北京一次冬季极端降水过程中相态转换预报的误差分析

应用多种常规和非常规观测气象资料以及再分析资料对2020年2月13日夜间至14日白天北京地区一次极端雨雪过程的成因进行了分析,并重点探讨了模式降水相态预报的误差及其原因.结果表明:(1)本次降水过程中,低涡系统深厚,强度异常强,移速慢,影响时间长,导致北京地区部分站点降水持续12?h左右.异常偏强的东南风急流向北京西部...     

豫北一次强对流天气的物理量场结构特征

通过对2008年6月25日发生在豫北的一次强对流天气过程分析发现:中低层的风切变和冷空气的入侵是造成此次强对流天气的主要原因;大气液态含水量指数、0 ℃层高度的气压与570 hPa之差、-20 ℃层高度的气压与370 hPa之差,可以预示未来强对流天气中是否会产生冰雹;大气液态含水量指数、低层水平螺旋度、风的v分量的垂直切变、0 ℃层高度的气压与570 hPa之差、-20 ℃层高度的气压与370 hPa之差对强对流的发生、发展以及产生区域有很好的指示意义.     

辽宁地区雨雪转换天气的判别和分析北大核心

利用2011—2020年辽宁地区逐小时地面观测数据和定时高空观测数据,统计分析纯雪、雨雪转换两类降水天气特征。结果表明,辽宁地区2011—2020年雨雪转换日数与纯雪日数比值为1∶5,沿海地区多于内陆,雨雪转换时主要有5种天气类型:空中槽型、北上气旋型、低涡切变型、冷平流型、回流型,其中,空中槽型雨雪转换日数最多,占总日数的42.8%;冷平流型和回流型相对较少,分别占9.4%和7.8%。地面2 m气温、0℃层高度、抬升凝结高度、抬升凝结高度气温与地面2 m气温差、700~850 hPa位势高度差、850~1000 hPa位势高度差等6个气象因子对鉴定辽宁地区降水相态有一定参考意义。利用高分辨的欧洲细网格资料对2021年2月28日雨雪天气过程的降水相态进行诊断分析,结果表明,雨雪相态的转变对对流层低层温度平流非常敏感,0℃层高度、冰雪层厚度、粒子降落行程与降水相态之间关系密切;当0℃层高度降低(由920 hPa到950 hPa),云中冰雪层增厚(由430 hPa增至530 hPa),液态水层变薄(由20 hPa到10 hPa),云中冰雪物下落到地面的行程缩短(由780 m降至410 m),下落环境温度降低(由3.5℃到0.5℃),降水相态由雨转换为雨夹雪或雪。     

高原低值系统影响下一次极端强降水天气诊断分析

采用常规观测资料、地面加密观测资料、逐时云顶亮温TBB资料和1°×1°NCEP/NCAR再分析资料,对2013年7月8~11日四川盆地持续性暴雨天气过程的中尺度对流系统活动及其发生发展的物理机制进行了分析。结果表明:(1)暴雨过程发生在对流层中层中高纬度两槽一脊稳定维持的环流背景下,由活跃的高原低值系统以及异常稳定的副高西侧偏南气流配合低层冷空气作用造成。(2)极端降水过程分为暖区强对流性降水和相对稳定的锋面降水两个阶段;暖区对流性降水阶段,偏南暖湿气流源源不断向盆地输送水汽和能量,为暴雨发生提供了高能高湿条件,大气层结极不稳定,中尺度对流云团发展旺盛;锋面降水阶段层结趋于稳定,对流云团有所减弱,但仍有充足的水汽输送且降水云系稳定少动,致使盆地西部产生持续性降水。(3)500h Pa高原低槽前的正涡度平流诱发盆地西部低层气旋性涡度增加、低涡生成和发展,致使暖湿气流持续在盆地西部形成辐合上升,为暴雨的维持提供了很好的动力条件,两个降水阶段均为明显的低层辐合高层辐散的特征,暖区对流性降水阶段正涡度发展较锋面降水阶段更强。(4)青藏高原东侧的地形作用强迫气流在盆地西部强烈辐合上升,使得暖湿水汽更加有效率地形成降水,是此次极端强降水天气出现的一个重要动力因素。      

青海初秋一次雨雪天气过程数值模拟分析

利用中尺度数值模式WRFV3.6对2014年10月10—11日发生在青海省境内的一次雨雪天气进行了数值模拟及实况对比分析。研究表明,模式对造成此次雨雪相态变化降水过程的500hPa及地面天气影响系统的位置及移动路径模拟效果较好,并成功模拟出15日青海省雨雪天气过程雨带、雨雪强度中心。通过对模式每小时输出物理量的分析发现,此次雨雪相态的变化主要是由地面冷空气引起;雨雪过程的水汽来源主要为近地层的偏东气流和500hPa的偏南气流;雨雪天气过程中上升运动不强;出现降雨天气时,近地层(100 m以下)的雨水含量比较大;出现雨夹雪时,近地层有少量的冰晶含量,但未接地;出现降雪天气时,近地层雪晶及霰含量较大,并且接地;利用地面大气层中冻结部分降水混合比在可凝结成降水的水汽混合比中的比例作为降水相态判据指标,进行青海地区降水相态的预报是可行的。     

首都机场一次降水过程的相态变化分析

2021年11月6-7日,京津冀地区出现了一次范围较大的雨雪天气过程,期间降水相态复杂多变,对北京首都机场的安全运行带来了影响。本文对此次过程的天气系统空间结构进行分析,总结出以下三点成因:首先,强冷空气侵入暖空气,气温在1-3℃之间时发生相态变化,当气温下降到0℃以下时,这种相态的转变过程趋于结束;其次,受地形影响,冷空气越过山脉后迅速下沉,0℃层高度快速下降,促进了降水的相态转变;最后,中低空有明显的锋生过程和对称不稳定存在,对降水的形成具有促进作用。     

浙北地区一次冰雹过程分析

针对6月8日浙北地区的一次冰雹过程,利用高空探测、地面观测、多普勒雷达等多种气象观测资料,从多个角度作出了分析。高空槽东移加低层切变线的配置、上干下湿的不稳定空气层结、强的垂直上升气流、适宜的0℃层和-20℃高度是本次冰雹形成的成因;还通过多普勒雷达产品的诊断分析,对基本反射率、VIL、ET的效果作出检验,它们对冰雹雷暴云都有较好的反映。     

东营一次初冬寒潮天气的降水相态分析

应用常规气象资料、自动站资料及T639资料,对2009年11月东营地区一次初冬寒潮天气背景下的降水相态进行了分析。结果表明：当冷空气路径偏西时,东营地区降温缓慢,加之低层东北风将渤海的相对暖气流吹至内陆地区,导致北部沿海地区不易出现降雪。通过分析出现不同降水相态的相邻地区空中和地面温度场发现：0℃层高度在边界层内高度,可以导致降水性质的不同;0℃层高度的变化,可以作为降水相态变化的依据;地面气温和低空温度,可以作为判断降水相态的依据。综合近年来东营市出现雨雪转换的天气个例,得到了降水相态的预报方法和雨雪转换的气象指标。     

基于多源观测资料对张家口一次雨雪天气降水相态特征的分析

利用ERA5再分析资料及云雷达、微波辐射计和SA双偏振多普勒雷达等多源观测资料,分析2020年11月17—19日张家口地区一次雨雪天气的降水相态演变特征。结果表明：在高空低槽、中低层低涡与地面倒槽配合下,高空槽后西北气流引导冷空气南下造成气温迅速下降,导致降水相态变化。过程前期整层大气均为强暖平流,且地面气温较高,降水相态为雨。18日傍晚冷平流发展强烈,各层温度迅速降低,整层变为冷层,导致降水相态转换为雪。散度和垂直速度的诊断表明降雨时段的动力强迫主要位于高层,降雪时段则主要位于低层。云雷达高分辨率资料可以反映0℃层变化,大于10 dBZ的质心变化可以指示降水强度变化,降雨时的基本速度最大可达6～8 m·s^-1,而降雪时则小于2 m·s^-1。微波辐射计高分辨率时空资料可以准确判断雨雪转换时间,降水开始之前3～5 h积分水汽含量出现跃升与峰值。双偏振雷达和微波辐射计结合可以对降水粒子相态实现准确判断,可用于降水相态转换的临近预报。     

青海省东部地区春季一次强雨雪天气过程诊断分析

本对青海省2002年4月3日20时至4日08时出现的一次强降水天气过程的形势场及物理量场(水汽条件、动力条件和热力条件)进行诊断分析，以揭示产生高原春季强降水的一些物理量场的结构特征，进一步加深了对高原地区春季强降水天气的认识。     

一次大范围雨雪天气过程的雷达回波特征分析

针对2015年1月9日贵州中西部出现的大范围雨雪天气过程,结合探空观测资料,利用新一代天气雷达基本产品分析了此次雨雪天气过程的雷达回波强度、回波高度、垂直结构和径向速度等基本变化特征。分析结果表明:雨雪天气过程雷达回波的基本特征为,无明显强回波中心,回波结构呈丝缕状,边缘模糊,降水粒子回波高度较低。从径向速度图分析来看,近地层为均匀的东北风,“牛眼”型结构,低空急流;中高层为北部为冷平流,南部为暖平流,与过程降水分布情况基本一致。深厚的冷湿结构、静止锋区的逆温层结构以及高空的西南风急流给这次大范围雨雪天气过程的形成和维持造成有利的条件。      

2008年桂林冰冻雨雪灾害天气多普勒雷达资料分析

利用多普勒雷达,对2008年1~2月的低温冻害和雨雪天气进行分析:桂林处于雨雪区域边缘,冻害天气有自己本地特点。(1)反射率上呈现出零度层亮度带,表明对于处于南方的桂林来说,冷空气势力很强;(2)径向速度图上有环型零速度圈、速度模糊区、牛眼。表明大气低层有急流,高层有大风区。高层的"S"型零速度线表明有强暖平流有利于产生逆温;(3)VW P风廓线图上,有风向的突变,突变区的位置对降水的形态有一定指示意义,较低的突变层对冻雨有利。高层的西南风过于强大,低层的东北风无法向上突破,这也是这次过程逆温迟迟没有遭到破坏,造成桂林以冻雨为主的灾害的另一原因。     

极端天气气候背景下两次降雪过程的对比分析

利用常规观测资料、NCEP1°×1°分析资料,从同期气候背景、影响系统特征、干侵入特征和影响等方面,对2008年1月28日20时-29日08时、2月1日20时-2日08时江西中、北部两次较强降雪过程进行了分析。结果发现,两次过程发生的气候背景主要与大气环流异常及拉尼娜事件有关。两次过程的系统配置具有相同的特点,中层700-500hPa西南气流强盛,低层850hPa到地面的冷空气垫深厚,700-850hPa存在逆温层。两次过程都具有干侵入特征,干侵入所引起的对流层中低层垂直方向上的降温,使中低层0℃以上暖层明显减弱,700hPa温度降为0℃以下,为混合云内雨转雪的发生提供了必要的温度条件。两次过程中,低层冷平流越强,雪区南界越偏南。江淮到黄淮的下沉气流为对流层高层干空气侵入提供了动力条件,高层干冷空气向南、向下侵入,导致对流层低层850hPa偏北气流加强和维持,加大了中低层垂直风切变,使上升运动加强,为水汽凝结、冰晶和雪晶比含水量的增加提供了必要条件,从而使降雪得到发展。两次过程中,上升运动越强,降雪强度越大。     

1951~2008年北京极端天气事件分析

应用1951~2008北京国家气候观象台的气温、降水、雷暴、雾、沙尘、大风、霜冻、相对湿度等逐日观测资料以及逐时降水资料, 分析了北京极端天气事件的变化趋势。结果表明：（1）年平均气温、极端最低气温分别以0.39 ℃·(10 a) -1、1.0 ℃·(10 a) -1的趋势升高;轻雾天气增加趋势比较明显[12.4 d·(10 a)-1];日最大降水量以-10.8 mm·(10 a)-1的速率呈渐弱趋势;降水日数、相对湿度、大风和雷暴天气均有不同程〖JP2〗度的减少,变化趋势分别为-1.90 d·(10 a)-1、-1.17% (10 a)-1、-2.64 d·(10 a)-1和-1.24 d·(10 a)-1;沙尘天气减少较明显[-9.39 d·(10 a)-1];极端最高气温、小时雨强最大值、暴雨天气日数、霜冻、大雾、高温天气日数波动幅度较大,总体变化趋势不明显。（2）暴雨、高温、极端最高温度和沙尘事件不存在明显的周期性变化;大风、大雾事件周期性特征在不同时段表现不同。雷暴、霜冻、极端最低温度、日最大降水量事件分别有6年、7年、16年、12年左右的周期性变化。轻雾除存在12年左右的主周期外,不同时段具有不同尺度次周期。（3）城市的扩展对记录到的变暖趋势有重要的贡献。各种极端天气事件与特定的天气系统相联系,受城市发展影响可能较小。     

2009年大连春季强对流雨雪天气过程分析

2009年4月15日大连出现了春季最晚的降雪天气。利用常规资料、自动气象站和雷达等多种资料及中尺度模式MM5对这次强对流雨雪天气过程进行了分析和模拟,结果表明,200hPa急流、500hPa贝加尔湖冷槽南压形成的冷涡、中低层南支槽前水汽输送以及地面冷锋是产生大连春季强对流雨雪天气的环流背景;中层干冷空气叠加在低层暖湿层...     

预报异常极端高影响天气的 “集合异常预报法”：以北京2012年7月21日特大暴雨为例

对罕见极端高影响天气,既使一个模式有能力预报它,其数值预报也至少有以下难点:一是有多大把握确定所预报的天气是极端事件？二是其具体的定时、定量、定点预报可靠吗？本文介绍了集合预报和气候资料相结合的 “集合异常预报法”,并通过北京2012年7月21日（7.21）特大暴雨事件揭示出“集合异常预报法”和集合预报可以提供比单一模式预报更可靠和更准确的信息,从而可有效地缓解上述两大难点。作者建议中央气象台和其他有条件的台站可采用这种办法提高重大灾害性天气的预报能力。文中具体讨论了如下三方面:（1）标准化异常度（SA）的定义以及它同集合预报相结合提高对罕见极端高影响天气预报的可靠性,并由此可导出一个“社会影响矩阵”来定量地表达一个预报对社会的潜在影响;（2）利用集合预报,特别是多模式集合预报可以克服单一模式前后预报的跳跃性或不连续性问题,由此可延长实际可预报时效,如北京7.21事件超过100 mm大暴雨的实际可预报时效提前了2天;（3）SA还有助于认识异常天气发生的原因:从SA的分布看,造成北京7.21 大暴雨事件的短期天气尺度背景因素是从西北方向移来的冷锋和台风倒槽的相遇;从SA的演变看,该事件的中期大背景因素是在北京东北方向有阻塞高压发展并导致北京以西地区的低槽加强和发展（地面强冷空气堆积）,在高纬度形成了一个高、低压系统相间的波列,发展并维持,同时诱导热带系统北进。     

贵州2008年与2022年年初低温雨雪冻雨天气过程对比分析

利用常规气象观测资料以及NCEP再分析资料,通过对实况资料、环流背景、气候背景的研究,对2008年和2022年年初贵州省低温雨雪冻雨天气过程进行对比分析。结果表明：2022年冷空气强度与2008年相比偏弱,最低气温比2008年偏高2.7 ℃;日平均降雪站数接近2008年略偏少,达到了2008年的91%;日平均冻雨站数与2008年相比明显偏少,仅达到2008年的29%,2022年最大雪深超过了2008年。两次低温雨雪天气的成因共同点是：拉尼娜事件的影响;副高、欧亚阻高异常偏强以及中亚、西亚低值系统活跃,持续大量暖湿空气向北输送水汽;不同点是：2022年鄂霍次克海低涡强度偏弱。在两次低温雨雪持续期间,副高异常增强、北抬,欧亚阻高形势稳固,北极明显升温,持续的水汽输送和逆温存在,为这两次雨雪冰冻灾害提供重要的环流背景。     

风廓线雷达和雨滴谱仪资料在北京一次弱雨雪天气中的特征分析

利用北京市海淀区风廓线雷达、OTT Parsivel 2多功能激光雨滴谱仪和自动气象站观测资料,对2016年11月20日北京一次雨雪天气过程的演变特征进行了初步分析。结果表明:(1)风廓线(低模式)雷达反射率因子与雨滴谱仪反射率因子序列的变化趋势一致。当风廓线雷达反射率因子亮带消失后,雨滴谱反射率因子序列出现先降后升的小幅波动,降水相态转为降雪。(2)降水相态发生雨雪转换时,风廓线雷达谱宽600 m高度分散的大值区减弱并随高度降低后,雨滴谱仪数浓度出现先降后升的小幅度波动。(3)本次弱降水相态转换发生时,风廓线雷达所探测的垂直径向速度变化不明显,而雨滴谱仪降雨强度变化却有明显减弱特征,其雨强由5 mm·h^-1下降至1 mm·h^-1左右,这对临近降水相态变化的监测预报有一定指示意义。     

桃仙机场雷雨转雨夹雪天气的分析

通过对桃仙机场仅有的两次雷雨转雨夹雪天气过程的分析,总结出此类天气的形势特点,并初步得出此类天气预报的着眼点,为秋季飞行提供可靠的预报保障。     

桃仙机场雷雨转雨夹雪天气的分析

通过对桃仙机场仅有的两次雷雨转雨夹雪天气过程的分析，总结出此类天气的形势特点，并初步得出此类天气预报的着眼点，为秋季飞行提供可靠的预报保障。