后与东北高压脊叠加形成高压坝,水汽沿高压外围即渤海西岸向东北移动,华北气旋入渤海加强北上,是造成东北地区西部强降水的主要天气形势。风速大于等于16 m/s的低空西南急流的建立为暴雨的发生提供了动力和水汽条件。暴雨到大暴雨过程强降水中心的落区与比湿场的大值区、垂直速度场和涡度场的高值区有较好的对应关系。     

大范围持续暴雪过程中多种影响系统的对比分析

持续48 h的大范围雨转暴雪天气先后影响了陕西、山西、河北、北京、天津、辽宁等地,华北地区降雪量15—30 mm。此次过程中地面影响系统复杂,有华北锢囚锋、江淮气旋、北路冷锋。利用准地转理论、凝结函数法、垂直剖面分析和常规观测资料、GFS 0.5°×0.5°再分析资料等,对比分析了华北锢囚锋和江淮气旋在降雪量和降水效率、水汽和动力条件、垂直结构等方面的特征和差异,并描述了多种地面影响系统的演变和相互作用。结果表明:（1）在降雪量和效率上,华北锢囚锋降雪量小于江淮气旋,华北锢囚锋主要影响华北西部,降雪持续24 h,江淮气旋主要影响华北中东部,降雪持续30 h;降水前半段华北锢囚锋降水效率为0.76,江淮气旋为0.58,降水后半段两者均为1.5。（2）在水汽条件上,华北锢囚锋明显弱于江淮气旋,华北锢囚锋水汽通道在700 hPa上,来自西南地区,而江淮气旋在700和850 hPa上,来自西南地区和东海;华北锢囚锋水汽含量中心和水汽辐合中心主要集中在近地面层锢囚锋附近,而江淮气旋在800—600 hPa气旋北侧偏南气流里。（3）在动力条件上,华北锢囚锋明显弱于江淮气旋,华北锢囚锋南段涡度平流垂直微差项起主要作用,北段温度平流拉普拉斯项起主要作用,江淮气旋温度平流的拉普拉斯项和涡度平流的垂直微差项均起到重要作用。（4）在垂直结构上,江淮气旋锢囚时为冷式锢囚,并有北路冷锋楔入其暖锋下面,强度明显强于华北锢囚锋。（5）在演变和相互作用上,江淮气旋的北上减弱了华北锢囚锋;北路冷锋对随江淮气旋北上的暖湿气流起到“冷垫”抬升作用。      

2010年3月14日华北强降雪的模拟和特征分析

主要对2010年3月14日华北强降雪进行了模拟、诊断和特征分析.此次华北降雪在中、低层主要受西风槽、低涡及切变线影响,蒙古气旋东移加强、地面倒槽发展及东风回流建立构成了有利地面天气形势,西北涡、强势的西南暖湿气流及稳定的环渤海高压对此次强降雪至关重要.垂直速度、散度、涡度、螺旋度的分布和演变反映出在此次降雪过程中,强降雪区出现了很强的辐合上升运动,降雪区上空螺旋度呈“下负上正”的垂直结构,螺旋度大值区对应强降雪中心;而锋生条件为降雪的形成和维持提供了一定的能量;相对湿度和水汽通量散度的分布说明强降雪区整层湿度较大,且水汽供应充足.     

2013年7月辽宁省降水异常物理机制研究

利用MICAPS常规资料和NCEP再分析资料,对2013年7月辽宁省降水异常物理机制进行了研究。结果表明:2013年7月辽宁省降水偏多发生在异常环流背景下,乌拉尔山高压脊和贝加尔湖低压槽强度大于常年,冷空气偏强且路径偏南;东亚40°—50°N处在纬向强锋区中,有利于气旋生成发展;副热带高压脊线比常年偏北2个纬度,西北侧暖湿气流活跃。7月中高纬地区有3次明显冷空气向南侵入至40°N,与中低纬北上至40°N及以北的暖湿气流交绥形成暴雨,影响系统分别为华北气旋、蒙古气旋冷锋和副热带高压西侧辐合线,不同影响系统暴雨过程的物理机制存在差异。3次暴雨过程中,华北气旋暴雨水汽供应最充沛,水汽源地不仅有西太平洋、南海、东海和黄海,还有孟加拉湾;暴雨区水汽主要由副热带高压外围西南或偏南气流向北输送,东海北部和黄海是水汽汇合及输送量最大的区域。高空急流受贝加尔湖低槽强度影响,不同影响系统高空急流演变和强度不同,低空急流分布与强度及高空辐散区、低空辐合区相对高、低空急流轴分布的位置也不同;高、低空急流耦合发展及高空辐散区、低空辐合区叠置产生的强垂直上升运动造成了水汽强烈辐合,其中华北气旋暴雨水汽辐合最强,水汽辐合层顶达850hPa,蒙古气旋冷锋和副热带高压西侧辐合线暴雨水汽辐合顶在900hPa附近及以下。热力分析表明,3次暴雨过程环境大气中层均有干冷空气侵入,增加了降水对流的不稳定性。     

辽宁省特大暴风雪(雨)极端天气个例诊断分析

利用常规观测资料、T213物理量产品,结合分析FY-2C水汽图像,对2007年3月3～5日辽宁省特大暴风雪（雨）极端天气事件的环流背景、影响系统及成因进行了诊断分析。结果表明：①这次极端天气事件发生在前期北半球环流呈现高指数特征,全国大部分地区异常偏暖的背景下,暴雪（雨）伴随大风和剧烈降温天气;②江淮气旋是主要影响系统;高层正涡度平流及低层暖平流的共同作用是江淮气旋生成和发展的主要原因;③低层辐合和高层辐散配置导致的强垂直上升运动是暴雪（雨）形成的动力机制;④江淮气旋生成在高层副热带西风急流和极锋急流之间,在从副热带急流出口区北侧移向极锋急流入口区南侧,低空西南风急流左侧移向左前方过程中强烈发展;⑤干侵入是气旋进一步发展的重要特征;⑥低空西南风和东南风急流向暴雪（雨）区提供了丰沛的水汽,暴雪（雨）发生在850hPaθsc暖湿舌里,降水性质与850hPa温度有直接关系;⑦剧烈降温发生在长波槽发展东移引导极地冷空气南下,地面形成强冷高压形势下,强烈发展的气旋以及与强冷高压之间的强气压梯度造成强风天气。     

“2009.2”沈阳暴雪天气诊断与预报误差分析

针对2009年2月12—13日沈阳暴雪过程,运用Micaps资料和自动站资料,分析了大尺度天气形势及相关物理量场。结果表明：500 hPa南北两支槽在辽宁的叠加和地面蒙古气旋及江淮气旋的合并是此次暴雪过程的主要成因。强降雪出现在850 hPa涡度和200 hPa散度大值区内,对流层中低层辐合、高层辐散为强降雪提供了有利的动力条件;低空急流为暴雪区水汽来源,亦为对流不稳定能量释放的触发源,暴雪区还具备上干冷下暖湿的热力不稳定条件;降水性质的转换与850 hPa的温度、温度平流和地面气温有直接联系;暴雪过程无论从量级,还是降水起止、雨转雪时间均预报得较为准确,但对降雪量和积雪深度估计不足。     

新疆克州地区强降雪天气气候特征及预报

利用新疆克州地区近45a（1960--2004年）冬春季逐日降水资料,统计分析了克州地区强降雪的时空分布特征;利用NCEP逐日再分析资料对产生强降雪的天气形势、环流特征、物理量场进行归纳总结,将500hPa环流分为中亚低压（涡）槽类、喀布尔低涡（槽）、巴湖低压槽和里咸海低压（涡）槽类,认为高空300hPa的西风急流和低空850hPa偏东急流的密切配合是强降雪天气发生的主要条件。在研究基础上建立克州地区强降雪天气过程预报的概念模型。     

2010年3月14日华北强降雪的模拟和特征分析

本文主要对2010年3月14日华北强降雪进行了模拟、诊断和特征分析。此次华北降雪在中、低层主要受西风槽、低涡及切变线影响,蒙古气旋东移加强、地面倒槽发展及东风廽流建立构成了有利地面天气形势,西北涡、强势的西南暖湿气流及稳定的环渤海高压对此次强降雪至关重要。垂直速度、散度、涡度、螺旋度的分布和演变反映出在此次降雪过程中,强降雪区出现了很强的辐合上升运动,降雪区上空螺旋度呈“下负上正”的垂直结构,螺旋度大值区对应强降雪中心;而锋生条件为降雪的形成和维持提供了一定的能量;相对湿度和水汽通量散度的分布说明强降雪区整层湿度较大,且水汽供应充足。     

1999—2018年锦州地区大雾气候特征及成因分析

应用常规气象观测资料、能见度仪观测资料,分析1999—2018年锦州地区大雾气候特征及成因。结果表明：锦州地区雾日年总频次多年平均为33次,存在12 a、6 a和3 a的变化周期。锦州地区典型大雾过程主要分为弱低压槽型、雨后弱高压型。大雾存在日变化。雾前T-T_d为4—14℃,风速为4 m·s^-1以下,偏南风占50%,偏北风占38%,静风占12%;雾发展阶段T-T_d为0—4℃,平均风速为2.2 m·s^-1,偏南风占58%,偏北风占42%;浓雾阶段T-T_d为0—2℃,平均风速为1.9 m·s^-1,偏南风占58%,偏北风占42%;雾减弱到消散阶段T-T_d逐渐升高,平均风速为3.3 m·s^-1,偏北风占58%。大雾期间,均出现逆温和湿层。     

一次历史罕见的雨转暴雪天气过程分析

受强冷空气和低空切变共同影响,2009年2月12日17时至13日08时,集安市出现了历史同期最强的冬季大到暴雨天气,其它市县出现了历史同期最强的雨转暴雪天气过程,本文以常规气象资料及数值预报资料为基础,从大尺度环流特征、影响天气系统、雨转暴雪的前期气温分析、温度场结构特征、各气压层大气温度结构特征,动力条件及高低空急流配置、水汽条件、卫星云图等方面对此次天气过程进行分析。结果表明：本次强降水是产生在欧亚中高纬度呈-槽-脊经向环流形势下,500hPa北涡南槽、地面江淮气旋、850hPa切变线是主要影响天气系统：地面江淮气旋东移加强北上对雨转暴雪天气的形成和维持起到重要作用,2月12日最高气温上升到6～8℃,如此高温为通化地区降水积累了强大动力和能量来源,也是本次降水开始是雨原因。降水开始时我省的东南部受暖锋控制,降水以雨的性质为主,随着冷锋东移南下,我区自北到向南依次转为降雪。高低空急流的动力耦合作用、低空的西南急流水汽输送带从孟加拉湾、南海、东海、黄海带来异常充沛的水汽和强烈的辐合所产生的垂直上升运动是本次强降水的重要原因;低层北方冷空气与南方暖湿气流交汇使低层形成强锋区,为雨转暴雪的产生提供了动力。     

2020年11月18—19日通辽市大暴雪成因分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料、多普勒雷达资料等多源观测资料,对通辽市2020年11月18—19日大暴雪过程进行成因分析。结果表明：高空低槽产生的高空强辐散与地面倒槽增强的辐合相互作用以及高、低层系统的适宜配置是产生此次大暴雪的有利环流形势。中层低涡的形成和加强以及低空强暖湿急流的适宜配置也是强降雪产生的一个有利因素。发展强盛的气旋东移过程中入海卷入大量水汽再北上,海上丰沛水汽沿着强低空急流输送,提供了丰沛的水汽。低层850 hPa以下有冷平流,中层西南暖湿气流在低层冷垫上爬坡,不稳定能量释放,是强降雪产生的动力作用。雨或雨夹雪期间出现明显的“零度层亮带”,雨夹雪转为雪后“零度层亮带”消失。     

北上低涡引发辽宁历史罕见暴雪天气过程的分析

2007年3月3～5日, 辽宁大部分地区普降大到暴雪。本文对此次暴雪过程及其成因进行了初步分析, 通过对各种资料, 包括营口多普勒雷达资料的分析, 认为500 hPa南北支槽合并带来的强冷暖空气交汇及北上低涡的发展是产生暴雪天气的主要背景; 地面气旋北上带来的南来倒槽是产生暴雪的天气特征; 低空急流输送水汽和低层上升运动是增强降雪强度的有利条件, 这一分析结果对预报暴雪天气具有指示意义。     

山西一次低空偏东风暴雪天气结构特征分析

应用常规地面、探空观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2011年11月28-29日山西低空偏东风暴雪天气结构特征进行了探讨。结果表明:(1)这次低空偏东风暴雪是由高空西风槽、低空切变线、地面回流和倒槽共同影响造成。降雪前约18 h,山西925~850 hPa上空出现东北风;降雪前约12 h,山西中南部地面出现较强东北风,强降雪期间地面东北风强劲;降水开始前,低空东北风是干冷性质,降水开始后低空东北风是湿冷垫。(2)暴雪的水汽来源主要是源于西太平洋的偏东风水汽输送在北部湾附近转向的西南水汽与南支槽前的西南气流在西南地区汇合北上,再与西风槽前西南水汽结合;强降雪出现在700 hPa水汽通量中心西北侧等值线密集区且风向气旋性辐合的偏南气流区域。(3)强降雪伴随山西上空深厚湿层、500 hPa以下明显水汽辐合,以及800 hPa以上对流层中强上升气流,而上升区下是明显的下沉气流,这是由低空偏东风的契入产生的。(4)强降雪期间300 hPa西风急流不断东移南压,山西位于其入口区右侧,出现强辐散,有利于地面河套倒槽发展、维持,以及垂直上升运动的增强。     

江苏不同量级降雪过程的对比分析和预报指标研究

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,通过对2008-2018年共11年间发生在江苏省的区域性中雪、区域性大雪、区域性暴雪天气过程的对比分析,发现影响江苏区域性降雪的主要天气系统是500 hPa西风槽、700 hPa西南急流和地面冷空气。决定降雪量级的因素主要是700 hPa西南急流强度和范围,降雪区上空水汽输送强度、水汽辐合强度、水汽辐合厚度也与降雪量级有一定的正相关关系。暴雪时700 hPa水汽通量≥14 g·cm^-1·hPa^-1·s^-1,且水汽来源更为丰富,均来自于孟加拉湾和南海;大雪和中雪时,700 hPa水汽通量分别≥12 g·cm^-1·hPa^-1·s^-1和10 g·cm^-1·hPa^-1·s^-1。暴雪期间,水汽辐合区内水汽通量散度都≤^-1×10^-7g·s^-1·hPa^-1·cm^-2,水汽辐合厚度达200~400 hPa,明显强于大雪和中雪。有利于江苏发生区域降雪过程的温度垂直分布条件为:地面≤2℃、t₉₂₅≤-1℃、t₈₅₀≤-2℃、t₇₀₀≤-1℃、t₅₀₀≤-14℃。随着降雪量级的增大,中低层温度阈值呈降低趋势。中低层逆温是产生区域性大雪及暴雪的必要条件,而中雪发生时不一定都有逆温层结,只要近地层温度条件合适,就能产生降雪。随着降雪量级的增大,逆温层强度明显增强、厚度明显增厚。暴雪、大雪和中雪时逆温强度阈值分别为3~8℃、2~8℃和1~3℃,其逆温层厚度分别为150~200 hPa、100~200 hPa和50~100 hPa。降雪过程中上升运动强中心位于600400 hPa。暴雪时,上升运动区相对大雪和中雪时的更为深厚,基本整层都为上升运动区,垂直运动发展旺盛。暴雪和大雪时上升运动中心值均≤-0.7 Pa·s^-1,中雪时中心值≤-0.3 Pa·s^-1。     

渤海西岸降雪过程中偏东风在250 m塔层内的特征分析

利用天津铁塔观测资料、加密自动站和常规观测资料,针对4次渤海西岸典型降雪过程,分析了偏东风在降雪发生前后的演变特征。结果表明：4次降雪过程均属于回流降雪,其水汽来源与西南气流的水汽输送和近地面层的东风水汽输送有关;地面东风出现在降雪开始之前8 h以上,风速一般在2 m·s^-1左右,220 m高度可达12 m·s^-1左右。从造成东风的系统看,由南部北上的低压系统造成的东风或东南风湿度比较大,而由东北南下的冷高压造成的东风或东北风都比较干。出现最大降雪的时段,塔层的东风显著加大,而地面的风速变化不明显。     

不同触发条件下吉林省一次极端暴雪大风天气过程诊断分析

利用常规气象观测资料、区域自动气象站降水观测资料和NCEP(National Centers for Environmental Prediction)的1°×1°逐6 h再分析资料,对2015年2月21—22日吉林省一次极端暴雪大风天气过程进行诊断分析。结果表明:高空冷涡配合地面蒙古气旋东移发展为形成暴雪的重要因素,850 hPa温压场反位相叠加符合吉林省典型大风天气的形势。此次降雪过程可以分为暖区和冷区降雪两个阶段,第一个阶段降雪由低空南风急流触发,来源于渤海和黄海的水汽异常丰沛,动力条件相对较弱;第二个阶段降雪水汽条件弱于第一个阶段,水汽主要来源于低涡北部的偏东风急流和偏北风急流,汇集日本海的水汽集中向西输送,但动力条件强于第一个阶段降雪,强降雪期间伴随明显的干侵入及锋生过程,冷空气作用显著。强降雪发生时,回波强度一般为15—25 dBz,且回波高度≤4 km,同时冷区降雪强度还与切变线的加强和冷空气的入侵密切相关。