寒潮中期预报研究进展

寒潮中期预报,是有关国民经济建设的重要课题。近两年来,本课题组主要从事了三个方面的工作:(1)寒潮中期过程和大气环流中期变化的机制研究;(2)寒潮中期数值预报和大气环流中期变化的数值试验;(3)寒潮(低温)中期预报方法的研究。主要力量集中在机制研究上,其他两个方面分散进行。现将这三个方面工作进行初步总结。 1.中期过程的物理机制研究天气实践已积累了不少关于寒潮中期天气过程     

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。     

连平县近55年寒潮和强冷空气气候的特征分析

采用数理统计、小波分析等方法,统计分析1962—2016年连平县寒潮和强冷空气过程的时间分布特征、强降温周期变化及环流形势。结果表明:(1)连平县的寒潮多发生在11月至次年4月,1和2月是寒潮发生最为频繁的时段;(2)强降温过程存在2、5、19和30年左右的周期变化,其中2和5年的周期最为显著;(3)对500 hPa环流场合成分析得,连平县冬季寒潮主要是处于两脊一槽的形势,尤其是在12月和次年2月,而1月主要是暖性脊显著偏强导致的寒潮爆发。     

2016年湖南两次寒潮事件等熵位涡分析

利用NCEP/NCAR全球2.5°×2.5°逐日和FNL1°×1°逐6h再分析资料,对2016年冬末春初湖南出现的两次寒潮过程进行等熵位涡诊断分析。结果表明:(1)中高纬度的高位涡区可以用来追踪影响湖南寒潮过程中强冷空气的来源和水平移动,西伯利亚冷高压陡增和与湖南地面气温的急剧下降预示着湖南寒潮天气爆发;(2)两次寒潮爆发过程中均伴随有中高纬度高位涡区向南传播的特征,且高位涡主体移动路径与地面冷空气南下路径一致,此外也表现出高位涡强烈向下伸展的特征;(3)等熵面上的高位涡中心与气旋性环流相对应,位涡中心区的变化可看出高空横槽的发展变化,而高位涡中心向南向下的传播导致强的下沉运动促进地面冷高压迅速发展,导致寒潮爆发。     

吉林省寒潮天气过程的气候特征及地形影响分析

利用1961-2010年吉林省50站的逐日最低气温资料,对吉林省50年寒潮天气过程特征进行了分析,指出吉林省寒潮天气过程的基本气候特征,包括年代变化、气候倾向及阶段性变化等特征,并对寒潮天气空间分布的地形成因做出分析,为充分认识寒潮天气过程气候变化规律,提高预报预警水平提供理论依据。     

5月初的寒潮（强降温）、强霜冻天气分析与预报模型

本文针对2004年5月初甘肃、宁夏、青海等地发生的寒潮(强降温)、强霜冻天气过程,从天气系统演变、气候背景、天气特征等方面进行了分析,结果表明,这是一次西西伯利亚横槽转竖与高原槽叠加形成强锋区,地面有鞍型场形成,过程前期增暖显著的甘肃、宁夏、青海等地出现了寒潮(强降温)或雪灾天气,并由此引起平流辐射强霜冻。另外,本文介绍了甘肃平凉市寒潮(强降温)、强霜冻预报模型及其在这次过程预报中的作用。     

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。     

铜仁市寒潮天气分型及成因分析

利用铜仁市10个国家观测站2009—2018年逐日平均温度和最低温度,统计分析出近10 a发生20次寒潮天气过程,对其分布特征及环流形势作分析,得出:(1)近10 a寒潮总体空间分布上看,多发生在铜仁市东南部地区,万山镇出现次数最多;(2)从季节分布上看,寒潮多发于冬季和春季,尤其是2月次数达到峰值;(3)冷空气从关键区南下入侵铜仁市的路径分为Ⅰ型东北路径(21%)、Ⅱ型东北路径(68%)、Ⅲ型东北+西北路径(11%)。(4)寒潮爆发的环流形势主要为经向型(42%)、纬向型(32%)和横槽型(26%)。(5)海拔高度是影响寒潮分布的重要因子,但不是唯一因子,跟地理位置和地形分布均有关;热低压的发展使得前期气温升高,是冷空气影响造成剧烈降温形成寒潮天气的重要原因。     

富里叶——车贝雪夫多项式在中期预报中的应用

利用富里叶-车贝雪夫多项式,对1987年11月下旬发生在青藏高原及邻近地区的一次强寒潮天气过程进行500hPa和100hPa逐日高度场展开,以此揭示出寒潮天气过程发生前后大型环流中期变化特征.     

宁夏冬季采暖期对气候变暖的响应

利用1961~2014年(10月至次年4月)宁夏20个气象站气候资料,分析宁夏冬季采暖期的时空变化特征,以及采暖期内气候资源的变化特征及其对采暖强度的影响。结果表明:(1)宁夏由南到北采暖初日推迟,终日提前,采暖强度减弱;(2)与实际供暖初、终日期相比,北部引黄灌区采暖初日偏晚,终日偏早,采暖长度短于供暖长度;中部干旱带两者基本接近;南部山区采暖初日偏早,终日偏晚,采暖长度长于供暖长度;(3)随着气候变暖,近53 a宁夏采暖初日推后,终日提前,终日提前趋势较初日推后趋势更明显,采暖期长度缩短,北部引黄灌区缩短最多;整体上,采暖强度显著减弱,但2002年以后中北部地区气温降低,导致日平均采暖强度及采暖强度有增加趋势;(4)夜间升温对采暖强度减小的贡献大于白天升温的贡献;(5)近53 a日照时数和降水量变化对中南部地区采暖强度的影响大于北部引黄灌区;(6)气候变暖对减少冬季采暖能耗的贡献为12.8%~16.5%,但中北部地区2002年以后对减少采暖能耗的贡献有所降低。     

昌北机场强降水特征分析

对昌北机场2011—2018年自动气象站逐时降水观测资料进行分析,发现机场区域强降水天气主要特征如下:(1)昌北机场强降水天气常出现在4—8月,6月最多,多发生在傍晚至上午时段;(2)强降水过程中,能见度、跑道视程(RVR)常受其影响,但低于起降标准的天气过程所占比率相对较少;(3)强降水的主要影响天气系统有低涡切变、锋面、高空槽、副高边缘型;(4)高质心降水过程的气象要素变化特征更为明显,对飞行影响更大。     

寒潮中期预报方案

近四年来,寒潮中期预报理论和方法研究课题组,根据半球大气环流变化特征,分析了寒潮中期天气过程的大量事实; 以大气环流动力学观点,着重研究了寒潮中期物理过程和冬半年大气环流的中期变化机制, 并提出了时效为15天左右的寒潮中期预报综合方案。这个方案包括:物理-统计法、天气-统计法、数值预报产品和寒潮过程模型相结合的方法。前者为10—15天的主要预报方法,后者为3—5天的主要预报方法,天气-统计法是6—10天的主要预报方法。     

(四)中期天气过程预报(续)

寒潮是我国冬半年一种主要的灾害性天气,寒潮爆发时天气出现急剧变化,气象服务工作中迫切需要准确的寒潮中期预报。寒潮天气过程的一个重要特征,是它与大型环流的急剧变化有关,特别是同西风指数及长波、超长波的变化有密切联系。因此,要做好寒潮中期预报,很关键的一步就是要掌握好与指数循环相联系的大型环流变化过程,尤其是要做好长波、超长波突变的预报。关于这方面的问题,在第三讲中已有所讨论。这里,仅就寒潮中期过程及预报方法,作进一步的讨论。     

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。     

影响广西寒潮的特点及中期预报

广西地处低纬,冷空气南下到达常是强弩之末了。但有时在一定的环流形势下也能造成广西寒潮天气。它给作物造成危害极大,是我区灾害性天气之一。本文主要分析造成广西寒潮的形势特点,并建立中期预报的一些方法。 一、寒潮概况 1.标准:根据广西特殊的地理位置以及亚热带作物生长情况,划定标准如下:①过程日平均总降温≥9℃(48小时内降温≥8℃),过程日最低气温桂北≤7℃,桂南≤8℃。②全区性寒潮,桂北(取四个站桂林、柳州、河池、梧州)有两站以上,桂南     

黄南地区雷暴时空分布特征分析

利用黄南地区4个气象观测站1979—2008年共30年的雷暴观测资料,对黄南地区雷暴的时空分布和变化及初终日分布等特征进行统计分析,总结出黄南地区雷暴天气在时间分布特征为:黄南地区雷暴日的年际变化大;季节性明显,主要集中在夏季(6—8月);雷暴易发生在12—20时;雷暴初日最早出现在3月份,雷暴终日最晚出现在11月初。空间分布特征为:雷暴日数依纬度自北向南呈明显的增加趋势,此分布特征也界定了州域内自北向南分为多雷区和高雷区两大板块。     

烟台地区秋末冬初首次寒潮天气的短期预报

每逢秋末冬初季节,烟台地区都要遭受一场寒潮天气的袭击。本文从环流特征及指标入手,在普查历史个例的基础上,总结出了烟台地区秋末冬初首次寒潮天气的特征指标预报方法。     

鄯善县近50a雷暴气候特征分析

通过统计整理鄯善县1961—2010年雷暴资料,分析雷暴的季节、年代、年际变化等特征。找出雷暴活动规律,发现雷暴出现具有明显的季节性,雷暴天气年代变化不大,年际频率变化明显。总结雷暴初终日分布规律,归纳雷暴初终日间隔日数特征。经过Pearson相关系数计算,阐述雷暴日数和降水量之间存在非常强的正相关性。     

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。     

西宁曹家堡机场雷暴统计特征分析

基于2006—2015年西宁曹家堡机场的雷暴观测资料,从雷暴日（次）数、持续时间、初现方位、伴随天气现象和雷暴初终日特征方面对该高原机场的雷暴特征进行统计分析。结果表明,曹家堡机场年平均雷暴日数为34.7 d,主要发生在5—9月,夏季是该机场雷暴的集中爆发期;雷暴具有明显的日变化特征,集中发生在午后至夜间（16—22时）,持续时间在2 h以内;雷暴初现方位以偏西、偏北为主,偏西、偏北的对流云团发展是该机场飞行保障的关注重点;雷暴伴随天气现象以干雷暴和小阵雨为主,而少数伴有中、大阵雨的强雷暴主要发生在夏季;雷暴初终日平均间隔为173.2 d,并且初雷能充分体现该机场的典型雷暴特征。