中国典型大雾落区基本概念模型的研究与建立

利用MICAPS气象信息综合分析处理系统的历史气象资料,根据大雾形成的物理机制,对2008-2010年发生在中国典型区域大雾天气个例中主要影响因子进行分析,得出7个有利于区域大雾产生的因子。结果表明：7个因子中,逆温层厚度为20-200 hPa;地面温度露点差多小于1 ℃,前一日多小于3℃;近地面湿空气厚度0.05-0.70 km;逆温层极值点0 ℃线是雾淞产生特征线;地面偏南风风速为2-6 m·s-1;气温为-15.0～20.0 ℃,其中,-5.0～5.0 ℃占比例最大,0 ℃线是大雾发生的特征线;变性或减弱的高气压。7个因子均有12-24 h的超前特征,经过叠加,构成了“大雾落区基本概念模型”。根据模型建立了大雾落区预报业务系统。理论检验表明,区域大雾预报时效可提前到12-24 h,24 h区域大雾预报准确率为87.5 %。     

一种浙江省冻雨落区的推算方法

2008年初浙江省出现全省性的大范围强冻雨天气,在输电线路上形成很厚的覆冰,致使浙江电网遭受巨大的损失。然而,浙江省却仅有三分之一的气象站观测到冻雨,持续时间也很短。本文利用全球再分析资料ERA-Interim结合浙江电网覆冰灾情资料,分析了2008和2013年的两次强冻雨过程。研究表明浙江省强冻雨发生时具备冷暖冷的层结结构,且中间暖层气温0℃,但相比湖南省,浙江省的暖层中心气温稍低,下层冷层厚度略厚,暖层中的液态水进人到下层冷层后易被冻结,落到低海拔地面为冰粒,或者低海拔地面层气温高于0℃,冻雨落到地面为降雨,所以冻雨期间浙江省绝大多数气象站(海拔在200 m以下)观测不到雨凇,观测到的多是冰粒或降雨;而在海拔较高的山区,冷层厚度变薄,液态水被冻结的概率大大降低,而且山区地面气温多低于0℃,有利于冻雨落在山区地面形成雨凇,因此浙江省冻雨多出现在浙中海拔400 m以上和浙南海拔600 m以上的山区。根据浙江省冻雨的特点,采用全球再分析资料进行冻雨落区推算,结果与浙江电网实际的覆冰灾情吻合得较好。本研究利用输电线路覆冰厚度确定冻雨强弱和分布,采用再分析资料推算冻雨落区,为地形起伏度较大的省份开展冻雨研究,进行冻雨监测和预报提供一条新的思路。     

中国南方地区冻雨落区分析及推算

基于改进的层结分析法,对2008-2019年我国出现的5次严重冻雨过程的冻雨落区及冻雨出现的海拔高度进行了推算,并利用全国地面2000多个地面测站的雨凇观测数据及电网覆冰灾情资料进行了验证.改进算法后推算的冻雨落区不仅涵盖了地面观测的雨凇分布区域,还涵盖了无雨凇观测但出现严重冻雨灾情的山区,且推算的冻雨出现海拔高度与实...     

暴雨落区的诊断预报方法

通过对１９９５￣１９９８年６￣８月暴雨过程的样本提取,获得有大雨以上站点的样本记录６３９个,选取能够反映暴雨发生的９个物理量（Ｔ－Ｔｄ、水汽通量散度、锋生函数、假相当位温、涡度、散度、垂直速度、Ｑ矢量涡度、Ｑ矢量散度等）共１６个要素值,用相对独立的方法,分别提取黑龙江省南部和北部６、７、８月暴雨发生时各要素的临界值,从而建立暴雨的诊断预报模型。另外,用该模型对１９９５￣１９９８年６￣８月的降水过程     

中高纬阻塞环流背景下贵州强冻雨特征及概念模型研究

利用NCEP 1°×1°、2.5°×2.5°再分析格点资料以及2000 —2009 年贵州省冻雨个例资料,对该省12 次阻塞环流背景下强冻雨过程的天气学特征进行分析,归纳强冻雨的预报着眼点及概念模型。结果表明: 1) 强冻雨天气与亚洲中高纬度阻塞环流和中低纬度南支锋区密切联系,位势高度场在20 —30 N 之间存在4～5 条等值线,564～568 dagpm 线向南伸展到30 N 以南;2) 700 hPa 上西南急流显著,最大风速达到20 ～24 m·s-1,其作用在于提供暖湿水汽和逆温顶部的增温效应;3) 低空和地面是显著的冷垫,冻雨天气在准静止锋存在的背景下产生,准静止锋又与相对湿度大于70 % 以上的高湿区相联系,而影响贵州的准静止锋云系,处在锋上的具有暖湿云的特点,锋下的具有冷湿云的特点;4) 强冻雨期间,对流层中低空逆温梯度加大,最大可达8～10 ℃以上。     

用概念模型与物理量结合作前汛期大范围暴雨落区预报

在分析了15年45个样本的基础上，用天气、动力、统计学原理相结合的方法，着重分析上下层天气系统相互配置，建立暴雨概念模型和始报场，并计算850hPa假相当位温θse和上游区的水平散度D，得到不同落区不同暖湿舌指数IΩ，综合作出大范围暴雨落区预报。经历史检验以及两年试用，结果令人满意。     

基于micaps系统咸阳地区暴雨落区预报方法

以micaps为核心，利用高空探测资料和T106格点场资料，构造能反映本地天气动力学特征的暴雨预报因子，综合使用卫星云图，T106数值降水预报产品，本地常规资料逐步订正，以人机结合的方式制作暴雨短期预报方法。     

2009年5月山东春季大暴雨落区诊断与中尺度特征分析

利用NECP 1°×1°网格点数据资料以及卫星云图、雷达回波、区域加密自动站资料等,对2009年5月10日山东大暴雨过程进行诊断分析。结果表明:西太平洋高压加强西伸,与西风带系统结合,使中低层切变线稳定少动和降水持续,西太平洋高压外围的西南气流为暴雨区提供了充足的水汽来源;暴雨区出现在水汽通量大值区长轴方向前端、水汽通量辐合区、水汽通量矢量气旋式弯曲拐角处以及强上升速度中心区;低层辐合、高层辐散垂直结构的移动方向为水汽辐合中心的长轴方向,当其长轴前方辐合减弱时,这种垂直结构趋于减弱;地面风速辐合线在鲁西北黄河沿岸的稳定维持对大暴雨落区具有较好的指示意义,中尺度雨团位于风速辐合线西段1个纬距左右,中尺度对流云团与中尺度雨团有较好的对应关系;强回波位于850 hPa切变线东侧,与地面中尺度辐合线、中尺度雨带位置相同,回波移动方向与回波伸展方向一致,形成典型的列车效应,是造成强降水的重要原因之一。     

压能、湿焓场与暴雨落区的诊断分析

通过分析压能场与湿焓场的分布特征，讨论了它们对暴雨发生可能产生的影响，这种影响实质上是由于动力学与热力学的相互作用所造成的，在本文分析的暴雨仆例中，暴雨过程都与等压能线密集带和等湿焓线密集带有一定联系，在暴雨发生前24h一般有强的正湿焓平流，暴雨主要落区一般出现在平流最强的地方，因此，分析压能场与湿焓场可以获取一些新的信息，这对提高暴雨的预报能力可以起到一定的作用。     

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。     

080125南方低温雨雪冰冻天气持续降水的数值模拟

利用WRF模式对2008年1月25—29日中国低温雨雪冰冻天气过程进行模拟。结果表明,雨雪期间长江中下游及以南地区长时间存在着高低空急流的耦合形态,且低空急流不断向雨雪区域输送暖湿水汽,使该地区低层的水汽辐合,促进大范围雨雪发生和维持：强高空辐散的抽吸作用,促进低空辐合、整层上升运动加强以及正涡度的维持．干冷空气从对流层高层倾斜南下加强了对流不稳定能量的积累.本次雨雪冰冻天气过程中存在明显的干侵入,降水区北侧对流层高层高位涡干冷空气沿等相对湿度（RH）线密集带侵入低层,促使雨区低层位涡中心迅速增大,促进强降水发生;本次过程表明位涡和降水有很好的对应关系,这对降水预报有很好的指示意义。由于极涡偏强促使冷空气南下,南方近地面浅薄冷空气使雨水结成冰导致灾害发生。     

华东地区热带气旋暴雨气候特征及其落区预报

作者分析了近十几年来华东热带气旋暴雨的主要特征，并以热力，动力参数相结合，采用合成对比方法，进行诊断分析，然后使用数值产品制作热带气旋暴雨落区的概率预报。     

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。     

一次暴雨空报的诊断分析

实时天气系统的时空分布、多个物理要素、雷达回波特征都表现出24小时内鄂东地区及武汉单站有暴雨天气发生,结果暴雨空报。为了找到暴雨空报原因,对T213数值预报产品中多个物理要素进行诊断分析。首先根据物理量场分析鄂东地区暴雨是否产生;其次根椐物理量值分析武汉单站有否暴雨。结果表明：鄂东及武汉单站多个物理要素场和值不支持有暴雨产生。如：没有能量锋区、湿度锋区和水汽的辐合支持降水天气系统继续发展和加强,鄂东不会产生区域性暴雨。武汉单站涡度平流反映出低层正值高层负值,这种配置没有动力作用。垂直速度表明在汉口上空整层为下沉气流区,产生不了动力不稳定。单站ra和rf值表现出,前者为正值的水汽辐散;后者为小值。K指数不但没有达到K≥35℃以上,而且表现出逐日递减。这几种要素值都不支持单站次级环流的产生,所以,武汉不会发生暴雨。     

2008年初冻雨强度变化以及与逆温层特征之间的关系

利用NCEP/NCAR 2008年1月10日至2月2日的再分析资料和常规地面观测资料分析了造成我国南方低温雨雪冰冻灾害的4次主要冻雨过程的强度变化特征以及在此期间逆温层的时空分布特征,并讨论了两者之间的联系.结果表明,四次冻雨过程第三次最强、第二次过程次之,第一次最弱.同时,无论从区域平均还是从水平分布上看,逆温层强度...     

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。     

近几十年来冻雨时空分布特征分析

利用EC再分析资料和中国台站资料,本文分析了1978-2002年53次低温雨雪冰冻事件中的冻雨过程,确定了冻雨易发区域,并讨论了其强度变化特征.结果表明近几十年来冻雨强度呈现明显下降的趋势,且1990年是其强度变化的突变点.其次,比较了衡量冻雨强度变化的两种常用指标:冻雨发生的站次数及冻雨事件的持续时间,分析显示它们之间存在显著的相关,即两种方法衡量在冻雨强度方面是等效的.最后,通过对53次事件中的温度层结及环流形势进行合成分析和经验正交分解(EOF),揭示了逆温层不但是冻雨发生的必要条件,而且也是冻雨强度发展的调节器.     

低温雨雪冰冻灾害天气与大范围霜冻天气对比分析

利用ECMW F客观分析格点资料对2008年1~2月历史罕见的低温雨雪冰冻天气过程与183例广西大范围霜冻天气过程前一天20时的环流、气象要素作了合成后的对比、统计分析,结果表明:造成两种低温寒害过程的南下冷空气都在相同强度以上,都有一定程度的东亚槽引导。但由于形成条件不同,两种低温寒害过程在500hPa高度场、地面气压场、低层850hPa风场、温度场、湿度场存在较大差异。