寒潮天气气候分析

通过对黑河市历史上发生的每个寒潮天气过程的分析，总结归纳出５种爆发寒潮的环流模型。并且着重分析了那些前期形势在天气图上表现不明显的寒潮过程，以便今后加强对寒潮的预报。     

1961—2008年华南区域寒潮变化的气候特征

利用华南三省(广东、广西、海南)192个台站1961年1月1日至2008年12月31日的逐日平均气温、日最低气温资料,分析了华南寒潮频次的气候特征及其变化;定义了一个表征华南寒潮强度的指数,由此分析了华南寒潮活动的强度变化。气候分析结果表明:华南在近48年中出现了221次寒潮过程,主要分布在10月至次年4月,以12月、1月、2月、3月为主,占88.7%;华南区域单站寒潮的年均发生频次和平均降温持续天数从内陆向沿海递减,平均最低气温从内陆到沿海逐渐增加,单站寒潮过程平均最大降温幅度在11.5～16.0℃。近48年来,华南寒潮活动在减少的趋势上还具有频数和强度上的月际、年际和年代际变化。发生特强寒潮和中等寒潮的比率从20世纪80年代以来逐渐减少,而发生弱寒潮比率显著增加,但2008年出现了近48年华南最强的寒潮。     

单站寒潮降温过程强度评估指标及其在乌鲁木齐市的应用

利用1951年1月1日至2015年12月31日乌鲁木齐市日最低气温资料,基于《寒潮等级》标准细化了寒潮降温过程的6项单要素强度指标,基于不同指标对乌鲁木齐市寒潮过程的强度进行了评估,并分析了乌鲁木齐市寒潮降温过程强度的变化特征。结果表明:以过程降温幅度或过程最低气温指数为评估指标,乌鲁木齐市冬季寒潮过程强度最大;以过程最大24 h降温幅度指数为评估指标,春季寒潮过程强度最大;以过程最大48 h降温幅度或过程最强气温距平偏低幅度指数为评估指标,秋季寒潮过程强度最大。基于综合强度指数IZ,1951—2015年乌鲁木齐市最强的寒潮过程出现在1952年11月25日至12月1日,春季最强的寒潮过程出现在2003年4月15—16日。近65 a乌鲁木齐市冬季寒潮降温过程强度最大,秋季次之,春季寒潮强度较弱。乌鲁木齐市秋季和冬季最强的10次寒潮过程中,有6次寒潮过程均出现在20世纪50年代;但春季最强的10次寒潮过程中,有5次出现在2000年之后。1951—2015年乌鲁木齐市年寒潮过程发生频数呈显著减少的趋势,寒潮过程强度也呈显著减弱的趋势,秋季寒潮过程发生频数的减少幅度最大;春季寒潮过程强度自20世纪80年代后略增大,在7个时间段中,2011—2015年春季寒潮过程的平均强度最大。     

不同定义指标下的乌鲁木齐寒潮过程气候特征对比分析

利用乌鲁木齐市1951—2015年逐日最低气温(TD)、日平均气温(TT)资料,依据《寒潮等级》国家标准,以TD、TT为定义指标来普查寒潮降温过程,采用数理统计方法对2种指标统计的寒潮降温气候变化特征进行对比分析。结果表明:2种指标方法统计的降温频数存在显著性差异,在年际、季节时间尺度上均呈不显著减少趋势,TT法统计的年降温频数减少趋势显著强于TD法;90%的降温过程持续时间在1~3 d,TD、TT法统计的最长降温持续日数均出现在11月,且不同降温幅度的频数最大值亦在秋季;以TD、TT法统计的全年95.5%和94.6%的降温过程达不到寒潮的标准,2种方法统计的寒潮等级频数均表现为一般寒潮强寒潮特强寒潮;2种方法统计的寒潮频数在年际、季节尺度上均呈现减少趋势,峰值期分别为4月和10月,20世纪50年代为多发期,2001—2015年为相对少发期;TT法统计寒潮频数未来持续性强度弱于TD法;相关性分析发现,寒潮频数与年均TD、TT呈极显著的负相关关系,且年均TD的相关性强于年均TT,表明TD是影响寒潮频数变化的一个重要指标参数。     

中亚阿拉木图与乌鲁木齐寒潮气候变化特征对比分析

利用1951—2016年阿拉木图与乌鲁木齐的逐日气象观测资料,对比分析中亚区域两个主要城市的寒潮气候变化特征。结果表明:(1)阿拉木图和乌鲁木齐的年寒潮过程频数分别为6.1次和4.2次,阿拉木图的寒潮过程较频繁;阿拉木图的寒潮过程年内分布呈单峰型,峰值在11月和12月,而乌鲁木齐的过程频数年内分布呈双峰型,分别出现在4月和11月;阿拉木图的冬半年寒潮过程初日和终日均比乌鲁木齐偏早9 d。(2)1951—2006年,阿拉木图和乌鲁木齐的年寒潮过程频数均呈线性减少趋势,阿拉木图的减少趋势更加显著;阿拉木图与乌鲁木齐的寒潮过程异常偏多年主要出现在1980年之前;阿拉木图的年寒潮过程频数存在21 a显著周期,乌鲁木齐存在39 a显著周期。(3)乌鲁木齐的寒潮过程最低气温低于阿拉木图,但是阿拉木图的寒潮过程降温幅度强于乌鲁木齐;56 a来,阿拉木图和乌鲁木齐的寒潮过程降温幅度的年累计值的变化率分别为-8.1℃/10 a和-5.9℃/10 a,相比而言,阿拉木图的寒潮过程强度的减弱趋势更加显著。     

中亚阿拉木图与乌鲁木齐寒潮气候特征对比分析

利用1951—2016年阿拉木图与乌鲁木齐的逐日气象观测资料,对比分析中亚区域两个主要城市的寒潮气候变化特征。结果表明:(1)阿拉木图和乌鲁木齐的年寒潮过程频数分别为6.1次和4.2次,阿拉木图的寒潮过程较频繁;阿拉木图的寒潮过程年内分布呈单峰型,峰值在11月和12月,而乌鲁木齐的过程频数年内分布呈双峰型,分别出现在4月和11月;阿拉木图的冬半年寒潮过程初日和终日均比乌鲁木齐偏早9 d。(2)1951—2006年,阿拉木图和乌鲁木齐的年寒潮过程频数均呈线性减少趋势,阿拉木图的减少趋势更加显著;阿拉木图与乌鲁木齐的寒潮过程异常偏多年主要出现在1980年之前;阿拉木图的年寒潮过程频数存在21 a显著周期,乌鲁木齐存在39 a显著周期。(3)乌鲁木齐的寒潮过程最低气温低于阿拉木图,但是阿拉木图的寒潮过程降温幅度强于乌鲁木齐;56 a来,阿拉木图和乌鲁木齐的寒潮过程降温幅度的年累计值的变化率分别为-8.1℃/10 a和-5.9℃/10 a,相比而言,阿拉木图的寒潮过程强度的减弱趋势更加显著。     

一次寒潮过程中冷堆增强的动力原因分析

利用ECMWF的0.75°×0.75°再分析资料对2016年2月14日的寒潮冷堆增强过程进行了分析,结果发现,寒潮冷堆增强过程中等熵面位涡守恒,315 K等熵面上寒潮冷堆表现为6 PVU的高位涡中心,垂直方向上寒潮冷堆区域高位涡下传到低层形成高位涡柱,冷堆的运动对应高位涡柱的运动.分析500 hPa寒潮冷堆变化发现,寒...     

浙江省54年寒潮气候概况及时空分布特征分析

利用浙江省1951—2004年全省68个测站的信息化资料,依据寒潮标准检索出的所有个例进行相关计算和分析,分别统计出全省和11个地市的寒潮、区域性寒潮和全省性寒潮等个例过程数据,得出浙江省寒潮年际变化、时空分布,以及最早初日和最迟终日分布等基本气候特征,补充和完善了浙江省寒潮气候特征分布方面的统计分析数据资料。最后列出浙江省历史上几次典型寒潮过程及其影响情况。     

辽宁11.24强寒潮过程分析

1999年11月24日辽宁省出现近46 a最强寒潮过程,利用常规气象观测资料及NCEP再分析资料,对此次寒潮过程的成因进行分析。结果表明:1999年11月24日辽宁各地24 h最低气温普遍下降10℃以上,鞍山和铁岭等部分地区24 h最低气温下降22℃,降温幅度大且覆盖范围广,是辽宁地区罕见的强寒潮。此次寒潮过程冷空气主要源自新地岛以东的极地,寒潮酝酿阶段差动涡度平流、差动温度平流有利于寒潮地面高压强烈发展并向东偏南方向移动,横槽南压是引导冷空气爆发的环流形势。对1999年的"11·24"寒潮成因初步分析发现:西北路、超极地和西路3路冷空气的共同影响有利于冷空气大量堆积;中低层冷空气、锋区、地面高压强度均强于其他寒潮过程;前期暖气团和后期超强冷空气共同作用,强升温后骤然降温导致最强寒潮出现。     

一次寒潮中期过程的能量学分析

本文利用波数域能量方程,诊断分析1986年2月下旬—3月初在福建出现的一次强寒潮中期天气过程,揭示了过程的能量学特征;并分析不同纬带间长波、超长波的相互作用与寒潮中期过程的关系,为预报南方寒潮提供一些线索和依据。     

2008年12月两次强寒潮过程的等熵位涡分析

利用2008年12月的NCAR/NCEP逐日6h再分析资料,对本月发生的两次强寒潮事件(分别简称为过程Ⅰ和过程Ⅱ)进行了等熵面位涡分析.结果表明:(1)两次寒潮过程的爆发时间均可用低层位涡扰动的时间曲线的转折点来确认;(2)两次过程中在寒潮爆发时,都存在明显的高位涡值向下传播特征,过程Ⅱ明显于过程Ⅰ;(3)等熵面分析可跟踪寒潮强冷空气活动,等熵面位涡演变反映了高、低层冷空气的分布及活动状况;等熵面位涡高值区代表冷空气范围,等位涡线密集区代表冷暖空气对峙.寒潮爆发时,等熵面上高层高位涡向下向南传播,导致高位涡强冷空气在垂直方向上拉伸,正涡度增强.     

近60年中国冷空气过程的气候变率分析

使用1960—2019年中国2400个气象站逐日观测气温,系统地分析了中国各类冷空气过程的气候学特征.结果表明:中国的寒潮和冷空气过程主要发生在秋季和冬季,频数和强度有明显的月际和季节差异,区域型寒潮在秋季发生频数最多,全国型寒潮、区域型冷空气和全国型冷空气在冬季发生频数最多;区域型冷空气总体过程(寒潮与冷空气过程之和...     

塔里木盆地区域寒潮的气候变化特征及大气环流异常分析

利用1961—2016年新疆塔里木盆地43个气象站逐日平均气温及最低气温,建立其近56 a的寒潮过程序列,并结合NCEP/NCAR高度场的逐日再分析资料,对塔里木盆地区域寒潮过程气候变化特征及环流异常进行分析。结果表明:塔里木盆地单站寒潮频次北部多于南部,山区多于平原的分布特点与地形特征有直接关系,全区寒潮频次有一致变化的特征且在1980年左右经历由多到少的转变,共有13站存在显著减少趋势。塔里木盆地区域性寒潮过程易在4月、2月和10月发生,寒潮频次减少趋势不显著,有14～16、7～9、4 a左右的明显振荡;区域性寒潮过程持续日数一般在2～5 d,寒潮范围在13～42站,其中1月寒潮过程持续时间最长、3月与9月最短,5月寒潮范围最大、2月最小,在塔里木盆地最易发生持续日数为2 d、寒潮范围达半数以上站点的寒潮过程。500 hPa新疆东部高度负异常配合乌拉尔山高度正异常与塔里木盆地寒潮频次有密切联系,乌拉尔山正变高中心接近平均正变高中心或偏南时,利于区域性寒潮爆发,且正变高中心强度与寒潮范围有良好的一致性。     

1951—2006年期间我国寒潮活动特征分析

利用中央气象台1951—2006年共56年冬半年(9月至次年5月)的冷空气天气过程资料、NCEP/NCAR逐日再分析海平面气压、500 hPa高度场和850 hPa气温等资料,统计分析了我国寒潮若干气候特征和寒潮中期过程的物理量场特征,并引入聚类方法划分寒潮典型物理过程。结果表明:(1)1951—2006年期间我国寒潮强冷空气逐年的活动频次呈明显下降趋势。功率谱周期分析表明,我国强冷空气活动有多年代际的变化周期。秋、冬、春季节是寒潮易发时节。(2)对我国寒潮天气过程特征物理量统计得到了一些表征寒潮天气特征量的阈值。寒潮冷高压强度有较明显的季节性变化特征,其源地大多可追溯到亚欧大陆北端极地,寒潮冷高压受山脉阻挡,在西伯利亚增强后最常以西北路径爆发南下,是我国寒潮最常见的路径。(3)乌拉尔山阻塞形势的崩溃与寒潮爆发密切相关;西风环流指数在寒潮爆发前6日前后至爆发后2日前后出现明显下降;在寒潮初始阶段,北半球高纬度以2波为主要特征,在寒潮爆发前,高纬度2波或3波为优势波的概率较大;北半球中纬度在寒潮中期过程主要为3波能量变化;北半球极涡面积迅速增大,与东亚"倒Ω流型"的建立紧密相关,是极地冷空气南下酝酿堆积的重要标志。     

基于TIGGE数据的我国寒潮自动识别预报方法

利用1951—2006年中央气象台寒潮天气过程数据以及NCEP/NCAR 500 hPa高度场等逐日再分析资料,通过客观聚类方法与主观对比分析确定寒潮爆发的典型形势场,结合寒潮过程特征量阈值,建立了基于TIGGE集合预报产品的寒潮自动识别客观预报方法,并利用TIGGE集合预报数据对2008年1月和2009年1月两次寒潮天气过程进行预报试验。结果表明:利用500 hPa高度距平场进行聚类分析,一方面可以消除环流季节特征对划分结果的影响,另一方面也突出了寒潮这种强天气的异常扰动表现;基于集合预报产品的寒潮自动识别预报方法浓缩了集合预报产品信息,可直接为预报员提供寒潮发生的概率预报,从而在集合预报产品与我国实际灾害性天气之间建立了直接联系。     

1961-2017年京津冀地区寒潮活动特征

基于1961—2017年京津冀地区126个气象观测站逐日最低气温和降水资料,分析该区域寒潮发生频次时空变化特征,在此基础上通过定义的干湿判别指标分析区域性寒潮的干湿特征。结果表明:(1)京津冀地区单站寒潮年平均发生频次空间分布呈西北多东南少,86%的站点寒潮年发生频次呈减少趋势。(2)1961—2017年寒潮累计发生站次呈显著减少趋势(P<0.001),气候倾向率为-5.7站次·a^(-1),且在1983年发生突变。1961—1971年寒潮累计发生站次出现峰值,从1972年开始锐减,2007—2017年寒潮平均发生站次为历史最少。(3)1961—2017年区域性寒潮发生频次年际变化总体呈递减趋势,气候倾向率为-0.282次·(10 a)^(-1),1960年代冬季区域性寒潮发生频次最多,1970年代秋季和春季最多,2000年代冬季和春季为次高峰期,2011—2017年3个季节最少。区域性寒潮发生频次季节分布中以秋季出现最多、其次是冬季、春季最少;10月、11月寒潮最为活跃。(4)京津冀地区区域性寒潮过程干过程发生频次最多,2011—2017年区域性寒潮过程干湿特征趋向于干过程和湿过程两极化分布。     

黔南冬末春初两次寒潮过程对比分析

利用常规资料和NCEP/NCAR再分析资料对黔南2017年2月和2016年3月的两次寒潮天气过程进行对比分析,发现:两次寒潮过程,在有利的中层低槽引导下,低于-40℃的冷中心是寒潮强度较强的关键因素;地面蒙古高压对寒潮强度亦存在较大影响,但寒潮强度与冷空气入侵贵州的路径无对应关系;降水中心与水汽辐合区、垂直速度上升区相对应,降水相态在冷空气影响1～2 d后由雨转雪;出现冰雹的时间、区域与出现高CAPE值的时间、区域不一定是对应关系。     

黑龙江省2007年秋冬季寒潮过程总结

本文使用常规观测资料和欧洲数值预报客观分析场,对2007年秋冬季的6次寒潮天气过程进行了分析。找出了6次寒潮过程的冷空气源地及移动路径和寒潮预报关键区,得出了有指示意义的寒潮天气预报指标。总结了易于发生寒潮天气的地面形势,对发生寒潮天气的高空形势进行了天气分型。     

临近寒潮相互影响关系及高层位涡的预报作用

利用ERA-Interm 1°×1°逐6 h再分析资料,对2017年1—2月发生的两次寒潮事件(简称过程A和过程B)的天气环流形势和位势涡度进行对比分析。结果表明:(1)过程A爆发后的冷空气促进过程B的形成;(2)等熵面上的位势涡度可用来追踪并判断寒潮的变化特征;(3)通过350~200 hPa处的位涡值特征可提前6 h预测寒潮开始爆发的时间和强度;(4)上游和下游系统对判断寒潮爆发的特征同样有着重要作用。     

1991～1996年大连地区寒潮天气分析及预报

在实际预报工作中,我们对寒潮天气过程的趋势能够做出预报,但往往对其强度估计不足,对降温开始时间把握不准。本文通过对1991～1996年大连地区5次寒潮过程和2次准寒潮过程进行分析,对冷空气源地、路径,降温开始时间、持续时间,降温幅度等找出特点和规律,以便为预报提供可信的依据。11991～1996年寒潮天气概况按中央气象台的规定,由于冷空气的入侵,使日平均气温24h内下降10℃或以上,同时最低气温在5℃以下,称为一次寒潮过程;降温幅度8～9℃为一次准寒潮过程。经统计,大连地区1991～1996年共发生5次寒潮过程,其中4次在11月20日…