甘肃河东地区降水特征及天气系统分型

利用甘肃1982~2002年逐日降水资料,在统计分析河东地区降水量的年变化及季节变化特征的基础上,结合降水天气过程发生当天的08时500hPa、14时ΔP24地面图为依据,综合考虑西北区高空环流形势、高空和地面影响系统、冷空气路径和强度等天气条件,对4~10月影响河东地区降水的主要天气系统进行了分型,结果表明:河东降水的高空环流可分为三种类型:西高东低型、西低东高型和平直多波动型,其中降水类型以平直多波动型为多见。     

基于环流类型分析的沙尘暴预警系统的研究与设计

研究统计1998年-2012年银川河东机场发生的44次沙尘暴天气典型案例,采用天气学分析及诊断分析方法,对沙尘暴天气爆发前24小时500百帕的环流机制、天气系统、气候背景进行深入分析,寻找影响沙尘暴天气发生的关键因素。结果表明:河东机场沙尘暴天气发生的主要环流类型分为四类:一脊一槽型、两槽一脊型、两脊一槽型和其它类型;高空急流、机场地面风、对流层低层强烈垂直不稳定、横槽转竖是影响沙尘暴天气发生的关键因子。总结归纳出影响沙尘暴发生的四个环流共五十二条预报指标以及发生条件,建立基于环流类型分析的沙尘暴预警系统的概念模型,设计开发了沙尘暴预警系统。     

银川河东机场沙尘天气环流类型及动力结构研究

选取1998-2010年银川河东机场29次沙尘暴天气典型个例,采用天气学和统计分析方法研究了河东机场沙尘暴天气的环流类型及其动力机制。结果表明:银川河东机场沙尘暴天气的环流类型分为4类,即:新疆冷槽型、小槽发展型、强西北气流型、东高西低型,其中新疆冷槽型沙尘暴天气是河东机场最主要的沙尘暴环流类型;强沙尘暴天气发生时一般都伴随着高空急流加强;而沙尘暴天气爆发时散度场的分布为低层辐合高层辐散。     

祁连山人工增雨天气模型与预报方法研究

利用1993-2004年高空和地面资料,统计分析了祁连山降水环流特征,得出祁连山降水的主要形势为高空冷槽型、西南气流型、西北气流型。预报系统04年业务化以来,增雨条件判断准确率70%,对人工增雨业务具有客观的指导意义,并有助于对增雨效果的检验。     

河西走廊东部暴雨气候特征及天气特征

利用线性回归分析、Mann Kendall检验法,统计分析河西走廊东部1961-2012年暴雨日数的变化规律。结果表明：河西走廊东部暴雨日数时空分布差异大,从南向北、从东向西暴雨日数迅速递减;年暴雨日数变化总体呈上升趋势,其线性倾向率为0.24 d·（10a）-1;一年中暴雨集中在6-9月,且大多在白天。采用Mann Kendall检验法进行检验,河西走廊东部年暴雨日数从1963年开始增加,1985-2012年为显著增加。根据暴雨天气发生的物理机制和高低空环流配置,将暴雨出现的500 hPa大尺度高空环流形势归纳为副高西部冷槽型、副高西部西南气流型、河套阻塞高压型3大类,其中大量级暴雨出现在高空河套阻塞高压型中。针对高空500 hPa 3种暴雨形势,给出了700 hPa对应的低空典型环流特征,并总结分析了每种暴雨类型的环流特征及影响程度。     

内蒙古一次特强沙尘暴大风成因分析

2010年3月19日,内蒙古中西部地区发生了近几年最严重的沙尘暴天气。沙尘暴天气由蒙古国西部起沙,在内蒙古中西部地区加强,随着天气系统的演变,地面形成强沙尘暴或特强沙尘暴天气。利用常规观测资料及数值预报产品资料对3.19沙尘暴天气过程进行诊断分析,得到以下结论:3.19强沙尘暴、特强沙尘暴天气过程,是近地面前期强烈增温,导致地表热力不稳定,由蒙古气旋产生上升运动起沙。高空西北气流上,斜压扰动不稳定发展,高空冷平流激发了垂直于地面的锋面次级环流,地面气旋转为强冷锋过境,内蒙古中西部地区产生强沙尘暴天气。高空急流对沙尘暴天气的产生具有重要作用。高空急流出口区右侧,下沉气流落于地面冷锋后,引起大风,加强了沙尘暴天气。在冷锋移动过程中,冷高压强度少变,处于其前沿锋区内的山西、河北、河南、山东等地产生了扬沙或沙尘暴天气。     

新疆棉花障碍型冷害的天气成因

应用乌苏、炮台和石河子3个气象站1961-2003年7月10日～8月15日的逐日气象观测资料和现有的棉花生长发育观测资料,选出棉区最严重的3次障碍型冷害过程,分析冷害天气前期、过程中的光、热、水和风速气象要素的特点和天气成因.结果表明:①产生障碍型冷害天气过程是持续3 d以上的日平均气温低于20.0℃的强降温天气,连续的阴雨、无日照加重冷害的影响,即阴冷湿型危害重于冷干型.②盛夏持续性低温过程的大气环流背景是100hPa南亚高压北侧的副热带锋区上的低槽,南亚高压双体型导致副热带槽偏南(40°N以南)造成阴冷湿型冷害,单体型导致副热带槽偏北(40°N以北)造成冷干型冷害.③500hPa中纬地区为经向环流,伊朗高压脊强烈向北发展导致北方冷空气南下,在中亚形成深厚稳定的冷性低涡,该低涡冷空气低于-20.0℃,从而造成持续性低温过程,低涡偏南(40°N以南)降水较大造成阴冷湿型冷害,低涡偏北(40°N以北)降水较小且不连续造成冷干型冷害.     

天气类型对塔克拉玛干沙漠腹地沙尘浓度的影响

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中大气环境观测试验站2013年3月至2014年2月地面常规气象观测资料和PM10质量浓度数据,运用聚类分析方法对影响沙漠腹地沙尘浓度的地面天气系统进行了分型,分析了沙尘浓度与气象要素、地面天气系统的关系,并运用后向轨迹簇分析方法研究不同气团移动路径下沙尘浓度的变化。聚类分析结果表明:影响沙漠腹地沙尘浓度的主要地面天气系统分为4类,对应其天气环流形势分别为冷空气入侵、反气旋控制、锋前热低压和中小尺度型。轨迹簇分析与地面天气系统分类结果相一致,表现出明显的季节性特征。研究结果可为该区域沙尘天气的地面天气分型与大气环境质量预报提供科学参考。     

远距离台风影响下的陕西大暴雨分析

应用NCEP再分析资料和常规地面观测资料,对陕西发生的3次与台风有关的大暴雨天气,从环流背景、动力、热力、水汽条件等方面综合分析.结果表明:3次过程中国大陆中东部存在高压系统,使西风槽或高原槽进入河套移动缓慢;台风主要作用是外围东风气流为河套输送大量水汽或使孟加拉湾和南海的暖湿气流向北输送.大暴雨位于850 hPa锋生...     

2017年与2014年西安极端高温天气及其环流特征对比分析

借助观测资料与FNL全球分析资料，对比研究2017年与2014年西安高温天气基本特征与有利环流形势，结果表明：① 2 a西安均发生了40 ℃以上的长时间持续高温天气，其中2014年属于常规高温年份，而2017年西安高温则提前1个月发生，高温的提前发生主要是因为南亚高压强于正常年份同期强度；② 不同于我国南方地区的闷湿高温，西安高温属于干性高温，且昼夜温差较小，由此造成24 h对人体的不适；③ 详细描述了西安高温发生的典型环流特征，即南亚高压与西太平洋副热带高压（简称副高）同时增强，并在对流层中高层相互贯通；④ 南亚高压是影响我国西北地区的主要热源基地，在较大经向度的有利环流背景下，强风速可将热气团向南向东深度输送至下游地区（即西安）；⑤ 在“上辐合、下辐散”的散度场配置下，西安500 hPa以下高空维持明显的下沉气流，加之有利的局部要素相配合，最终造成该地区高温天气的发生。     

阿勒泰地区白灾的等级划分及致灾暴雪的环流特征

利用1960-2010年冬季阿勒泰地区7个气象站观测资料、灾情报告、欧亚高空和地面资料,对阿勒泰地区白灾等级和一次致灾暴雪天气的分析表明:(1)积雪厚度和低温的持续时间决定了白灾的危害程度,阿勒泰地区白灾划分为轻度、中度、重度三个级别。51年内阿勒泰地区遭受的白灾轻度11次、中度4次、重度6次,白灾主要发生在浅山、丘陵和河谷一带。(2)2010年1月6-7日阿勒泰地区致灾暴雪天气的主导系统是高空500hPa阻塞高压,西伯利亚冷涡和中亚低槽是影响系统。高空偏北气流、中层西南气流、低层偏东气流在阿勒泰地区的汇集,增加了暴雪天气的斜压性和不稳定性,暴雪落区上方伴有强烈的上升运动。     

乌拉特-达茂草原暴风雪天气特征及预报

暴风雪是强降温、大风和强降雪相伴出现的天气现象。由于形成暴风雪天气的条件十分苛刻,且其发生机率较低,所以具有一定预报难度。文中从内蒙古乌拉特-达茂草原近40年来出现的暴风雪天气个例出发,分析了暴风雪的气候学特征、天气学特征、动力学特征,总结出了几个预报着眼点。分析表明:近20年来乌拉特-达茂草原暴风雪灾害呈明显减少趋势;暴风雪天气过程的环流形势可分为小槽发展型、低槽东移型和横槽转竖型三个类型,且常与蒙古冷涡的发展加深和旋转南压相联系。从天气学特征来看,暴风雪的环流形势兼具寒潮、降水和大风天气的环流特征,高层经向环流十分明显,乌拉尔山高脊发展旺盛,脊前西北急流很强,在蒙古国常存在深厚低涡或横槽,冷中心强、锋区强;低层暖湿气流活跃,常存在偏南风低空急流和暖平流,低空急流左前方往往有切变线;地面图上为蒙古气旋或狭长倒槽,并有锋面存在。从动力学特征来看,高、低空急流耦合作用明显,高空急流入口区左侧的辐合产生下沉运动使动量下传到对流层低层,有利于产生大风;在高、低空急流相叠置的地区由于强烈不稳定而产生深厚对流,容易形成强降雪。在制作暴风雪天气预报时,应主要以乌拉尔山高脊、蒙古冷涡、高、低空急流及其耦合作用等为着眼点,根据它们的发生、发展、演变、配合等情况做出预报。     

准噶尔盆地南缘“2008.04.17”沙尘暴天气成因分析

利用常规观测资料、地面气象自动站资料和数值预报产品T213资料,对2008年4月17日下午准噶尔盆地南缘石河子垦区出现的沙尘暴天气过程的成因进行了分析。结果表明:西西伯利亚冷槽的斜压性结构使其强烈发展,为沙尘暴的发生提供了动力条件。而西西伯利亚冷槽的垂直结构强迫出一支下沉气流,为沙尘暴的发生提供了动量下传机制。沙尘暴是高空急流及高空锋区,在中、高纬地区共同作用的结果。沙尘暴爆发过程中,动力场、热力场的交换非常明显。沙尘暴发生在地面冷锋后部、冷高压前部、3h变压、变温最大处和气流辐散的地区。     

1961-2017年南疆地区沙尘天气的时空变化特征及影响因素分析

利用南疆地区49个地面气象站1961-2017年沙尘资料,通过Mann-Kendall突变检验法、 IDW插值法、多元回归分析和相对贡献率等方法,对南疆地区沙尘天气的月、季和年及年代的时空变化特征及影响因素进行分析。结果表明:近57a南疆地区沙尘天气呈极显著波动下降趋势,减速为-1.06d/a,其中浮尘日数减速最大(-8.6d/10a);沙尘变化特征表现为单峰式的先增后减;沙尘暴、扬沙和浮尘日数突变年为1989、1995和1994年;沙尘天气具有季节性、区域性差异,春夏秋冬分别为31.4、20.9、11.4和6.8d,季节变化表现为春季(-4.1d/10a)最大,年内月份均表现显著减少趋势;浮尘、沙尘暴和扬沙均呈现南多北少的纬向特征,主要发生在和田和巴州地区的南部,且绝大部分站点沙尘天气呈现显著减少趋势;风速、气温日较差与沙尘天气日数呈显著正相关,对沙尘天气的相对贡献率为51.2%和13.1%,水汽压、气温、最低气温、降水量呈显著负相关,贡献率为20.4%、9.5%、0.5%和0.2%,影响排序为风速>水汽压>气温日较差>气温>最低气温>降水量,风速对沙尘天气发生的影响占主导地位。综上所述,风速、下垫面的干湿状况、气温和冷空气活动等因素是南疆沙尘天气发生的主要因素。研究成果可为南疆地区绿洲合理扩张和沙土资源利用提供科学依据。     

一次区域沙尘过程的垂直结构和传输路径分析

利用CALIPSO卫星的星载激光雷达资料,结合地面CE-318太阳光度计,分析了2015年3月31日～4月1日,我国西北地区的一次区域沙尘天气过程中的高空流场、沙尘气溶胶的垂直分布及输送气流轨迹.结果表明:这次过程中,粒径较大的沙尘颗粒大多出现在地面至3km之间,而相对较小的粒子则均匀分布4～ 8km范围.应用HYSPLIT模式和NAAPS全球气溶胶模式,结合地面实况资料,可以看出沙尘一部分向东北方向传输,最高达到8km,一部分在甘肃境内持续作用,造成当地的扬沙、浮尘天气.     

祁连山总云量变化及其与气候变暖的关系

利用祁连山区及其周边地区34个测站,1961-2000年历年1～12月平均总云量资料,采用线性回归分析、合成分析、相关分析和功率谱分析等方法,分析了40年来祁连山区总云量与气温变化的关系及其成因.结果表明:云量偏少(多)与气温偏高(低)存在一定的对应关系.春、夏季云量对气候变暖的响应显著,秋、冬季不显著;祁连山云量受西太平洋副热带高压、中纬度纬向环流和太阳活动影响.气候变暖引起西太平洋副热带高压面积增大,向北扩展,中纬度纬向环流增强,促使副热带高空锋区北移,冷暖空气在祁连山区交绥次数减少,造成祁连山区云量减少.     

一次"干"对流风暴的中尺度分析

通过对2007年7月24日发生在陕西省的一次"干"对流风暴过程的分析,发现这次对流性风暴有2个主要特点:①风暴区的水汽输送和辐合均比较弱;②风暴发生在高空急流入口区内和低空急流轴左前方3~5个纬距内。高、低空急流耦合激发了急流次级环流的产生和发展,急流次级环流对风暴又产生了正反馈作用;地面中尺度涡旋是由急流次级环流上升支引起的。     

塔里木盆地地区沙尘气溶胶特征分析

沙尘天气是塔里木盆地地区常见的天气现象 ,对沙尘气溶胶的分析表明 ,尘暴期间 ,沙尘气溶胶浓度远大于非尘暴期间。沙尘气溶胶小颗粒绝对浓度大幅度增加 ;百分比含量也迅速增加 ;小颗粒 ( <3.3um)与大颗粒 ( >3.3um)的相对浓度呈大幅度增加趋势 ,说明尘暴期间由于当地沙源丰富 ,细物质较多 ,细小颗粒迅速被携带到高空 ,成为沙尘气溶胶的主要来源。阿克苏站气溶胶中 Al等元素在不同高度的谱分布呈单峰型 ,浓度最大值出现在 4.7- 7.0 um范围内。富集因子分析表明 ,阿克苏站和策勒站沙尘暴和扬尘天气的各地壳元素含量均高于浮尘和背景大气 ,而且能见度愈小 ,高出的比例愈大 ;各种沙尘天气发生时 ,均以亲地元素的浓度为最高。     

影响中国北方特强沙尘暴的环流系统分型研究

使用中央气象台出版的历史天气图资料,对1957～2002年发生在我国北方的33次特强沙尘暴过程的环流系统进行了分析研究,重点分析研究了环流系统的热力和动力结构、活动特征及高低层系统的相互配置;在此基础上,以形成触发沙尘暴强风的主要地面环流系统为依据,通过分类归纳,将形成我国北方特强沙尘暴的环流系统,划分成纯强干冷锋型、蒙古气旋与干冷锋混合型、蒙古冷高压南部倒槽型和干飑线与冷锋混合型4种类型。研究结果指出纯强干冷锋型的冷锋具有典型的2型冷锋的垂直结构,冷锋后有强大的气压梯度,冷平流强烈,锋后为西北大风,沙尘暴带为西北东南方向。蒙古气旋与干冷锋混合型以蒙古气旋的强烈发展为主要特征,气旋强烈加深,在地面强风形成中起着重要作用,气旋暖区及冷锋后为西南大风或偏西大风,沙尘暴带自西向东延伸,与气旋中心移动路径关系密切,冷锋后降温较弱。蒙古冷高压南部倒槽型强沙尘暴是由蒙古冷高压与河西暖倒槽相互作用形成强盛东风触发的,沙尘暴区范围较小,但稳定少动,持续时间较长。干飑线与冷锋混合型强沙尘暴是由冷锋前干飑线或中尺度低压扰动和冷锋相伴影响造成的,它可以和第、类同时发生,第、类天气尺度环流形势是产生该类强沙尘暴的环流背景。文章给出了各类特强沙尘暴的天气学概念模型。     

陕西春季干旱的环流特征分析

选用陕西51个气象站1962~2008年3~5月降水量数据和NCEP/NCAR再分析资料,根据综合干旱指数确定了陕西春季干旱等级和持续时间,利用合成分析的方法分别对陕西春季干旱和春末夏初季干旱年的大气环流进行研究,并与多雨无旱年的大气环流特征作对比分析。结果表明,陕西春季干旱持续时间长,呈北强南弱的不均匀分布模态。陕北长城沿线风沙区、关中平原和秦巴山区东部是春季易发生干旱的关键区。陕西春季干旱年500 hPa环流形势表现为欧亚中高纬度距平场纬向分布呈现"-+-",中亚高压脊偏强,东亚大槽明显偏深,表现出冷暖空气交汇区偏南的冬季风环流特征;相反春季多雨年中纬度盛行纬向气流,东亚大槽偏浅且位置偏东,咸海、里海附近多低压系统活动,南支西风带中孟加拉湾长波槽偏深。春末夏初季影响陕西干旱的环流表现为"-+-+"的距平分布,中亚高压脊偏强,中纬度盛行纬向气流,冷空气多偏北路径向东南移动,西太平洋副高偏弱,位置偏东偏南;相反春末夏初季多雨年乌拉尔山高脊偏强,贝加尔湖多长波槽活动,同时西太平洋副高偏强,对流层低层青藏高原东侧南风较常年同期偏强。最后相关分析表明陕西春季干旱指数与前期冬季乌拉尔山附近高度场有显著负相关,前期冬季乌拉尔山高脊偏强(弱),陕西春季易发生干旱(多雨)。