低层温度平流对华北雨雪天气过程的降水相态影响分析

利用常规地面、探空观测资料、NCEP FNL和GFS分析资料,通过对2012年11月3—4日华北地区雨雪天气过程的降水相态特征进行分析,发现涡旋外围的雨雪分界线基本与925 hPa的0℃等温线和925 hPa偏北与偏南风的流线辐合线相吻合;而涡旋中心附近的雨雪分界线则存在从涡旋西北象限向涡旋中心逆时针旋转的特征。气旋发展初期,降雪主要集中在850 hPa低涡的东北偏北象限到西北象限之间,低涡的东南象限为降雨。随着气旋强度增强,低层冷平流导致低涡西南象限温度下降,降雪落区逐渐沿气旋西侧的流场向南发展,最终呈现出气旋形状的分布特征。雨雪相态的转变取决于整个对流层低层(850~950 hPa)的温度平流状况。当900~850 hPa或者950~900 hPa出现较强暖平流时,即使其他层次存在明显冷平流,降水相态仍然可能以雨为主。低层涡旋西侧的西北冷平流是造成降雪的最重要原因,当低层气流转变为偏东风后,冷平流消失,降水相态转变为雨。     

山东相态逆转降雪天气的特征与预报

采用高空和地面观测资料,对山东1999—2013年24次有相态逆转降雪过程的影响系统、出现时间、逆转前后的温度变化及各类系统逆转的天气形势特征进行了统计分析。结果表明：1）低槽冷锋、江淮气旋、黄河气旋和暖切变线可在山东产生降水相态逆转,而回流形势降雪不会产生逆转。2）山东降水相态逆转发生在11月—次年4月,以12月和1月居多,12月频率最高;有明显的日变化,14时前后最容易发生逆转,而23时—次日05时最少。3）雪转雨时最显著的特征为地面2 m气温升高,升温幅度多在1～2 ℃;850 hPa以下至地面的温度至少有1～2个层次升温。4）地面2 m气温对逆转的指示性最好,降雪时在0 ℃左右,略高于通常降雪阈值,最低为-1 ℃;其次为1 000 hPa,降雪时接近于0 ℃。5）对流层低层暖平流升温或温度日变化升温导致雪转雨,温度平流弱时温度日变化起主要作用。各类天气系统的逆转范围、时段等有明显差异。因此,对于降雪阈值附近的相态预报,需综合考虑低层温度平流和日变化两个因素,重点关注地面2 m气温能否升温,午后为关键时段。     

2015年12月29日北极地面爆发性增温的成因分析

利用2015年NCEP/NCAR再分析一日四时次资料和日资料,应用区域平均、热流量方程估算等方法对2015年12月29日北极爆发性增温的原因进行研究。结果表明,2015年12月29日北极出现爆发性增温,日增温幅度最高达到25℃以上。增温期间,受到强盛温带气旋系统和反气旋系统的共同作用,增温区域出现强盛的南风,风速最大值达到20 m s-1以上,位置不断北进达到北极点。强盛的南风为北极地区带来强盛的暖平流,同时暖湿空气进入北极后,增温区上空云量明显增加。12月28日至12月29日温度平流由冷平流转变为暖平流,暖平流的中心区域与温度爆发性增长的区域有很好的对应关系,暖平流是北极爆发性增温的重要原因。对于一直处于极夜的北极地区,由于云量的增加,大气顶向上长波辐射减少,加剧了温度的上升。温度平流增温贡献率为20.4%,垂直项的贡献率为－9.9%,非绝热作用贡献率为89.5%,温度平流和非绝热作用共同导致了本次北极地区的爆发性增温,非绝热作用是本次爆发性增温最重要的增温因素。     

Changes in mixed layer depth and spring bloom in the Kuroshio extension under global warming

The mixed layer is deep in January–April in the Kuroshio Extension region. This paper investigates the response in this region of mixed layer depth(MLD) and the spring bloom initiation to global warming using the output of 15 models from CMIP5. The models indicate that in the late 21 st century the mixed layer will shoal, and the MLD reduction will be most pronounced in spring at about 33?N on the southern edge of the present deep-MLD region. The advection of temperature change in the upper 100 m by the mean eastward flow explains the spatial pattern of MLD shoaling in the models. Associated with the shoaling mixed layer, the onset of spring bloom inception is projected to advance due to the strengthened stratification in the warming climate.     

2013年初夏湖北两次低涡暴雨对比分析*

利用NCEP提供的高时空分辨率的GFS(Global Forecast System)0.5o×0.5o再分析资料和常规气象资料,对2013年初夏湖北两次低涡暴雨进行了对比分析。结果表明：（1）两次暴雨落区不同,5月暴雨由湖北西部向东北方向发展,主要位于湖北西部和中北部;而6月暴雨由湖北西南部向东发展,强降水主要位于湖北中部和东部。（2）两次暴雨落区不同是由于低涡移动的路径不同造成的,而低涡的移动路径受高低空配置的影响,不同的高低空配置导致这两次低涡暴雨的差异。（3）500hPa正的涡度平流使低涡移动发展,对低涡暴雨的发展和移动有很好的指导意义,而6月暴雨500hPa存在强正涡度平流中心,使低涡东移发展加强;另外,对流层低层温度平流对低涡的移动有引导作用。（4）边界层水汽辐合为低涡造成的强降水提供了充足的水汽条件。     

基于单颗粒受力的均匀推移质颗粒对流和扩散特征

为揭示均匀推移质颗粒对流和扩散特性的控制因素,建立了间歇郎之万方程模型。该模型可在单颗粒尺度充分考虑颗粒的受力特性,模拟颗粒随机、间歇运动过程。通过该模型引入不同的停时分布,对模拟的大量单颗粒运动过程进行统计,从而研究均匀颗粒在大的时空尺度上的对流和扩散特征。结果表明,对于均匀颗粒,受颗粒速度分布的窄尾性限制,即便单步步长是长尾分布,也不一定产生超扩散,扩散特性由停时分布的尾部特征决定,不同分布的停时可导致欠扩散、超扩散和正常扩散。进一步与已有的、复杂程度不同的随机模型进行对比,表明忽略单步时间将影响颗粒的扩散(二阶)特性,但不影响颗粒的对流(一阶)特性,类似地可以推广到更普遍规律,即所研究随机发生的统计矩阶数越高,需要的模型越复杂。     

广东省开汛期一次连续强对流过程动力热力条件分析

2014年3月底广东省开汛期间,出现了大范围的多灾种连续强对流天气。利用区域加密地面自动站资料、风廓线雷达资料、常规观测和NCEP再分析资料,分析了此次连续强对流发生期间大尺度环流背景条件和动力热力条件,重点讨论了大气层结不稳定维持的原因。动力分析发现,强对流天气出现在低空急流的中尺度大风速中心前方强烈的辐合区和上升气流中,垂直风切变在强对流天气发生前迅速增大,具有一定的预报指示意义。中尺度低压和地面辐合线在对流落区预报中具有较好的指示性;热力分析和热流量方程诊断表明,低空西南急流由北部湾附近暖区沿温度梯度方向不断向广东输送强暖平流,使得不稳定能量得到补充,是导致广东大气层结不稳定维持的根本原因;对于广东开汛期间的强对流天气,业务预报中需要特别关注低空急流的演变及其与温度场的配置。     

2011年6月7—8日平顶山地区高温天气过程的诊断分析

2011年6月7—8日平顶山市大部分地区出现了40℃以上的高温天气,尤其是8日平顶山地区7个站的自动观测站的最高气温都在40℃以上。利用NCEP再分析资料和常规观测资料对这次极端高温天气进行了分析,结果表明：这次高温天气过程的主要影响系统为700hPa上的暖脊和地面的暖低压,7—8日平顶山地区天空晴朗,辐射升温对高温天气的出现比较有利;物理量的诊断分析表明,出现高温天气时平顶山地区上空空气干燥并且有强烈的下沉运动和明显的暖平流,下沉增温和平流增温有利于高温天气的出现。     

2011年4月2日卢氏县寒潮天气成因分析

利用常规天气资料和数值预报产品,应用天气分析和诊断分析方法,对2011年3月31日-4月2日卢氏县出现的寒潮天气过程进行分析,结果表明：本次寒潮属小槽东移发展型。500hPa图上,新地岛附近的冷中心低于-40℃,温度槽落后于高度槽,南、北槽同位相合并加强使不稳定小槽发展成东亚大槽;位于河套的暖倒槽和江淮气旋的形成,有利于寒潮冷锋加速南下;强盛的冷平流和地面前期暖倒槽,为强降温提供了有利的温度条件。单站气象要素对寒潮反映较好,不论是气压、气温及其距平的变化,还是过程前气温回升,都是寒潮预报的重要指标。EC850hPa温度场的预报,对判断能否产生寒潮天气有很好的指示作用。850hPa强冷平流,是产生寒潮天气的主要原因。     

Limnology of Lake Ngahewa,North Island,New Zealand

The water chemistry, flora, and fauna of Lake Ngahewa are described. Its waters are coloured by humic material from a flax swamp and the mean carbon: nitrogen ratio of the sediments lies in the range for dystrophic lakes. Thermal stratification is very weak or absent during summer, although deoxygenation occurs at depths below 3 m in late summer. The lake is highly productive and has a diverse phytoplankton and zooplankton population, which is different in species composition from other nearby eutrophic lakes; some algal species common in nearby eutrophic lakes are absent, and there is a high ratio of rotifers to cladocerans and copepods.

The high levels of dissolved phosphorus (42.2 mg.m^‐3) and nitrogen (up to 36.1 mg.m^‐3 NO3‐N) in the lake waters, and the differences in the flora and fauna compared with neighbouring lakes give only weak support to its tenuous classification as a dystrophic lake on the basis of water colour and sediment carbon values. The concept of dystrophy is discussed.