积雪特性参数分析及雪深模型建立

通过2015~2016年冬季积雪观测试验,测量自然条件下雪深、雪层温度、雪层密度、雪层液态含水率等积雪特性参数,分析积雪特性参数影响因子和发育变化规律,构建径向基神经网络雪深模型。结果表明,空气、地表温度及水汽压是影响雪参数发育三大主要气象因子。在时长为124 d覆雪期中,雪深最大平均融雪速率达3.20 mm·d-1,出现在融雪后期。雪层密度随雪深增加波浪式上升,其中稳定期全层密度0.1~0.4 g·cm-3;雪层液态含水率0.5%~3.5%,分层液态含水率中层较大,积雪表层和底部波动较小;全层积雪孔隙率平均值为72.3%,积底层孔隙率廓线下降最快,极差最大。经两次优化后,雪深模型最大绝对误差为0.614 1 cm,最大相对误差为5.85%,模拟精度控制在6 mm以内。     

基于ECMWF再分析数据的内蒙古高原雪深时空变化特征

根据ECMWF再分析资料,探讨了1986—2021内蒙古高原雪层厚度的时间、空间和地貌因素的关系。研究发现,内蒙古地区1986—2021年间的降雪速度呈0.31 mm/年的递增趋势,尤其是2000年后增长速度较快,但没有显著的差异。在月尺度上,冬季降雪深度从10月起逐渐增大,翌年1—2月为最大。从空间上看,内蒙古高原北部、西北部和东北部积雪雪深较深,而西南部则是积雪深度偏轻的区域。积雪深度的变化规律与地形的关系密切。从整体上看,积雪深度与海拔高度之间存在显著的相关性,其相关系数为0.75,随坡向、坡度、曲度的不同而不同。东南坡度、坡度为5°～10°和高低不平的地区对积雪的影响较大,从而为我国的草原防雪灾和预测草地的回春时间提供参考。     

大连机场1月2日暴雪过程分析

2012年1月2日,大连出现了一次强降雪过程,降雪持续了一天时间,总积雪深度为10cm,达到了暴雪的强度。本文利用NCEP再分析资料,对这次强降雪过程进行天气学分析和诊断分析,得出如下结论:通常在强冷空气影响下,水汽主要来自于中层的水汽的输送,产生降雪的持续时间短,短时强度较大;而2日的冷空气强度适中,中层水汽条件差,但渤海海域成为了降雪的主要水汽供应源,产生的降雪具有持续时间长,降雪总量大,短时降雪强度大等特点。     

细网格气象特征对青藏高原地区电网安全的影响

【目的】本文研究了细网格气象特征对青藏高原地区电网安全的影响。【方法】利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的再分析资料(0.125°×0.125°)对青藏高原地区10年影响电网安全的降水、温度、积雪深度气象要素进行了统计分析。【结果】高原夏季降水量明显高于其他几个季节,山南地区降水量较多,平均每年发生14次极端降水;冬季青藏高原温度急剧下降,拉萨最低温度低至-14℃,昌都地区的温度低于-6℃,这样的低温天气有可能会引起冰冻灾害,有可能出现输电线路的覆冰事故;青藏高原积雪深度的变化趋势呈单峰型,春、冬季节的积雪深度明显高于其他季节,春季,山南部分地区为降雪大值区。夏季、秋季积雪深度明显减小,冬季多雪区范围扩大,山南、林芝都处于降雪大值区,极端降雪事件的频发区。【结论】要重点关注西藏中东部地区春、冬季节的积雪深度特征,预防由于积雪给电网带来的威胁。     

酒泉市强降雪天气过程诊断分析

2016年3月8—9日,位于河西走廊西部的酒泉市出现较强的降雪天气,其中玉门和肃州区达到大雪标准,给人们生活带来了较大的影响。本文利用常规观测资料、欧洲数值预报中心分析场等资料,对此次强降雪天气的环流形势和物理量场进行了分析。结果表明,造成此次酒泉市强降雪的环流形势为横槽南压型,在500 h Pa高空,中亚存在发展的高压脊,脊前冷槽位于贝加尔湖附近;700 h Pa高湿区位于北疆沿天山一带,地面系统冷高中心均位于萨彦岭地区,高空地面系统配合较好。涡度场和垂直速度场的演变表明,强降雪天气出现时段区域内有较强的上升运动,大气层结处在不稳定状态下,为产生降水提供了较好的动力条件;水汽通量散度的演变可以看出,在酒泉上空水汽聚积,为强降雪天气提供了充足的水汽条件。     

宁夏2008年1月中下旬持续阴雪低温极端天气成因分析

2008年1月中下旬,宁夏出现连续降雪、持续低温的极端天气事件.从1月11日到31日,宁夏各气象站降雪天数达10~18 d,21日气温开始明显下降,大部分地区创1993年以来最低气温,到31日气温持续较低.利用天气学原理对这次持续阴雪天气及21日后出现的极端低温天气的天气形势、主要影响系统等进行分析,得出:在欧亚中高纬大气环流形势稳定,即乌拉尔山至贝加尔湖阻塞高压稳定,鄂霍次克海低涡稳定,中亚到西亚地区的低槽或低涡稳定等大的环流背景下,高原槽活跃,南支锋区强而稳定,波动活跃,造成了连续的降雪天气;又由于冷空气以扩散、渗透形式南下,所以宁夏维持长时间的低温和阴冷天气.     

2008年年初吉安市低温雨雪冻雨灾害性天气过程成因分析

2008年1月中旬至2月初我国南方出现了历史罕见的低温雨雪冻雨灾害性天气,江西吉安也是这次低温雨雪冻雨影响的重灾区。为了探索此次吉安低温雨雪冻雨灾害性天气发生的成因,利用2008年1月1日至2月10日各层（地面、850hPa、700hPa、500hPa、300hPa等）天气图资料、有关气象要素场和吉安市边界层内局地气象资料,采取天气诊断分析方法,对这次低温雨雪冻雨灾害性天气的成因进行研究,结果表明：2008年1月10日至2月2日吉安低温雨雪冻雨灾害性天气与高空南支环流长波调整有关,冬季西太平洋副热带高压的异常活跃对高空南支环流长波调整起到关键作用;中、低层水汽丰富,为吉安低温雨雪冻雨灾害性天气提供了重要水汽条件;贝加尔湖以西地区强冷空气不断扩散南下是吉安低温雨雪冻雨灾害性天气形成的主因。吉安边界层内局地气象条件：气温低、相对湿度大、风速小并且维持时间长．是吉安冻雨形成并维持的重要条件之一。     

固原市冰雪天气气候特征分析

利用固原市6个气象站资料,从降雪日数、降雪量级、积雪日数等方面分析了固原市冰雪天气分布规律,为建立全市大到暴雪预警、气象服务提供了气候背景。结果表明,固原市各地的年平均降雪日数和大雪以上降雪基本上是随着海拔的增高而增多,六盘山全年仅7月未出现过降雪天气,冬季月最多降雪日数出现在2月;固原市年平均积雪天数最少有31 d,年最大积雪深度为35 cm。     

入冬以来最大一次降雪过程的多普勒雷达资料分析

[目的]分析2011年2月26日发生在承德市入冬以来最大的一次降雪天气过程的多普勒雷达回波演变特征。[方法]利用河北省承德市C波段多普勒雷达的反射率因子、径向速度、VWP产品,结合大尺度环流形势,对2011年2月26日发生在承德市入冬以来最大的一次降雪过程进行了分析,初步探讨了强降雪天气过程的多普勒雷达回波演变特征。[结果]降雪回波强度较弱,若有一定范围的30 dBz回波,且稳定少动,就有可能产生强降雪;暖平流加辐合、暖湿空气在低层浅薄的冷垫上爬升是这次降水形成的主要原因;"牛眼"结构的出现、低空急流的存在,为强降水的产生提供了源源不断的水汽;当垂直方向的风向发生改变且出现风速性辐散时,预示降水逐渐减弱并停止;暖平流与切变层的存在,是降水维持的重要原因。中层"ND"区域的出现、任意高度出现西北风预示着降水即将结束。[结论]该研究为强降雪的预报提供理论依据。     

低纬高原2013年一次寒潮天气过程不同相态降水诊断分析

利用常规气象观测资料、NCEP1.0°×1.0°逐6h再分析资料详细分析了2013年12月15 ～ 16日低纬高原出现的寒湖过程.结果表明,此次天气过程主要受南支槽前高低空西南急流和冷锋切变共同影响;滇南地区受南支槽前西南高低空急流影响,水汽和能量条件充足,暖湿而不稳定的水汽在急流轴出口区及出口区的左侧辐合抬升,形成了强烈的上升运动,出现暴雨局地大暴雨天气;滇西地区处于湿度锋区的北侧是具有不稳定能量和下沉气流的干区,这样的天气形势造成滇西大部分地区的雷暴和局部冰雹天气;大理站近地层风向转为偏东风或东北风可作为冷空气影响该区域的开始,0℃层高度是否接近750 hPa可作为降雪的临界值;沾益站近地层风向转为东北风或偏北风可作为冷空气影响该区域的开始,0℃层高度是否接近800 hPa可作为降雪的临界值.此次过程,低空急流轴的位置与湿度锋区和水汽输送大值区基本一致,因此,预报云南冬季此类复杂天气不同相态降水落区时除了重点分析天气系统外,还要关注冷空气的强度、水汽输送量的大小、水汽输送通道位置、湿度锋区位置以及大地形的影响.     

一次小雨转大雪天气过程的诊断分析

应用常规观测资料、雷达资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对2012年12月29日宿迁市一次小雨转大雪天气过程进行了诊断分析.结果表明,这次小雨转大雪天气过程的影响系统属后倾槽结构,西路冷空气从低层锲入形成冷垫,850 hPa对应的西北急流（冷空气）和700～600 hPa西南急流（暖湿空气）交汇,造成了这次雨雪天气;低层辐合和高层辐散的抽吸作用以及锋面的抬升作用,使上升运动得以维持;南海水汽沿700～600 hPa西南急流向北输送,受北方冷空气阻挡,使得水汽在雨雪区辐合上升;地面至850 hPa有冷平流,使得低层迅速降温,700 hPa以上有暖平流,造成逆温层结,为雨转雪过程提供了有利的温度环境;另外,利用雷达径向速度和风廓线图可清晰反演低层风场的变化,进一步分析冷、暖平流对雨转雪的影响.     

2008年贵州罕见凝冻灾害的成因分析与防御对策

[目的]探讨2008年贵州低温雨雪冰冻灾害天气事件的成因。[方法]利用T213、ECMWF数值预报资料和MICAPS提供的常规气象观测资料,根据冻雨、冰冻、道路结冰、地表0℃线范围的变化情况,对2008年1月13日~2月15日贵州低温雨雪冰冻（简称凝冻）天气过程的天气形势演变特征进行分析,探讨此次贵州低温雨雪冰冻灾害天气事件的成因,并对其提出了防御对策。[结果]这次低温雨雪冰冻天气过程是在大气环流异常的背景下,各种尺度天气系统在贵州上空交汇造成了持续性降水发生的。北半球东亚倒Ω流型使大气环流长时间稳定,使北支锋区偏南,极地冷空气持续补充南下影响江南、华南,南支西风波动活跃,静止锋锋区强度大,并长时间维持;低空850 hPa切变线在广西与贵州、湖南交界处维持摆动,西南暖湿气流持续向我国南方输送,冷暖空气在华南上空交汇,导致贵州出现长时间的降水;逆温层深厚,长时间的降水普遍以小雨为主,容易形成过冷水滴,雨淞范围从贵州、湖南南扩至广西北部,冻雨、冰冻天气造成长时间的道路封冻和电线结冰,灾情严重;地表温度0℃线长时间覆盖全省高寒山区,地面结冰难以融化,低温雨雪冰冻天气长时间影响贵州。[结论]该研究为该类灾害天气的防灾减灾积累经验。     

2005年亳州秋季长连阴雨天气主要成因及其预报

利用NCAR/NCEP再分析资料分析安徽亳州地区2005年9月14～10月7日秋季长连阴雨天气过程期间的500 hPa和地面环流特征,结果表明:西风带低槽活动频繁、副高位置适中稳定使得冷、暖气流持续交汇于黄淮地区是造成秋季连阴雨天气的主要原因.     

2009年7月22日阜阳市沿淮地区暴雨天气过程分析

该文利用NCEP/NCAR再分析资料和安徽省气象自动观测网资料对北京时间2009年7月22日发生在阜阳市沿淮地区强降水过程的环流形势、地面流场、散度及水汽通量散度进行了空间上与时间上的综合分析。结果表明：副高势力较强,其在南北位置上较为稳定少移,有利于西南暖湿气流吹向淮河流域,与之前的西北干冷空气汇合,促使降水开始增大;低空辐合引起垂直运动,随之出现强烈的辐合辐散,引发垂直对流产生,是此次暴雨过程产生的启动机制;在整个降水过程中,散度与强降水有很好的对应关系,降水最大时刻,对应低层强辐合,高层强辐散,散度作为强迫项激发了地面中尺度系统的发展与次级环流的形成,同时水汽的大量辐合为强降水提供了丰富的水汽条件,使得此次暴雨得以发展与维持。     

西藏日喀则市南部边缘一次易漏报降雪(雨)天气过程分析

利用Micaps高空环流、自动站和卫星云等常规资料,对2017年2月20—23日出现在西藏日喀则市南部边缘易漏报的降雪(雨)天气过程进行分析。结果表明,南支槽上高原南压、南部低海拔辐合,近地面空气湿度大,冷暖空气在南部边缘一带交汇是出现此次雨雪天气过程的关键因素。     

淮南市24节气旱涝气象指标研究

淮南市境位于淮河中游,安徽省中部偏北,淮河以南为丘陵地带,淮河以北为平原地区。气候由北亚热带区向暧温带区过渡,温和湿润,四季分明。优越的地理和气候条件使淮南农业有着悠久的发展历史,自古有“走千走万,不如淮河两岸“之说。但是由于地处南北气候过渡带,冷暖气流常常在此交绥,致使旱涝分布不均常常导致农作物受灾严重。本研究采用偏度－峰度系数方法检验和幂指数方法重新构建降水正太分布,建立本地旱涝气象指标,加强农业气象灾害监测预警,提示为农服务能力。     

山西北部一次罕见的秋季连阴雨诊断分析

对2010年秋季山西北部一次罕见连阴雨过程的环流形势、物理量场等进行了分析,结果表明,连阴雨期间,亚欧上空大型环流相对稳定,乌拉尔山附近维持一稳定的阻塞高压,西太平洋副高异常偏强,亚洲中纬度多短波槽东移,700hpa、850hpa切变线频频建立,由于西太平洋副热带高压异常偏北偏西,其外围形成的高低空急流把充足的水汽输送到山西;当乌山有阻高建立时,北方冷空气沿脊前下滑,在巴湖形成切断低压,在贝湖形成低涡;贝湖底部分裂小槽南下,冷暖空气在山西北部长时间交汇,从而形成了山西北部长时间的连阴雨天气。当阻高减弱崩溃,巴湖到新疆有高压脊建立,副热带高压东移南退,山西北部上空转为西北气流控制,连阴雨天气结束。     

2011年梅雨特征及数值模式预报的检验和应用分析

从东亚季风环流系统主要成员的相互配置入手,对2011年长江中下游地区出现梅雨洪涝的环流特征进行分析,并通过分析冷暖空气的相互作用和水汽输送的变化,对2011年梅雨洪涝的成因作进一步研究;最后,从业务预报的需要出发,对EC、T639和JMA等中期数值模式预报进行检验和应用分析。结果表明,2011年梅雨带在长江以南地区直接建立,不同于常年由华南季风雨带向北推进而发生;梅雨期间欧亚中高纬度无阻塞高压,维持两槽一脊形势,冷空气主要由较常年偏强的东北冷涡和咸海冷涡引导南下;在高、低空及东-西、南-北向季风环流系统的恰当配置和冷暖空气的相互对峙下,500 hPa西风低槽和低层西南低涡数次东移至长江中下游地区并发展,低层西南风急流和偏东风急流爆发,造成大范围的强烈上升运动和水汽、能量的强烈辐合,致使该地区连续出现暴雨过程,灾害严重。对中期数值模式预报进行检验和应用分析,发现EC模式较其他模式有一定优势,对同一时刻的降雨量预报应用不同起报时间的多个预报平均优于单一起报时间的预报。     

安徽蚌埠“06.01”暴雨预报因子程序式预报

利用常规气象观测资料和简明暴雨预报因子程序,对2014年6月1日出现在安徽蚌埠市的暴雨过程进行诊断分析,中低层切变线、暖湿气流强烈辐合、充足的不稳定能量释放是形成暴雨元素,并用暴雨预报程序进行预报。