贵州省区域性凝冻过程的时空特征分析

基于1961~2019 年贵州省84站逐日雨凇观测资料,确定了贵州省区域性凝冻过程指标,并根据新标准对区域性凝冻过程的时空特征进行了分析。结果表明：1961~2019 年贵州省区域性凝冻过程次数与累积天数均呈减少趋势,在年代际时间尺度上均呈 “偏多—偏少—偏多—偏少”的变化特征,在年际时间尺度上均存在7~8a与3~4a的变化周期。贵州省区域性凝冻过程频发区及中心站点高频区主要集中在中部一线,在东北部和南部部分地区发生频率较低。贵州省区域性凝冻过程可分为中东部型、中部型、中西部型、西部型及全省型共5类,其中以中西部型和全省型为主。     

贵州省两次超强凝冻过程的天气成因对比分析

利用贵州省84个台站常规观测资料、NCEP/NCAR逐日再分析资料以及NOAA逐月海表温度资料,对2008年和2011年贵州省出现的两次超强凝冻过程的降温幅度、影响站次、海温背景、环流场、温度场等进行了对比分析。结果表明:中等强度的东部型拉尼娜事件是两次过程的有利气候背景,东亚地区500 hPa西高东低的距平分布、850 hPa切变线的稳定维持、700 hPa西南急流、温度场上逆温区以及温度垂直剖面图的800~600 hPa之间的融化层均是两次过程的有利的形势条件。而2008年过程对应850 hPa切变线位置更为靠北,且其西南急流范围/强度、逆温区面积/强度、冷平流强度、融化层厚度/持续时间/中心温度均较2011年的明显偏强,这是导致2008年冬季凝冻过程影响更为明显的原因。     

贵州典型凝冻年及无凝冻年的环流特征分析

以贵州 4 7个代表站的凝冻指数 ,按一定标准确定典型凝冻的 57个侯 ,对贵州凝冻天气过程的侯平均环流进行分型 ,并以贵州平均凝冻指数的最大值和最小值为主要依据 ,确定了贵州典型凝冻年 1983年和典型无凝冻年 1986年 ,诊断分析了典型重凝冻年和无凝冻年的 1月 50 0hPa高度场及距平场分布特征 ,结果表明 :典型重凝冻年和无凝冻年差异最显著的地区在西欧沿岸到格陵兰岛 ,为强的负差值区 ,其南部为强的正差值区 ,强度达 +2 0位势什米 ;在亚洲地区为北正南负的差值分布。在西欧沿岸到格陵兰岛 ,1984年 1月为负距平区 ,在东亚呈“北高南低”的环流形势。 1987年 1月为正距平区 ,西欧脊和欧洲槽异常发展 ,冷空气主要侵入欧洲地区 ,东亚呈“北低南高”的环流形势 ,盛行纬向环流 ,东亚沿岸 50°N以南正距平占优势 ,东亚大槽平坦 ,是造成我省 1987年 1月无凝冻的一个主要环流形势     

锦屏县凝冻天气特征分析

从凝冻灾情调查入手,对比分析,掌握气候差异,为做好气象服务提供可靠依据。     

贵州省不同强度区域性凝冻过程环流形势对比分析

利用贵州省84个气象站逐日观测资料以及再分析资料,对4种不同强度区域性凝冻过程进行对比分析。结果表明：500 hPa位势高度场上中高纬度的亚洲东部区域距平场呈现“+-”的分布或有切断低压分布,贝加尔湖至中国华北地区以经向环流为主;850 hPa风场上云南南部以南受偏南风和西南风控制,并且在江南至华南存在西南或西风急流,是4种不同强度凝冻过程中形势场共性特征。500 hPa高度场上中高纬度地区呈两槽一脊或一槽一脊分布;风场上850 hPa东北风回流和700 hPa西南急流形成上暖下冷的形势场,同时850 hPa形成稳定低层切变线;温度场上存在冷-暖-冷的夹心结构,近地面层0 ℃线维持在900 hPa以下,均是较强等级以上的区域性凝冻过程中形势场共性特征。而对于一般性区域性凝冻过程,500 hPa位势高度场上呈多槽脊分布,风场上是否存在东北风回流和低层切变线,温度场上是否存在冷-暖-冷的夹心结构以及近地面层0 ℃线位置等特征均不统一。温度剖面图上,当近地面层0 ℃线位置最低时或出现冷-暖-冷的夹心结构时段与凝冻过程影响范围最广、灾情最重的时间段对应。     

贵州省冬季凝冻的变化规律及趋势预测

采用贵州省４６个长记录站１９５１－１９９４年凝冻资料全省凝冻情况进行分析,并通过基于生函数的逐步回归分析建立多步预测模型,对１９９７－１９９９年冬季凝冻强度指数进行预测。     

区域气候模式对贵州省特重凝冻年温湿特征的模拟分析

本文利用区域气候模式Reg CM4对贵州省2008年初（1月13日~2月14日）的凝冻过程的温湿特征进行了模拟,将模拟结果与NCEP/NCAR再分析资料的对比,发现模式对凝冻过程期间冷空气路径、逆温层和低层流场具有一定的模拟能力,特别是对逆温层垂直结构的模拟较为准确。结果表明,Reg CM模式对贵州区域平均气温的水平和垂直结构分布型都能得到与实况较为一致的模拟结果,水平分布上能刻画出平均气温＂北负南正＂分布,特别是对贵州西北部区域冷空气路径、中心强度、位置和范围都较为准确地模拟出来。垂直结构上能刻画出凝冻过程初期逆温层的形成、维持和消失及后期强冷空气渗透扩散的天气特征,特别是时间结点模拟较为准确。Reg CM模式对贵州区域低空流场的模拟结果与实况较为一致的刻画出了凝冻过程期间来自高纬地区的强冷空气主要从东北路径入侵贵州地区与热带洋面向北输送的暖湿空气在贵州西部汇合这一天气特征,但对贵州西部的南北向温度锋区模拟位置偏东偏北,与实况存在一定的差异,这与西南风模拟值偏大有关。     

2004年冬季贵州省凝冻特征及天气系统分析

利用1961～2004年冬季贵州省84个测站凝冻日数资料,分析了2004年冬季(2004年12月～2005年2月)贵州省凝冻天气的时空分布特征,结果表明2004年冬季在省的中部一线有3个明显的重凝冻中心,主要出现了6次持续凝冻天气过程,其中强度最强、持续时间最长、影响范围最严重的是2004年12月23日到2005年1月2日的凝冻天气过程,6个测站达到特重级凝冻标准;与过去40a相比,省的中部一线较常年同期明显偏重,全省平均凝冻日数也是20世纪90年代以来较重的年份,凝冻集中期全省平均温度是1986年以来最冷的一年.分析这6次凝冻天气过程的天气系统,都是有偏北路径冷空气南下影响贵州,在贵州南部形成静止锋;同时高空有低槽东移影响,并且有冷空气不断补充,静止锋活跃,使凝冻天气得以持续.     

无冷高压的南支低槽引起的雨雪凝冻过程分析

通过利用ＭＩＣＡＰＳ平台提供的党规资料和数值预报资料并结合卫星云图对２０００年１月２０～２１日的一次降温、降水和凝冻过程进行了分析。得知：无冷高压入侵下的单一南支低槽影响并配合低层切变线造成了这次降温、降雪和凝冻天气;同时,在对数值预报产品检验的基础上,也对这次过程预报失误的原因进行了分析和总结。     

基于CloudSat卫星观测的贵州冻雨形成机制分析

利用CloudSat卫星观测资料,从云物理观测和温度垂直结构角度对贵州地区冻雨形成机制进行分析。结果表明,对冰相机制的冻雨,CloudSat卫星的CPR雷达反射率、云冰含量和温度廓线产品能够描述冰相降水粒子在融化层中相变为液态水的"融冰"过程,雷达反射率回波0℃层亮带是该过程的直接反映,云冰含量产品也能够反映融化层对冰相降水粒子的融化作用。对"过冷暖雨"机制的冻雨,CloudSat卫星能够描述降水粒子在整层气温低于0℃的环境中保持过冷水状态下落的过程。研究基于云物理观测证实贵州冻雨存在一种具有融化层的暖雨机制,其大气存在着具有融化层的逆温结构,降水粒子在融化层中为普通液态水,在温度略低于0℃的环境中为过冷水,过冷水下落经过融化层时升温变为普通液态水,再继续下落进入次冻层冷却,最后与低于0℃的地面物体碰并冻结形成冻雨。冻雨形成机制不能通过融化层区分。     

安徽省南部两次冻雨天气过程对比分析

基于逐时气象观测资料和一日4次ERA-Interim再分析资料对2018年1月4一7日(第一次过程)和24—27日(第二次过程)安徽省南部(简称皖南)两次冻雨过程中冻雨分布、时间演变及环流特征进行分析,结果表明:通过自动气象观测仪器的风速突然降为0 m·s~(-1)、风向固定不动,可大致推测出冻雨出现时间,比人工观测到冻雨出现时间早。两次冻雨天气均是在准静止锋天气下出现的,但导致冻雨形成的机制不同。第一次过程为典型的"冰相融化"机制,第二次过程为典型的"过冷暖雨"机制。东亚大陆近地面冷高压使两次冻雨天气中皖南处在东北气流之下,其带来的冷温度平流形成近地面到地面的冷垫,而750 hPa高度附近南支槽槽前暖湿气流带来暖温度平流是融化层或逆温层维持和发展的主要原因。当高空温度层结满足冻雨出现条件时,地面0℃线的位置会直接影响冻雨出现的范围。     

中国冻雨潜在发生指数在数值产品中的推广应用

根据冻雨发生时特定的地面温度、地面湿度及高空温度三个基本特征,定义了中国冻雨潜在发生指数(FRGPI)并进行了初步验证。在此基础上利用欧洲中心ERA-Interim再分析及模式预报产品,结合2013/2014年冬季冻雨发生情况,对中国冻雨潜在发生指数进行了推广应用。结论如下:2014年2月上旬,高空槽、中低层切变线、低空急流及暖湿气流的共同作用,造成了中国南方产生冻雨的适宜的地面温度t、温度露点差D及高空温度层结Er,因此出现大范围冻雨灾害。2月中旬贵州受西南低涡及暖湿气流影响,也产生了适宜的t、D及Er条件,遭受了持续性冻雨灾害。2013/2014年冬季期间,适宜冻雨的温度t集中在冬季寒潮过程中0℃等温线所在地区,温度露点差D集中在西南暖湿气流影响区域,高空温度层结Er集中在中高纬与低纬天气系统交界地带;三部分交叉区域则为冻雨高发地带,且地面温度露点差可能是制约冻雨分布的主要因素。将FRGPI指数与欧洲中心数值预报产品相结合发现,可以提前10 d有效地对冻雨灾害进行预报,对防灾减灾有一定的实用性。     

自动站与人工站观测记录的差异分析

应用石家庄2001年5月～2002年3月城区自动站和2003年1～5月CAWS600自动站的观测资料,分别与同步的常规人工站观测资料对比分析。从它们感应器件和测值原理的不同、观测时间的差异、天气条件的影响等方面,分析了观测记录差异形成的原因。对城区自动站与人工站气温观测记录差值进行统计学分析认为,该测温差值的形成与气象要素有一定关系,以此为据建立了统计学差值订正方程,经统计检验和2003年4～5月的实际检验均效果显著。自动站与常规站观测记录的差值分析表明。自动站虽有许多需要完善的地方,但现用仪器所测数据,其差值基本都在允许范围内或略超出允许范围,能满足日常业务使用。在观测时间的统一性上自动站优于人工站。     

2011年1月贵州冻雨天气成因分析

利用2011年1月NCEP1°×1°6 h再分析资料和贵州省气象局提供的84个地面气象站1970—2011年冬季（12月至次年2月）资料对贵州省2011年1月持续的低温冻雨天气进行了气候统计和诊断分析。此次冻雨天气范围广,强度大,34个站气温达到40年来历史同期最低值。此次过程中的亚欧大陆环流异常的主要表现是乌拉尔山阻塞高压阶段性活跃,在里海槽前西南气流的持续补充下两次崩溃三次重建,在脊前形成深厚低压中心,导致频繁有冷空气南下影响贵州地区。     

贵州省优质烤烟气候区划指标的补充和修正

从贵州省优质烤烟气候区划指标出发,结合威宁县高海拔地区种烟的实际情况,详细分析了贵州省优质烤烟气候区划指标。得出表征热量与作物生长发育的关系,不仅要考虑日平均温度和持天数,还要考虑积温、昼夜温差、地温及叶面温度等。通过分析,对原指标中成熟期平均温度。大田生长期温度、旺长－成熟期天数等指标进行了修正。补充≥１０℃活动积温≥２２００℃,移栽期日平均气温≥１４℃,月平均日较左≥８℃等指标。     

用单站要素资料做短期暴雨客观预报

通过对贺州市1971～2000年4～月逐日14时的温度(T)、水汽压(E)、本站气压(P)、露点温度(Td)等要素资料的研究得出一套较为实用的预报指标,并对2001～2004年进行检验,预报准确率达到40 6%。     

贵州冻雨频发地带分布特征及成因分析

利用贵州省84站48年观测资料及2008年1月12日至2月14日NCEP 1°×1°的再分析资料,采用统计分析和插值处理,揭示了贵州冻雨以27°N为中轴线的频发地带分布特征。为探讨这一现象,寻找了与频发地带分布相似的典型冻雨个例,并从影响冻雨的冷暖气团、温湿特征等方面进行了讨论。分析指出,贵州冻雨频发地带是冷暖气团共同影响,在有准静止锋的背景下产生的;冻雨天气时,低空有逆温存在。在水平方向上,低空逆温分布范围宽广,逆温中心出现在贵州中东部和湖南西部之间,对应着冻雨区域的强中心。在垂直方向上,当存在明显融化层、温度场呈"冷—暖—冷"结构特征时,对应强冻雨天气;无融化层存在,低层冷中心的冷平流很强,仍可出现较强冻雨。逆温减弱时,冻雨的范围减小。通过分析,给出了一类典型冻雨天气的三维结构。