南来气旋产生暴雪的物理机制分析

[目的]研究南来气旋产生暴雪的物理机制。[方法]利用常规气象观测资料、卫星资料以及MM5模式输出资料,对2007年3月4～6日黑龙江省东部地区暴雪天气进行分析,探讨南来气旋产生暴雪的物理机制。[结果]江淮气旋北上产生暴雪,在中高纬必须有较好的冷空气与之配合,同时南来的气旋为暴雪产生提供很好的高温条件和丰富的水汽条件;暴雪的产生,必须有高低空气流密切配合,产生较强的辐合上升运动;垂直运动使大气中的能量得以转换,此次暴雪的产生高空存在较为强烈的垂直上升运动,暴雪落区位于大值区北侧。TBB云顶温度强度随时间的变化对于预报强降雪的开始时间有较好的指示作用;水汽通量散度的辐合中心、925hPa层温度露点差≤4℃区域与暴雪落区及降雪强中心有很好的对应关系,为预报暴雪的落区及强中心提供很好的参考指标。在湿位涡守恒的制约下,由于θe面的倾斜,大气水平风垂直或湿斜压性的增加能够导致垂直涡度的显著发展,θe面倾斜越大,气旋性涡度越强,越容易造成强降水天气。当高空干冷空气侵入并沿θe脊面下滑时,引发不稳定能量的释放,为暴雪产生提供所需能量,干侵入过程也是强降雪产生的过程,暴雪落区产生在θe陡峭密集区内。[结论]该研究为暴雨天气的预测预报提供理论依据。     

一次灾害性暴雪过程分析

[目的]分析本溪地区一次灾害性暴雪过程。[方法]利用天气常规资料,从天气形势和数值预报产品方面,对2009年12月4日08：00～5日08：00发生在本溪地区的暴雪过程进行了分析总结。[结果]华北气旋在渤海黄海加强形成的低空急流为此次过程提供了充足的水汽供应;对流层中低层辐合和高空辐散导致强烈的上升运动,为此次暴雪的产生提供了有利的动力条件。强降雪出现在850hPa涡度和200 hPa散度大值区内。[结论]850 hPa涡度、200 hPa散度、温度平流的强弱和冷暖过渡带位置对降水的强度和落区有很好的指示作用。     

一次江淮气旋引发的暴雨过程分析

本文利用常规天气资料、NCEP 1°×1°再分析资料等,对2013年5月25—26日出现的西南涡发生发展为江淮气旋及引发暴雨天气过程进行了分析。结果表明,高原上南支槽的东移发展以及地面气旋发生前西南涡的产生是使得本次江淮气旋发生和发展的必要条件和触发机制,槽后冷平流与地面倒槽前部的偏南暖湿气流交汇,有利于地面气旋的发生和发展;低空辐合、高空辐散导致的上升运动加强以及正涡度的产生和维持,为江淮气旋的发生发展提供了动力条件,暴雨就发生在正涡度中心东部的等值线密集区;高低层急流配置和次级环流的维持为暴雨的持续提供了有利条件,同时强烈的减压作用又使低空急流得以发展维持;暴雨过程大气层结稳定,但由于底层冷暖平流的作用使得冷暖气团的温度梯度加大,促使冷暖锋锋生,江淮气旋发展,降水增强。     

2009年11月10日银川河东机场暴雪天气过程成因分析

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料和卫星云图资料,对2009年11月10～11日发生在银川河东机场的一次暴雪天气过程的发生、发展及演变特征进行了分析。结果表明,造成这次大雪的高空影响系统是500hPa高空槽、700及850hPa东移的高原低涡,地面影响系统是河套锢囚锋。西北地区上空持续的200hPa高空急流诱生了地面气旋。这次降雪过程中,西北地区东部的正涡度平流有利于低层低涡系统在东移过程中加强;从散度场分布来看,宁夏中北部200hPa为辐散,700、850hPa为辐合区,使得宁夏中北部地区上升运动持久而强烈。这次暴雪的水汽来源是低层3支气流,即高原低涡前部西南气流、来自四川盆地的偏南气流、来自华北的偏东气流。3支气流汇集于宁夏中北部使得大量水汽在该区域累积,给银川河东机场的这次暴雪天气提供了充沛的水汽条件。这次强降雪也存在较为明显的中小尺度特征,利用逐时的数字化卫星云图可以有效追踪中尺度云团的生消、移动。     

山西省北部一次局部暴雪天气过程分析

利用常规的地面和高空气象观测资料,对2018年3月16—18日出现在山西省北部的1次局部暴雪天气过程进行了分析。结果表明:这次暴雪发生在500hPa高空槽、低涡切变线、700hPa低空西南急流和地面倒槽共同作用的天气系统下; 700hPa西南急流为此次暴雪天气输送了充足的水汽,并带来了必要的动力条件;地面气压场上日本高压后部的偏东干冷空气在山西形成了冷垫,有利于暖而湿的偏南气流沿冷垫爬升,大范围的增强了上升运动;通过分析发现,正涡度区和正涡度平流中心相配合对强降雪的落区有一定的指示作用。     

2016年2月13日营口地区大雪大风过程分析

针对在春运尾声营口地区迎来一次大风大雪强降温过程,利用常规观测资料和NCEP分析资料,从物理量场入手,对此次暴雪过程进行综合分析。结果表明:此次过程是冷暖空气共同作用的结果,主要影响系统是江淮气旋;此次降水过程低层辐合高层辐散的结构表明对流发展旺盛;充沛的水汽输送是强降水发生的必要条件,此次过程江淮气旋北上为大雪提供充足水汽。     

沈阳市百年最大降雪过程分析

2007年3月4日-5日暴雪过程为沈阳地区有观测资料百年以来最大一次暴雪天气过程。为了研究此次天气的特点,以便于对以后此类天气做出更好的预报,作者在本文中对该次天气过程做了多方面的分析。因为此次天气过程为沈阳市百年以来最大的一次降雪过程,包括暴雪、寒潮和大风三大主要特点,所以对此次过程做一深入的研究对于以后的气象工作具有重大意义。通过分析表明本次过程为高空南北槽合并、低空切变发展为低涡、地面南来气旋和极地冷空气的共同配合作用形成。通过水汽条件、动力因素和k指数等多方面物理量的分析,结果表明此次暴雪、寒潮和大风主要成因为①500hPa强冷空气堆积、700hPa垂直运动、850hPa的低涡和地面南来气旋,高低空以及地面的配合相当完美。②前期暖湿空气的堆积和地面江淮气旋带来的暖湿空气,高空强冷平流。暖湿和冷干空气的交汇是暴雪产生的必要条件。③垂直运动是降水产生的动力因数,垂直运动和地面气旋系统的移动路径和降雪区域密切相关。     

2007年3月4日大连地区暴雨天气过程分析

利用MICAPS常规观测资料、卫星云图、多普勒雷达产品等对2007年3月4日大连地区暴雨天气过程进行分析。结果表明:此次降雨过程高空500 h Pa环流形势为两脊一槽型;西南涡、江淮气旋是本次降雨过程的主要天气系统;暴雨出现在江淮气旋发展的强盛时期;大气的斜压性是江淮气旋存在发展的启动机制;西南涡形成的低空急流为此次降水过程提供充足的水汽、热量和动量条件,同时与南侵的强冷空气交汇于大连上空,形成上升气流,为此次降水提供动力条件。     

1次华北回流冷空气引发的罕见暴雪分析

采用常规观测资料和NCEP再分析资料,对2009年11月华北出现的罕见暴雪进行分析。结果表明,暴雪发生在条件性对称不稳定大气层结中;500 hPa低槽、锋区和700 hPa横切变是影响这次暴雪的直接影响系统;700 hPa低涡前的西南急流是主要的水汽输送系统,900 hPa以下东北风急流携带的强冷空气是暴雪形成的重要动力条件和温度条件,这次暴雪具有典型的回流冷锋特征;极锋急流激发的次级环流的下沉支在暴雪发生前将高层高动量强冷空气携带到低层,加大低层的大气不稳定。     

抚顺近10年暴雪的短期天气学分型研究

为了对抚顺地区暴雪天气有更深入的了解,并提高此类天气的预报准确率,利用500 hPa位势高度场和海平面气压场的实况气象资料,对抚顺2001—2010年近10年的15个暴雪个例进行短期天气学分型研究。结果表明：抚顺暴雪按500 hPa位势高度场可分为横槽型暴雪和小槽东移发展型暴雪,这2种暴雪型冷空气都经过贝加尔湖东南下;在海平面气压场上,抚顺暴雪可分为蒙古气旋型暴雪、倒槽型暴雪和江淮气旋型暴雪,90%以上的暴雪属于蒙古气旋型和倒槽型暴雪;蒙古气旋东南下经渤海加强再东北上是蒙古气旋型暴雪的主要特点,辽宁以南的低值系统北上是产生抚顺暴雪的必要条件;亚洲冷高压自西北或北北西向东南或南南东移动,倒槽型暴雪的亚洲冷高压强度大于蒙古气旋型暴雪的亚洲冷高压强度。此外,抚顺近10年暴雪有60%出现在12月和3月,一九—三九期间未出现暴雪。     

山东一次远距离台风暴雨分析

利用北京大学物理学院大气科学系研发的客观分析诊断图形系统,基于实际高空探测和地面观测实况,针对2003年8月25-27日发生在山东境内的台风远距离暴雨过程进行了研究分析。结果表明,台风东侧的偏南低空急流在暴雨过程中起着重要的作用,它一方面将低层暖湿空气向暴雨区输送和辐合,为大暴雨的产生提供了充沛的水汽输送和层结不稳定条件,导致偏南气流前端具有明显的暖锋锋生现象;另一方面,急流左前方的气旋性切变使得暴雨区的气旋性涡度加强,最终导致暴雨区的辐合上升运动加强,中低纬系统相互作用的特征明显。该远距离台风暴雨具有以下重要特征：暴雨是台风与西北涡及其东侧暖式切变线相互作用的产物;在这次暴雨过程中,西北涡及其暖切变线为暴雨的发生发展提供了最原始的动力场,即气旋性涡度场,而台风东侧低空西南急流的北涌进一步加强了原始涡度场和辐合区,加强上升运动。     

2007年3月3～5日东北特大暴雪过程分析

利用常规观测资料、卫星云图等资料,运用天气学分析和物理量场诊断分析,对2007年3月3~5日东北特大暴风雪过程进行分析。结果表明,此次过程的主要影响系统是南方气旋东移北上和500 hPa南北两支高空槽的合并。强暴雪形成的动力机制是高层辐散与低层辐合相配置导致的强上升运动,以及中低层深厚的正涡度的产生和维持。水汽来源是由700 hPa偏南低空急流携带东海和南海2个源地的充沛水汽抵达东北地区。强降水落区与850 hPa正涡度和200 hPa正散度大值区相一致,同时温度平流的强弱及冷暖过渡带位置能够很好地反映降水的强度及落区。     

一次东北暴雪天气过程诊断分析

利用Micaps系统的实况资料,应用天气学分析及物理诊断分析方法,对2007年3月3~6日东北地区特大暴雪天气过程进行环流形势、物理量场诊断分析。结果表明:南方气旋东移北上强烈发展和500 hPa南北2支高空槽合并是造成该次强降雪的主要影响系统。700 hPa偏南低空急流为东北地区产生暴雪提供了充足的水汽来源;低空辐合、高空辐散配置形势的强烈抽吸作用以及低空急流和切变线的耦合作用为暴雪提供了强有利的上升动力条件;强冷空气东移南下与暖湿空气的交绥作用,使得系统强烈发展,触发了强降雪的发生。     

B类气旋发展的分析

首先利用P坐标中的涡度方程和Petterssen发展方程简介A类和B类气旋的异同点,然后用常规观测资料、云图等分析2002年5月12~15日一次江淮暴雨过程来说明B类气旋的发展。指出B类气旋发生发展的启动机制主要在高空,高空涡度平流对气旋发展起主导作用,与挪威经典气旋模型不同;而绝热变化项与非绝热变化项的作用与经典气旋模型相同,气旋发展的最终结果是具有与经典锢囚气旋类似的热力结构。     

大连地区寒潮强风天气的数值模拟研究

利用常规资料、自动站资料以及中尺度数值模式（MM5V3）对2007年3月4～5日大连地区出现的极端寒潮大风天气进行了分析。结果表明,这次极端寒潮大风天气是北方冷空气东南移形成强冷锋与北上强江淮气旋共同作用造成的。强冷空气在下沉气流作用下,在大连上游即渤海中低层形成强干冷中心,低空有强负涡度、强辐散,高空有强正涡度、强辐合,有利于地面冷高压及冷锋的加强;大连东部低空有强正涡度、强辐合,高空有强负涡度、强辐散,有利于气旋加强发展;强高压、强冷锋配合罕见的强大气旋,从地面到850hPa形成明显的西边强高压、东边特强气旋的形势,这是出现寒潮强风天气非常有利的因素,这种西高东低形势形成的强气压梯度区自西向东经过大连地区,造成大连地区罕见的寒潮强风天气。     

2012 年春季辽宁两次暴雪过程对比分析简

应用常规天气图、探空、卫星云图等观测资料,对辽宁省2012年3月4～6日和4月2～3日2次雨雪天气的水汽、热力、动力条件进行对比分析.结果表明,2次过程冷空气南下时低层均有西南涡配合,先有暖湿气流北上,之后冷空气南下,把暖湿气流抬升,700、850hPa在38°～45°N有低涡和暖切变,暖湿气流在切变线的南侧产生辐合;有明显的锋区,大气斜压性强.不同之处表现为第1次暴雪期间,西南涡沿江淮切变线东移至山东半岛,西南涡东移北上先于蒙古低涡影响辽宁,冷空气为偏北路径;前期水汽来源于华南沿海,后期来源于日本海地区;而在第2次暴雪期间,西南涡位于四川盆地,稳定少动,蒙古低涡到达华北地区,与华北切变线合并后,东移至山东半岛,南端与西南涡南北叠加,经向度加大;水汽来源于孟加拉湾地区.当O℃层高度低于950 hPa、地面气温在0℃上下、1 000 hPa温度低于2℃、925 hPa温度低于-2℃时,是降水性质雨雪转变的关键.     

2018年1月初驻马店市一次暴雪过程分析

本文利用自动气象站观测资料以及NCEP再分析资料等,对2018年1月初驻马店市一次暴雪天气过程进行分析。结果表明:从天气形势来看,本次暴雪产生的主要影响系统为500hPa西风槽、700hPa急流以及低涡切变线。暴雪主要发生在500hPa高空槽东移以及低层切变线东伸的环流形势下,500hPa中高纬贝加尔湖西侧区域分布着阻塞高压,贝加尔湖东侧区域则分布着宽广槽区,中低纬孟加拉湾有1南支槽位置,再配合着北方的冷空气和以及源于南方的暖湿气流,这些共同为此次暴雪天气的形成提供了有利的环流背景形势。从物理量场来看,丰富的水汽输送以及源源不断的水汽辐合,为此次暴雪天气的发生提供了足够的水汽条件;东风气流的持续增强,西南暖湿气流在深厚冷垫上的爬升,为强降雪的发生给予了较好的动力条件。温度场上700hPa处有逆温层分布,850hPa处存在着显著的温度锋区,大气斜压性较强,暴雪区主要处在低层冷平流以及高层暖平流中心叠加区域。     

2次江淮气旋暴雨过程的对比分析

利用NCEP1°×1°的再分析数据对2次发生原理不同、路径不同的江淮气旋暴雨过程进行对比分析。结果表明:降雨量与气旋强度呈正比,若气旋入海再生,雨量增强。正涡度平流和暖平流均有利于气旋发展,中后期冷平流入侵,气旋减弱。低层正高层负的垂直螺旋度分布有利于较强降水的发生,随着气旋发展,垂直螺旋度向气旋偏东一侧偏移,气旋减弱阶段,垂直螺旋度正值中心抬离地面。2次气旋的水汽通道不同,但均存在水汽通量的强辐合中心。海上潜热通量数值大于陆上数值,陆上地面气旋中心基本在2m潜热通量大值区。若气旋入海后存在潜热通量大值中心,更利于气旋再生。气旋移速与500hPa引导气流的强弱有关,高空辐散场有利于低层减压,促进气旋发展。     

2016年6月30日湖北强对流天气过程分析及数值模拟

利用ERA-Interim再分析资料、中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐时降水量网格数据,对2016年6月30—7月1日湖北地区强对流天气环的流特征和触发机制进行了综合分析。结果表明,此次强对流天气的主雨带位于西太平洋副热带高压西北侧,850 hPa江淮切变线以南,850 hPa西南风急流轴左前侧,地面江淮准静止锋附近;925 hPa南风急流和850 hPa西南风急流在湖北地区低层建立的水汽通道为该地区强对流天气的发生、发展提供了充沛的水汽,同时湖北地区上空垂直方向的水汽输送也加强了当地的强对流天气;湖北地区上干下湿的大气状况和高对流有效位能为此次对强对流天气的发生、发展提供了充足的能量;地面江淮准静止锋、地面低压、低层江淮切变线、中层低压槽、低层冷涡造成的辐合上升运动为不稳定能量的释放提供了触发条件,有利于该地区强对流天气的发生、发展。     

2018年安徽东部连续两次回流形势下强降雪成因分析

利用常规气象观测资料、区域自动气象站资料和NCEP 1°×1°逐6 h再分析资料等对2018年1月3—4日和24—28日出现在安徽东部两次极端大暴雪过程的成因及动力、水汽热力、干侵入等结构演变特征进行诊断分析。结果表明,高空冷槽配合中低层低涡切变发展是形成暴雪的重要环流背景,700 hPa西南低空急流带是暴雪区主要水汽输送通道,异常的水汽通量大值中心与水汽通量散度中心相配合是产生极端强降雪的重要原因。从降雪机制看,1月3—4日暴雪过程属暖区冷流降雪,大气处于湿对称不稳定状态,暴雪区位于垂直方向上螺旋度正负值中心相叠置的区域中靠近下沉支的上升支气流中,且高低空急流耦合形成垂直方向上次级环流,高空槽后的强西北气流与高效率的水汽辐合输送相结合,降雪强度大;而1月24—28日属非典型性冷平流降雪,低层先有冷空气南下,干冷空气受底层抬升而直接降雪,过程相对冰面过饱和现象主要在低层,过冷水较弱,持续时间长。且两次强降雪过程中低空急流发生发展与高空急流周围正的涡度平流都有很好的对应关系,辐合强弱与降雪强度相对应。