山西省北中部初冬一次暴雪天气诊断分析

为了探讨暴雪天气的成因和机理,为暴雪预报提炼技术指标,利用常规气象观测资料和MICAPS资料,对2015年11月5—7日出现在山西北中部的暴雪天气过程进行了诊断分析。结果表明:(1)暴雪产生在高低纬冷暖气流相互作用的有利背景下,地面倒槽与回流共同作用的形势中,冷空气从高压中分裂南下在东北平原堆积是回流形成的机制;(2)低空、超低空急流的维持和叠置,为暴雪的出现提供了充沛的水汽。水汽通量大值区与低空急流的位置很吻合,水汽通量散度辐合区与暴雪区很吻合,对暴雪落区预报有明显指示意义;(3)回流降雪的开始与辐合上升关系密切,当回流干冷东北风到达山西北部,与低空偏南暖湿急流汇合形成切变线和干线时,降雪开始,此后随着切变线和干线的南下,降雪也逐渐向南扩展。切变线和干线是此次暴雪的抬升触发系统,切变线和干线北侧的东北气流起着冷垫作用,使暖湿气流沿冷垫爬升,促使上升运动加强,促使暴雪产生。     

阜新地区暴雪预报方法研究

为了提高暴雪天气的预报水平和服务能力,为设施农业气象灾害监测预警提供参考,利用常规高空和地面资料、NCEP 1°×1°再分析资料,对1955—2013年59年的25次暴雪过程进行总结。结果表明：（1）阜新地区暴雪主要集中在10月—次年4月,其中3月的暴雪次数最多,其次为11月和4月;（2）暴雪的高空和地面天气系统清晰、明显和有规律,500 hPa高空图分为2脊1槽型和阶梯槽型,地面分别为华北气旋、蒙古气旋冷锋、江淮气旋或倒槽;（3）降水前建立的风速≥12 m/s的低空西南急流为暴雪的发生提供了动力和水汽条件;（4）选取对暴雪天气具有明显物理意义的Q-flux-div(850)、Q(850)、K、θse(500)、W(700)、Div(500~850)6个预报因子,建立了阜新地区暴雪预报方程,实现暴雪天气客观化预报。     

河南省2018年1月3—4日暴雪天气的诊断分析与数值模拟

为进一步探讨河南省暴雪天气过程的成因和机理,分析WRF模式对暴雪过程的模拟效果,提高预报准确率,笔者利用NCEP 1°×1°再分析资料和常规观测资料,对2018年1月3—4日河南省大范围的暴雪天气过程进行诊断分析,并对WRF模式模拟结果进行分析。结果表明,高空槽、低层的切变和急流、地面冷空气是这次暴雪的主要影响系统。水汽条件好,水汽通量低层辐合,高层辐散,伴有较强的上升运动,更有利于暴雪天气的发生。WRF模式模拟的降雪量范围和强度都与实况较为一致,表明模式对暴雪天气的预报有一定的参考价值。     

2014年陕西“秋淋”天气过程分析

为深入研究陕西“秋淋”天气的形成机制,为此类天气的预报和决策服务提供参考,本研究利用陕西省自动站降水资料和美国国家环境预测中心提供的NCEP/NCAR再分析资料,对2014 年9 月7—17日陕西秋淋天气的环流形势及物理量特征进行分析。结果表明：陕西“秋淋”期间500 hPa极涡和西太平洋副高较历年同期明显偏强;长时间副高外围西南暖湿气流输送和西行台风为“秋淋”提供了充足的水汽条件和有利的气候背景;同时,物理量场分析表明：此次“秋淋”过程中一直有高湿区的维持和水汽辐合区的存在,垂直速度负值大值区及其抵达的高度对降水落区和降水量的预报有一定的指示作用。     

南通地区强降雪和积雪深度预报研究

为了预防和减轻强降雪过程对设施农业和生产生活可能带来的不利影响,提高预报和服务水平,利用常规高空和地面资料、ECWMF 0.75°x 0.75°再分析资料,对南通地区1951年以来共19次区域性暴雪过程从影响系统、大气层积、动力和水汽条件等方面进行分析总结,并以2013年的区域性暴雪为例说明诊断分析和预报过程。结果显示：(1)南通属于北亚热带季风气候,雨或雨夹雪转暴雪过程占多数,判断降雪量要关注转为纯降雪以后的降水量,积雪深度还要注意地表温度的高低,因此必须同时考虑强冷空气南下和强盛暖湿气流北上的综合影响；(2)形成强降雪的天气系统主要包括南北两支西风槽、中低空切变、西南急流和低空冷垫,实例是典型区域性暴雪天气形势；(3)500～850 hPa高度至少有两层强盛的SW急流,强烈辐合上升主要发生在700 hPa及以上高度,为暴雪的形成提供了动力和水汽条件,850 hPa以下为冷垫,850～700 hPa存在逆温, 850 hPa气温小于等于-4 ℃、2 m气温小于等于3 ℃时降雨向降雪转变,地表温度接近零度后积雪增长明显；(4)南通地区24 h平均SLR,纯雪过程≥10,雨转雪过程＜10、东南部＜ 5,一般可通过850 hPa、2 m气温及地表温度对降水相态转换和SLR做出预判；(5)从历史强降雪中寻找天气形势相似过程,对比层结、动力和水汽条件,然后对相似过程实况进行缩放来推断降水量和积雪深度,也是一种可行的方法。     

重庆地区一次冬季强降温过程诊断分析

为更全面地认识重庆地区冬季强降温发生机制,利用常规地面观测资料、探空资料及数值模式资料,采用天气动力学诊断方法,对重庆地区2018年1月22—29日强降温天气过程的天气系统演变特征、动力结构特征及水汽条件进行分析。结果表明：（1）1月22—29日冷空气由东北路径侵入重庆地区,72 h内日平均温度普遍下降6℃及以上,东北部地区由于先受冷空气影响且海拔普遍偏高,较西部地区先出现大范围降温且最低温度普遍低于西部地区,出现雨雪天气;西部地区在高、低空急流及川东低涡切变线的动力作用下,配合充足的水汽条件较东部地区先出现大范围降雨,东北路冷空气回流至西部地区,并持续低温阴雨天气。（2）贝加尔湖以西的低压系统、冷中心及东北冷涡、高低空急流、中低层低涡切变线是预报重庆地区此次强降温伴随雨（雪）天气的出现时间及影响区域的重要预报着眼点。     

江淮流域3次致涝大暴雨过程的对比分析

为了掌握2011年梅汛期江淮流域强降水频发特征,揭示大暴雨天气发生发展机理,为今后暴雨预报提供有益参考。利用常规探测资料、中尺度加密站资料、雷达资料和数值模式产品资料对比分析了6月25日、7月5日和7月12日发生的3次大暴雨过程。结果表明：6月25日、7月12日强降水发生受西风带冷空气南下与低空倒槽发生相互作用,倒槽东侧的偏南气流提供充足的水汽,前者为弱冷空气与强热带风暴“米雷”外围云系结合的降水,属稳定性降水,后者为对流性降水;7月5日强降水发生于副高边缘,主要由上冷下暖的不稳定层结以及低空西南急流提供的充足的水汽供应所致。多普勒天气雷达基本反射率图可以较好地追踪强降水回波,在开展大暴雨天气联防和短时临近预警中凸现作用。     

干旱沙漠区一次局地极端大暴雨的分析

为了提高干旱沙漠区极端降水天气的预报预警能力和缓解该地水资源严重短缺问题,利用常规观测图、区域自动站雨量、FY-2D云图、单站气象要素和NCEP再分析资料,对2013年5月15日干旱沙漠区民勤县局地极端大暴雨的成因进行诊断分析。结果表明:此次局地大暴雨具有出现时间特殊、雨强大、酝酿时间长,且发生在降水极少的干旱沙漠区的特点。主要影响系统是500 h Pa新疆低槽引导冷空气南下,中低层切变线缓慢东移,配合地面风场辐合;水汽输送通道有西南和东南2个,东南急流引导的水汽是此次过程主要的水汽来源。中低层辐合、高层辐散及整层上升运动是这次大暴雨的动力条件;K指数、CAPE指数、Si指数的大值区、θ_(se)高能舌延伸位置偏北偏东与此次大暴雨区相符;2个中尺度对流云团的合并发展是造成此次大暴雨的重要原因。     

太行山地形对山西两次锢囚锋暴雪影响的数值试验

为深刻认识太行山地形对降雪的影响,做好降雪天气预报服务,从而适应新型农业种植结构调整,减小降雪天气对农业生产的影响,利用NCEP全球再分析资料和实况探测资料,采用WRF中尺度数值模式,对2009年11月10日和2010年3月14日山西省两次锢囚锋暴雪天气进行数值试验,比较分析了太行山地形变化对降雪量级、强度、落区及空间结构特征的影响。结果表明：（1）对于影响系统偏南的暴雪天气,太行山高度适中更能使降雪接近实况,而对于偏北的暴雪天气,则是抬高地形,影响更明显。（2）锢囚锋降雪的不同阶段,太行山地形变化对低层水汽输送的影响差异较大。（3）适当降低太行山高度,使得暴雪区上空高空辐散、低空辐合的垂直结构更明显,中心强度更强,对暴雪的产生更为有利。（4）对于影响系统偏南的暴雪天气,太行山高度降低使得高层干侵入强度增强,造成触发作用加强。     

相似环流背景下降水量级差异甚大的2次过程对比分析

为研究夏季暴雨空、漏报问题,利用常规气象观测资料、FY-2D气象卫星、雷达、自动气象站加密及NECP再分析等资料,对相似环流背景下2012年7月降水量级差异甚大的2次过程进行对比分析,结果表明：在大尺度相似环流背景下,上下游系统配置及有无中尺度系统生成是2次降水量级差异的主要原因。7月6日短波槽在东移过程中冷空气减弱,同时降水的动力、水汽以及不稳定条件变差,山西中南部出现小阵雨;7月8日冷空气东移加强,高度场与风场呈现非地转特征,中尺度切变线、中尺度急流、中尺度涡旋生成,影响降水的水汽输送及水汽辐合加强,山西中南部对流发展,出现区域性暴雨天气。因此,在相似环流背景条件下,通过分析上下游系统动态演变、物理量场高低空配置,对数值天气预报产品进行订正,以减少暴雨空、漏报。     

贵州一次典型锋面大雾的成因分析

为了进一步提高锋面大雾预报水平,利用天气图资料和自动站逐小时观测资料,分析了2017年1月3—4日发生在贵州的一次持续性大范围锋面大雾天气成因。结果表明：偏南气流将孟加拉湾和南海水汽向贵州等地输送,850 hPa温度槽携带冷平流入侵及地面静止锋形成,为这次锋面大雾提供了有利天气条件。水汽在贵州上空持续辐合导致低云发展增厚,云底下降接地形成地面大雾;静止锋东退北抬,西南暖湿气流经过冷平流区域致使大雾持续发展;逆温层逐渐减弱消失、云底抬升,大雾也随之减弱消散;低层气流辐合上升、中层气流辐散下沉有利于大雾形成。大雾期间水汽饱和、风速较小,前期气温呈下降趋势,中后期近地层处于较稳定状态,有利于大雾形成和维持。     

2016年1月22－26日影响海南岛一次强寒冷天气过程分析

为了深入了解强冷空气影响下海南岛的天气变化特征，进一步提高对强冷空气影响过程预报准确率，利用海南省区域自动站资料、常规天气观测资料以及NCEP/NCAR 2.5°×2.5°一日四次再分析资料，采用天气学原理和动力学诊断分析方法，对2016年1月22—26日影响海南岛一次强冷天气过程进行分析和总结。结果表明，此次强冷天气过程是由于极地涡旋分裂南下，同时乌拉尔山高压脊强烈发展使冷空气在横槽聚集，横槽前部等高线阶梯形势明显，并伴有明显负变高和冷平流，从而有利横槽转竖南压引导强冷空气向南爆发。强冷平流是造成海南岛出现强烈降温的主要原因；另外，由于低纬地区短波槽活跃，短波槽前暖湿气流与南下冷空气共同作用造成降水。     

2014年春季内蒙古2次大风降雪寒潮过程分析

对于环流特征相似的寒潮过程,其爆发的方式、产生的天气和影响的区域基本相似,但个别寒潮过程却存在较大的差异,造成预报上的误判。针对此类特例,基于常规气象观测资料,自动站观测资料和NCEP逐6 h 1°×1°再分析资料,应用天气学分析和诊断方法,对2014年4月24日（过程1）和5月1日（过程2）2次寒潮天气过程的环流、系统和爆发的动力、热力学机制等进行对比分析。结果表明：2次过程北半球中高纬500 hPa环流形势均具有两脊一槽的环流特征。寒潮区域升温明显,前期平均温度分别比历史同期偏高1.0~7.3℃和0.1~10.7℃,500 hPa冷槽和强锋区均在新疆北部堆积、爆发南侵;2次过程在爆发方式和成因上存在着较大的差异,过程1中促使寒潮爆发流场为横槽转竖,槽前疏散结构和正涡度平流使低槽切断出低涡并东南移,冷平流中心移至槽前,横槽转竖寒潮爆发。过程2为低槽东移,冷槽移过阿尔泰山和蒙古高原加深东移,冷空气入侵内蒙古,寒潮爆发。虽然2次过程均造成了全区范围的强降温,但由于上述影响方式和成因的不同,使得大风、沙尘暴和降水呈现出不同的影响特点。寒潮过程中大风和沙尘暴的分布除与冷平流有关外,还与高空动量下传的地点和时间密切相关,对于寒潮过程中的降水而言,低层的温度层结及其水汽输送特点,决定了不同地区的相态变化和降水的量级。通过关注环流相似寒潮过程中的爆发方式和动力过程,对于正确预报寒潮天气造成的不同地区的降温、大风、沙尘和降水具有很好的借鉴意义。     

广西一次强冰雹天气诊断和预警特征分析

为了提升冰雹天气的短时临近预报和预警服务水平,本研究利用常规观测资料、NCEP再分析资料以及多普勒雷达资料,对广西2013年一次强冰雹天气过程的环境条件和雷达回波结构特征进行分析。结果表明：500 hPa高原槽和南支槽、低层切变线以及地面冷锋是此次强对流天气的影响系统。高空槽前正涡度平流、0~6 km强垂直风切变、较强的大气层结不稳定度、0℃层和-20℃层高度都有利于大冰雹的产生,强对流风暴发生在水汽强辐合区中。产生大冰雹的对流风暴为典型的超级单体风暴,具有低层钩状回波、有界弱回波区、三体散射(TBSS)及持久深厚的中气旋等特征。显著的三体散射回波、60 dBz回波持续扩展到-20℃层高度以上、风暴顶强辐散这些判据可作为判别强冰雹的雷达特征指标。     

一次鲁西北强降雪天气过程诊断分析

为了揭示强降雪天气的成因,以期为此类农业灾害性天气的预报预警提供指示,应用常规观测资料、NECP再分析资料,对2015 年11 月23—24 日一次强降雪天气的天气形势、物理量条件进行分析。结果表明：西风槽、低空急流和地面冷高压是此次强降雪天气的主要影响系统,此次降雪符合回流降雪特征;水汽条件上边界层以上的暖湿空气沿着冷空气层爬升产生降雪,为此次过程的主要特点,边界层比湿南大北小是此次降雪量级聊城北部中雪南部大雪的主要原因;降雪时925 hPa 以上强上升气流、暖平流,近地面边界层内弱下沉气流、冷平流。     

2014年一次强降温天气对杏扁的冻害过程分析及防御建议

2014年5月3—5日，张家口杏扁种植区出现了严重的霜冻害，笔者应用实时MICAPS气象资料和地面观测资料，对本次天气过程进行了天气成因、前期气候背景、预报经验指标分析，发现高低空强烈的冷平流为霜冻发生提供了基本的平流降温条件；连续的冷平流作用和强烈发展并稳定维持在张家口北侧的东北低压，是造成这次低温霜冻持续时间长的关键系统；霜冻发生前出现的降水是这次杏扁冻害造成严重损失的主要原因。准确的天气预报是杏扁冻害防御的重要基础，霜冻预报经验指标可以为杏扁的冻害防御工作提供理论参考。     

2013年春季内蒙古中东部地区一次吹雪过程天气学特征研究

为了研究内蒙古暴风雪成因,利用常规观测资料和NCEP2.5×2.5的6h再分析资料,应用Grads绘图软件以及Micaps3.2系统,对2013年出现在内蒙古中东部的一次吹雪天气进行了分析。结果表明：高空槽东南下为本过程提供有利的大尺度环流背景,蒙古气旋和蒙古冷高压为主要影响系统。高空急流在本次过程中起了重要作用。其出口区左前方的辐散抽吸作用,加强了地面蒙古气旋,有利于降雪发生。其入口区左侧的辐合区,形成下沉运动,动量下传以后为地面大风的形成提供条件。散度场和垂直运动场均形成次级环流,其辐合上升支为降雪提供动力抬升条件,而它的下沉支将高空动量下传到地面。西南低空急流的存在,将低纬度的暖湿气流输送到内蒙古中东部,对降雪天气的形成起了重要作用。     

山东省11月份大范围回流暴雪特征分析

回流暴雪是山东省秋冬季重要的灾害性天气之一,为加强对这类灾害性天气的分析研究,提升预报能力和水平,笔者利用常规气象观测资料,对2000年以来山东省11月份发生的回流暴雪天气过程进行了环流形势、中尺度特征及热力、动力诊断分析。结果表明,这期间的回流暴雪均存在雨雪相态转换,925 hPa以下的温度对降水相态有明确的指示意义;此类天气的概念模型是500 hPa和700 hPa在河套地区或东部是低槽,低层850 hPa从西南伸向山东的切变线,地面为西北-东南向的高压控制,直接影响系统包括：低槽、切变线和低空急流;大气湿度层深厚,到达对流层中层或更高;探空分析所有过程均存在逆温,这也是回流降雪的重要特征;在低层水汽通量散度场有强辐合,θse的低值区一直伸到中原腹地,在大气中高层出现对流性不稳定;散度场从下向上辐合辐散交替叠置,垂直速度场表现为从低空到对流层顶均是上升运动的特征。