贵阳降雪和凝冻天气的大气层结特征

根据历年气候及探空资料,分析贵阳降雪和凝冻天气的大气层结特征,结果表明:出现凝冻天气时大气中多有逆温层存在,地面气温多在0℃以下,中高层风速较降雪时大;降雪天气时中高层气温较凝冻天气要低,地面气温多在-3~3℃之间;2种天气的大气在垂直方向上均处于比较稳定的状态。     

气象科普小知识

1、凝冻灾害及防御措施气象上将强冷空气的入侵造成局部地区或大范围地区气温剧烈下降的天气过程,称为寒潮,在受寒潮入侵影响出现降雪、霜冻、冻雨等低温阴雨天气时,常常在电线、树枝、地面上形成坚固的冰层(俗称“凝冻”或“桐油凝”),由于降雪常与雨淞同时发生,所以在贵州通常称为“雪凝”天气。     

气象科普小知识

正1、凝冻灾害及防御措施气象上将强冷空气的入侵造成局部地区或大范围地区气温剧烈下降的天气过程,称为寒潮,在受寒潮入侵影响出现降雪、霜冻、冻雨等低温阴雨天气时,常常在电线、树枝、地面上形成坚固的冰层(俗称"凝冻"或"桐油凝"),由于降雪常与雨凇同时发生,所以在贵州通常称为"雪凝"天气。如何应对凝冻灾害:(1)室外温度低,注意防寒保暖。(2)老、弱、病、幼者留在家中,减少外出。     

贵州近44a降雪天气形势及物理量诊断分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和观测资料,对1962-2005年贵州出现的九次大范围持续时间较长的降雪天气过程的大气环流场、水汽和动力诊断进行分析,并与2008年1月28日降雪天气特征进行匹配验证.结果表明:北脊南槽型、横槽南支型、平直多波动型和高空急流型是造成贵州降雪的主要环流特征;冷空气南下及蒙新高地冷高压和滇黔准静止锋的维持是降雪天气发生的地面重要因素;南支波动是造成强降雪的基础条件;700 hPa西南暖湿气流引导孟加拉湾水汽向西南地区输送,为贵州降雪提供了必要条件;强烈的上升运动为降雪提供足够的动力条件;28日降雪天气特征与历史降雪特征高精确的匹配一致.     

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     

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。     

亚洲季风降水的多模式模拟结果分析

利用参加政府间气候变化委员会(IPCC)第四次评估报告(AR4)的多个大气模式(包括中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室新发展的全球格点大气模式GAMIL)的AMIP-II(大气模式比较计划-II)积分的集合平均结果(MMEA),研究了当前大气模式对亚洲季风降水的平均模拟能力,同时也评估了GAMIL的模拟水平。对多年平均冬夏季降水的模拟研究发现:MMEA和GAMIL对冬季降水的模拟好于夏季。与以往的结果相比,MMEA对夏季印度洋和西太平洋地区降水的模拟改进不明显;部分模式能够模拟出夏季东亚副热带地区从中国东海到中太平洋的带状梅雨降水,但大部分模式的模拟强度还不够。可以看出GAMIL除了冬季印度洋和夏季菲律宾模拟的降水稍弱外,与MMEA的结果很接近。降水场的误差与环流场的误差对应。此外,作者还研究了降水的年际变化和季风爆发撤退过程的模拟能力。MMEA与观测在印度季风区降水的相关系数不如在东亚热带和东亚副热带季风区的好。各模式冬季的相关系数一般好于夏季,特别是东亚热带季风区冬季的相关系数普遍较高,而印度季风区夏季的相关系数普遍较低。MMEA对标准差的模拟并不总比单个模式的好。各个模式对东亚热带季风区冬季的降水距平同号率和降水距平百分率模拟得最好。季风爆发、撤退时降水推移的模拟也还有待于进一步提高。     

海表温度异常影响东亚夏季风年代际变化的数值模拟

采用1950-2000年逐月观测的不同海域(全球、热带外、热带、热带印度洋-太平洋、热带印度洋及热带太平洋)海表温度分别驱动NCAR CAM3全球大气环流模式,进行了多组长时间积分试验,对比ERA-40和NCEP/NCAR再分析资料,讨论了这些海域海表温度异常对东亚夏季风年代际变化的影响。数值试验结果表明:全球、热带、热带印度洋-太平洋和热带太平洋海表温度变化对东亚夏季风的年代际变化具有重要作用,均模拟出了东亚夏季风在20世纪70年代中后期发生的年代际减弱现象,以及强、弱夏季风年代夏季大气环流异常分布的显著不同,这与观测结果较一致,表明热带太平洋是影响东亚夏季风此次年代际变化的关键海区;利用热带印度洋海表温度驱动模式模拟出的东亚夏季风在20世纪70年代中后期发生年代际增强现象,即当热带印度洋海表温度年代际偏暖(冷)时,东亚夏季风年代际增强(减弱),与热带太平洋海表温度变化对东亚夏季风年代际变化的影响相反;热带太平洋海表温度年代际背景的变化对东亚夏季风在20世纪70年代中后期的年代际减弱有重要作用。     

夏季东亚环流年际和年代际变化对登陆中国台风的影响

利用NCEP/NCAR再分析资料,探讨夏季东亚大气环流、大气视热源和视水汽汇的年际及年代际变化与登陆中国台风频数的关系.研究表明:夏季200 hPa风场上南亚高压中心位置偏北(南)其形态表现向东北(东南)伸展,西太平洋热带地区上空(200 hPa)的东风急流加强(减弱),中层(500 hPa)西太平洋副热带高压脊线位置偏北(南),低层(850 hPa)东亚夏季风环流偏强(弱),登陆中国台风数偏多(少).夏季东亚-西太平洋热带大气视热源和视水汽汇为正(负)距平, 即东亚热带大气出现辐射加热(冷却)和变湿(变干),登陆中国台风数偏多(少).20世纪50～60年代登陆中国台风频数处于年代际变化相对偏少期,70～90年代中期登陆中国台风频数处于年代际变化相对偏多期.夏季登陆中国台风频数的年代际变化与西太平洋热带大气视热源、视水汽汇及西太平洋热带海温的年代际变化一致,西太平洋热带大气视热源、视水汽汇及西太平洋热带海温处在年代际变化的低(高)值阶段时,夏季登陆中国台风频数也处在年代际变化的偏少(多)期.     

东亚与南亚雨季对流和层云降水云内的温湿结构特征分析

为认知降水云内的大气温湿结构特点,本文利用1998至2012年热带测雨卫星的测雨雷达(TRMM PR)和全球探空数据集(IGRA)的探测结果,融合计算获得了一套大气温湿廓线和降水廓线的准时空同步资料,并利用该融合资料研究了雨季东亚和南亚降水云内的温湿结构和不稳定能量特点。个例研究结果表明深厚对流降水表现出整层大气湿润、高空风速小的特点,层云降水则表现出850 hPa以下大气湿润、水汽随高度升高显著减少、高空风速大的特点。统计结果表明东亚季风区降水强度更大,对流和层云降水的回波顶高度分别可达17 km和12 km;南亚季风区降水强度较弱,回波顶高度比东亚约低1 km;统计结果还表明南亚季风区对流活动受季风推进的影响显著。两个季风区降水云团内的温度结构差异主要出现在近地面,南亚的近地面温度比东亚约高4℃,南亚对流降水云内的大气较东亚更干燥;整个雨季南亚降水的对流有效位能(CAPE)要大于东亚。本研究结果为模式模拟降水云温湿结构提供了观测依据。     

非对流云的观测事实及其对大气环流模式设计的意义

通过非对流云的气候资料分析和个例分析表明：(1)非对流云有季节变化,也随海陆分布的不同而变化,还与大气三圈环流及季风等密切相关。由于它们的相关性,在大气环流模式(GCM)中对非对流云的模拟必须与提高模式其他部分的模拟能力相辅相成。(2)产生于中高纬度大范围上升气流的非对流云,由赤道辐合带积云对流所致的高空赤道地区的卷云与卷层云和形成于副热带冷海水上空的层云与层积云是新一代大气环模式显式预报的3类主要非对流云。这3类非对流云均是大尺度的,GCM的网格能显示分辨,但在垂直方向如何提高GCM的分辨率问题仍是一个有待研究的问题。(3)在GCM中如何模拟冷海水上空的层云和赤道ITCZ所对应的大范围卷云和卷层云是十分困难和必要的。(4)通过对东亚及西太平洋区域非对流云系的个例分析,可以认为在新一代大气环流模式中,应显式预报行星大槽及赤道辐合带所对应的非对流云系。在模拟这些非对流云系时,应考虑它们的生消过程、平流过程与辐射过程。由于一段时间内大气环流模式尚难以分辨锋面与α中尺度的气旋,因此有必要在GCM中参数化这些系统,或采用更小的网格距。至于对非对流云所对应的降水参数化问题的研究,需要进一步的观测为基础。     

ENSO暖冷事件下东亚冬季风的区域气候模拟

选取强El Ni(~n)o年(1997/1998年)和强La Nina年(1998/1999年)作为个例,利用中国国家气候中心水平分辨率为60 km的区域气候模式(RegCM-NCC)对东亚冬季风进行了数值模拟,结果表明:模式不仅从500 hPa东亚大槽、副热带高压、地面蒙古冷高压和850 hPa东亚风场等方面,模拟出两年冬季风系统的不同特征,而且也模拟出与ENSO事件密切联系的大气低层环流的明显差别,表明区域气候模式对ENSO暖、冷事件下东亚冬季风的差异有较好的模拟能力。数值模拟也能够再现中国南海、菲律宾群岛以东的西太平洋和孟加拉湾3个主要的冷涌区,以及在两年不同海温和环流背景下冷涌发生的频数变化。分析还表明,模拟结果能较好地反映两年冬季中国气温的空间分布特征,模拟出的冷空气过程、最冷时段出现时间与实际基本相符,模拟的主要降水带位置也与实况接近,特别是能够较好地模拟出中国南方地区1997/1998(1998/1999)年冬季异常多(少)的降水量。虽然数值模式的总体性能是较为满意的,但也发现在形势场的模拟中存在1998/1999年冬季东亚大槽模拟偏深和东亚沿海海平面气压梯度偏大等不足,需进一步加强对模式物理过程的研究。     

中国西南贵州地区冬季凝冻日数的气候特征及其异常成因

利用贵州84个国家气象观测站逐日观测资料,NCEP/NCAR月平均再分析资料以及英国Hadley中心全球逐月海温（HadISST）资料,对中国西南贵州地区冬季凝冻日数的气候特征及其异常成因进行了研究。结果表明：贵州地区有69个站点（占比85.2%）的单次凝冻过程最长连续日数和63个站点（占比77.8%）的冬季凝冻总日数极值出现在1976年、 1983年和2007年,其中以威宁的66 d(1976年)和39 d(2007年)为最多;贵州地区冬季凝冻日数的主模态（方差65.04%）呈全区一致型分布,大值中心位于贵州中部;在贵州地区冬季凝冻日数异常偏多年,欧亚中高纬地区的乌拉尔山阻塞高压和东亚大槽共同作用在东亚地区形成稳定的经向环流,而中亚地区低值系统活跃并引导阻塞高压和蒙古冷高压前部的冷空气南下,在贵州及其以北地区的对流层低层形成浅薄的异常冷垫。同时,来自孟加拉湾和南海的对流层低层暖湿气流在异常环流圈作用下沿着云贵准静止锋锋区附近的冷空气堆边缘爬行抬升,在贵州上空对流层中形成上暖下冷的不稳定垂直层结异常,导致贵州冬季凝冻的形成。此外,分别来自上游的北大西洋地区和低纬热带地区的波扰动能量传播...     

建国以来气象研究的进展

本文简要回顾和评述了1949年中华人民共和国成立以来40年间,我国气象科学研究在大气探测、人工影响天气试验、大气物理和大气化学、大气环流及其数值模拟、东亚季风和热带大气动力学、中尺度气象学、气候和气候变化、农业气象等方面的进展。     

北半球大气环流及其冬季风的年代际变化对青藏高原冬季降雪的影响

对1961~2010年间北半球大气环流背景异常变化及其东亚冬季风指数(东亚大槽位置指数-CW、西伯利亚高压指数-SH)与青藏高原降雪之间在年代际尺度上的相关关系进行了分析,结果表明:北半球冬季行星波年代际尺度上的异常导致了青藏高原地区冬季降雪在年代际尺度上的变化,北半球行星波"冬三(波)"流型的年代际尺度变化是青藏高原地区冬季降雪年代际尺度上增加/减少的环流背景;青藏高原冬季降雪与东亚冬季风之间也存在着年代际尺度上的显著相关。相对于1961~1986年间的冬季风减弱,青藏高原地区冬季降雪量呈现出增加趋势。结果也指出,青藏高原地区的冬季降雪、CW和SH在1986年前后存在一次显著的突变;突变后北半球冬季三波流型明显增强,青藏高原地区的降雪也相应发生了由多到少的变化。     

与前期秋冬季热带对流活动异常相关联的东亚冬春季大气环流及山东4月降水

利用1979～2006年月平均OLR、850 hPa、200 hPa风场等资料,分析了山东4月降水异常年的前期秋、冬季热带地区对流活动特征,发现前冬12月的热带西太平洋地区对流活动异常与山东4月降水的关系最为密切,进一步分析其与东亚大气环流关系,结果表明西太平洋暖池上空的对流活动异常与冬春季东亚大槽、东亚局地的Hadley环流以及Walker环流的强弱紧密相连,且对流活动强(弱)年相伴随的东亚大气环流异常特征恰与山东4月降水异常少(多)年的特征相吻合,因此,12月热带西太平洋对流活动强弱可作为山东4月降水预测的一条重要依据.     

东亚夏季风指数的年际变化与东亚大气环流

文中从夏季东亚热带、副热带环流系统特点出发 ,定义了能较好表征东亚夏季风环流年际变化的特征指数 ,并分析了东亚夏季风指数的年际变化与东亚大气环流及夏季中国东部降水的关系。文中定义的东亚夏季风指数既反映了夏季东亚大气环流风场的变化特征 ,也较好地反映了夏季中国东部降水的年际变化特征。此外 ,还探讨了东亚夏季风指数变化的先兆信号     

冬季东亚副热带西风急流变化及其与海表温度的关系

利用1957-2002年ERA-40月平均再分析资料以及不同海域(全球、热带外、热带、热带印度洋—太平洋、热带印度洋和热带太平洋等)1950-2000年逐月观测海表温度,驱动NCARCAM3全球大气环流模式,根据模拟结果,分析讨论了冬季东亚副热带西风急流的变化特征及其与海表温度异常的关系.表明:1957-2001年冬季东亚副热带西风急流有增强的趋势,且具有准3 a的显著周期.热带海表温度异常,特别是热带太平洋海表温度异常对东亚副热带西风急流变化有重要影响,即当热带太平洋海表温度升高时,东亚副热带西风急流增强.     

IAP GCM模式大气背景环流在厄尔尼诺年的异常

本文分析了中国科学院大气物理研究所大气环流模式(IAP GCM)模式大气5～9月平均环流(本文称为背景环流)。结果表明;厄尔尼诺年一系列重要系统(南方涛动、瓦克环流、哈德莱环流、西太平洋副热带高压和热带辐合带)及大范围降水均发生明显异常;北半球西太平洋热带、副热带是环流异常的主要区域。它们与观测资料的分析结果基本一致,从而论证了该模式在低纬环流研究中的应用前景。     

聚焦长江大保护,推进江汉平原沿江湿地生态保护气象服务

万里长江,险在荆江。长江荆江段九曲回环,流域内河网密布、湖泊纵横,孕育出了典型的江汉平原沿江湿地生态环境。洪湖,是我国第七大淡水湖,湖北省第一大湖,“国际重要湿地”;天鹅洲麋鹿、白鳍豚国家级自然保护区,守护着两种国家一级保护动物;此外,“稻虾共生”、“双水双绿”、生态立体农业等湿地生态绿色农业发展模式均缘起江汉平原。江汉平原沿江丰富的湿地资源在发展农业、调节气候、涵养水源、净化水质、美化环境、维持生物多样性等方面发挥了极为重要作用,然而,随着气候变化和人类活动的影响,沿江湿地生态环境破坏与退化风险也突显出来,直接威胁长江流域生态安全,因此,迫切需要加强沿江湿地生态保护修复气象服务工作,助力长江大保护。荆州市气象局依托荆州农业气象试验站,长期关注湿地生态保护与湿地农业发展气象服务,近年来,通过开放合作、融合发展,与中国农业科学院、北京大学、浙江大学、武汉大学、中科院测量与地球物理研究所等单位联合开展湿地生态与农业气象服务关键技术研究,重点围绕气候变化对湿地生态与农业影响评估、生态功能修复气象评价、平湖湿地涝渍地开发、农业面源污染气象风险监测预报、稻田综合种养模式气象保障、湿地生态环境遥感监测评估、湿地生物多样性保护气象服务等方面进行了有益探索,取得了丰富的实践成果,发挥了气象职能作用。本期的主题为长江生态气象,主要汇总了荆州市气象局牵头成立的“江汉平原生态气象遥感监测技术协调创新中心”各成员单位在湿地生态与农业气象服务等方面最新研究成果,既有区域代表性,又可作为长江中下游地区乃至全国湿地生态保护气象服务工作的参考,服务“共抓长江大保护,不搞大开发,实现高质量发展”的战略部署。