2013年春季宁夏一次强沙尘天气成因分析

应用2013年4月17日宁夏强沙尘天气过程各站实况观测资料、MICAPS提供的相关资料、NCAR/NCEP再分析资料,分析了2013年春季大风沙尘天气的成因、层结状态特征、以及涡度、散度、垂直速度和温度平流等物理量场特征。结果表明:本次大风沙尘天气是东北冷涡南压、蒙古横槽南摆转竖和动量下传综合作用下产生的,700 hpa中高层有强冷平流影响宁夏;地面气象要素反映沙尘暴发生前气压、相对湿度降到这一天的谷底,而气温上升至当日最高,在强的热低压梯度和冷锋的作用下产生大风;散度场与垂直速度场相互配合,低空辐合高空辐散有利于气流上升,为大风、沙尘天气的发展提供了动力条件.     

甘肃酒泉一次春季大风沙尘过程天气学诊断分析

2020 年4 月9 日下午，甘肃酒泉市出现区域性东大风沙尘天气，其境内的敦煌雅丹地区瞬时极大风速达33.3m/s（12 级），属历史罕见。为了探究此次大风沙尘过程的发生发展机制，本文利用常规气象资料和NCEP/NCAR提供的2.5°×2.5°每天4 次的再分析资料，对此次过程从气候背景、天气形势、气象要素特征和相关物理量场等进行了分析。结果表明:高空高压脊不断向北发展，冷空气在横槽后部堆积，随着冷锋过境，在气压梯度力和地形狭管效应的共同作用下，形成了此次区域性东大风沙尘天气。另外，大气从对流层低层到中高层呈现出一致的上升运动，地面3 小时变压也与大风区有较好对应关系。沙尘暴发生前，近地面干燥且存在逆温层，午后热对流的产生表明大气处于极不稳定状态，为此次天气发生提供了有利的背景条件。     

山东省2010年4月26日大风天气过程物理量分析

对2010年4月26日山东省一次高空冷涡诱发渤海气旋产生大风过程的天气形势及物理量进行了分析。结果表明:对于此次冷空气大风过程,大风发生前散度场、垂直速度、(总)温度平流、涡度平流为高层与中低层的反位相垂直分布特征,并在大风发生时发生逆向突变;地面的低压尾部,加上高空的涡度平流、高空急流、暖海面加热是地面气旋能够形成并发展的关键,降水凝结释放潜热维持上升运动是气旋进一步发展的有利条件;中低空强的下沉运动为地面风速加大提供了动力条件,高空较强的冷平流使冷锋后高压加强,冷锋附近气压梯度增大、变压明显,变压风直接导致地面出现大风过程;高空深厚且较强的冷平流在垂直方向上控制了对流层中下方,有利于动量下传加大地面风速。     

青海高原一次春季冷锋过境引起的大风沙尘天气分析

应用探测资料及地面台站的观测资料,对2008年3月30—31日在青海高原东北部形成的一次大风沙尘天气过程,从天气形势、地面冷锋演变形势及影响大风发生的持续的关键物理量特征等方面进行了诊断分析,总结归纳出了此次灾害性大风天气的预报着眼点.结果表明:(1)此次大风天气过程具有日变化明显(昼强夜弱),过程中伴随沙尘暴、寒潮、弱降水等复杂天气的特点;(2)西伯利亚横槽转竖携带冷空气向南暴发,与地面系统发展共同造成的强气压梯度、高低空强的温度差动平流是造成此次大风的主要原因;(3)低层辐合上升运动与高空急流入口区次级环流叠加加大低层位势梯度和地面气压梯度,配合冷锋过境,使得白天近地层不稳定性加大,湍流加强,动量下传加大地面风速,导致地面持续强劲的大风;(4)柴达木盆地作为沙源在前期干燥无降水的气候条件下,加之层结不稳定和湍流活动造成的地面持续强劲的大风是引起沙尘天气的主要原因.     

2011年4月28日哈密地区沙尘天气

利用实况观测资料和常规气象资料对2011年4月28日午后发生在哈密地区的沙尘天气进行分析,得出:500hPa强斜压槽是此次沙尘天气的主要影响系统,系统深厚、移动缓慢使得沙尘天气持续时间较长;高原到新疆的低层暖高压是沙尘天气发生的有利不稳定条件;强沙尘暴主要出现在地面冷锋前后气压梯度区,地面3h变压对研究沙尘天气发展路径有重要的指示作用;散度场表现为高空辐散、低层辐合的配置,垂直速度则存在有数值较大的负中心,上升运动强烈,这些因素导致大气层结极不稳定,为大风、沙尘天气发生发展提供了有力的动力条件。     

基于环流形势及地面要素分析不同类型沙尘特征

应用2006—2015年地面观测资料、micaps常规天气图资料对辽宁西部锦州地区偏南大风和偏北大风型沙尘天气的环流形势及地面要素特征进行对比分析。结果表明,锦州市沙尘天气以扬沙为主,根据风向可分为偏南大风型和偏北大风型,偏北大风型沙尘发生时均受冷空气东移南下影响,850 hPa锋区迅速东移南压,偏北风风速20 m/s以上,冷平流显著;偏南大风型500 h Pa锦州地区受高空槽前西南气流或中纬度较为平直的偏西气流控制,850 hPa受温度脊控制,暖平流明显,对流层低层干燥且升温显著,风力加大,大气层结为中性或弱不稳定;偏南大风型沙尘风力和相对湿度明显大于偏北大风型,伴随强烈的正变温和负变压,偏北大风型以负变温和正变压为主。     

2010年4月7～9日吉林省大风沙尘天气分析

2010年4月7～9日吉林省连续3日出现大风沙尘天气,通过对天气形势及卫星云图和相应物理量场的分析得出：蒙古气旋东移形成大的气压梯度是大风形成的主要原因;高空涡度平流、中低空温度平流、促使地面低压强烈发展生成新的锋面气旋是大风形成的中尺度系统;动量下传加大了地面的强风和沙尘天气。     

山西一次罕见大风天气成因分析

利用常规气象资料,对2010年3月19～20日山西省一次罕见大风天气的天气形势及主要影响要素进行了综合分析。结果表明：高空不稳定小槽和地面冷锋是引发这次罕见大风的主要天气系统。高空急流、风速垂直切变、气压梯度、3 h变压、冷暖平流、散度场等要素对大风的发生起到了一定的作用。在综合分析大风形成物理机制的基础上,得出了大风天气的预报着眼点,为大风预报提供理论依据,以期提高大风天气的预报准确率,减轻大风天气对社会及人类造成的危害。     

瓜州一次大风扬沙天气过程诊断分析

利用常规气象观测资料,从天气实况、天气过程影响、天气形势等角度针对2018年3月14—15日出现在瓜州县的一次大风扬沙天气过程进行分析。结果表明,西风槽、冷锋、蒙古气旋是此次大风扬沙天气过程的主要影响系统,大风沙尘天气的形成与冷空气活动有关,其影响区域和影响程度与冷空气强弱和移动路径有直接关系;大风沙尘前后气压场、风场等地面气象要素均有明显的变化特征;风速的急速增大为起沙提供了必要的动力条件。     

宁夏北部地区一次大风天气诊断分析

利用NCEP/NCAR、MM5 及常规气象资料,对2008年5月2～3日宁夏北部地区一次罕见大风天气的天气形势、卫星云图及物理量进行了诊断分析。结果表明,蒙古冷空气东移南下和青海低压的发展东移在河套北部形成大的气压梯度是大风形成的主要原因;高空涡度平流、中低空温度平流、南北两支气流相遇促使地面低压强烈发展生成新的锋面气旋是大风形成的中尺度系统;动量下传加大了地面的强风和沙尘天气。     

2013年4月16-17日包头机场沙尘暴天气过程分析

利用常规气象观测资料、自动站观测资料等对2013年4月16-17日出现在包头机场的沙尘暴天气过程进行分析,得出此次沙尘暴天气过程中欧亚中高纬地区环流形势呈现两槽两脊型,高空冷槽和地面冷锋后西北大风是主要影响系统,地面热低压发展旺盛,与冷锋后的强冷高压对峙,形成北高南低的气压形势;槽后较强冷平流配合中低层干暖舌触发了不稳定能量的释放;高空强烈的辐散产生巨大的抽吸作用引发高层动量下传,地面风速加大,而且强负涡度平流对地面冷高压的发展较为有利,加大了气压梯度,使得强沙尘天气得以维持发展。     

吉安一次持续性平流辐射大雾天气成因分析

采用Micaps 3.1资料、赣州探空资料、宜春风廓线(WPRD,60 min)风场产品以及吉安自动观测系统资料,分析2012年11月18—19日吉安一次持续性平流辐射大雾天气过程的大尺度天气背景、动力和热力结构特征及其演变等,揭示了这次平流辐射大雾过程的形成和维持机制。结果表明,这是冷暖平流在有利条件下经过辐射冷却后形成的平流辐射雾。在有利的大尺度背景条件下,暖平流移动到冷的下垫面和冷平流移向较暖的近地层,同时地表净辐射进一步加强近地层冷却,是此次大雾过程的触发和加强机制。特殊的温度场结构增加了低层暖湿空气和下垫面之间的温差,近地层至低层弱的辐合和垂直上升运动有助于小风的维持和稳定;充足的水汽为大雾长时间维持提供了有利条件。近地层风速增大和低层逆温层、湿度层消失是这次连续性平流辐射雾消散的主要原因。     

中国北方一次沙尘天气环流特征及其强度与感热通量的关系

利用2020年5月2—3日地面常规观测资料,采用天气学分析法和分类统计学,研究中国北方大范围沙尘天气环流特征及其强度与感热通量的关系。研究结果表明：高空槽加强为冷涡,冷空气沿偏西气流南下,有强冷平流。地面沙尘区域内形成北有冷高压、南有低压倒槽对峙的形式。等压线密集区的气压梯度力大,形成偏东大风,产生沙尘天气。在蒙古冷高压底部形成准静止锋,使得天气系统移动缓慢,沙尘天气持续时间较长;沙尘天气发生期间,总体上平均感热通量大于0,地表放热,空气吸热。从感热通量绝对值的平均值看,强沙尘暴是沙尘暴的2～3倍,扬沙、浮尘是沙尘暴的2～4倍。在夜间,由于沙尘的保温作用,使得地表温度大于地面2 m温度,感热通量为正值,沙尘保温作用对沙尘天气发展起正反馈作用。     

河套地区一次强沙尘暴天气分析

利用常规观测资料和MICAPS提供的相关资料,对2010年11月10日在内蒙古巴彦淖尔市发生的大范围大风、沙尘暴天气的高、低空环流形势、物理量场、卫星云图及高空测风进行分析。分析表明：500hPa、700hPa高度,40°N附近形成高空急流区且平均风力≥28 m/s,冷平流不断沿着偏北气流向河套地区输送,高度场与温度场的交角≥45°;蒙古气旋控制内蒙古大部,低压中心〈1000.0 hPa,冷锋前后3h变压差≥9.0hPa,平均风力≥12m/s;前期降水偏少、气温高、空气干燥也是发生沙尘天气的重要条件之一;低层辐合、高层辐散的垂直环流建立,上升与下沉垂直速度增强,且低层垂直速度中心值≥-28×10-3hPa/s,为大风、沙尘天气的发生提供了动力条件;在卫星云图上,蒙古涡旋云系前、后部的上升、下沉气流急剧加强,是形成大风沙尘天气的必要条件;临河单站高空测风,沙尘暴天气发生前或发生中,从低层到高层以西北或偏西风为主,风力急剧增大。垂直湿度场850hPa以上T-Td≥10℃,即干燥为主要特点之一。     

乌兰察布市一次寒潮天气过程分析

利用常规高、低空,地面观测资料,应用天气学分析和诊断方法,结合内蒙古冬季寒潮预报指标,对2014年冬季乌兰察布1次寒潮天气从天气实况、环流背景、天气成因等方面进行了分析。结果表明:西伯利亚大低压发展盘踞造成强冷空气源,它南压至冷槽的形成是爆发寒潮的前提条件;槽前正的涡度平流,槽线上强烈的冷平流,地形作用,使冷槽加深东移,引导地面冷高压加强并东移南压,影响全市;强烈的垂直运动,冷空气下沉运动加强,低层风场加强,高空动量下传,较强的气压梯度,强冷平流作用,造成大风天气。     

豫西地区一次春季大风天气分析

利用常规气象资料和多普勒雷达资料,从天气形势、数值预报产品及多普勒雷达产品演变特征等方面,分析了2010年4月26日河南省豫西一次大范围大风天气过程的成因。结果表明,此次大风属于冷锋后的偏北大风,出现在冷锋后高压前沿气压梯度最大的地方,自西向东、自北向南推进;冷锋呈南北向,具有前期移速慢后期移速快的特点;贝加尔湖地区有较强低涡且有强冷中心配合,在两脊一槽的背景下,高空槽为典型的后倾槽,温度槽明显落后于高度槽,中低层温度线与高度线呈近似90。的夹角,利于冷空气的扩散;高低空风向的一致性、风速的差异以及槽后急流带的生成维持和风速辐合带的形成,有利于冷空气下沉,具有显著的动量下传特点,促使锋后地面风速加大出现大风天气;雷达产品为这次大风天气提供了详细的中小尺度临近演变特征,强度产品上出现与大风有关的弱回波带,径向速度图上出现了速度模糊及与大风有关的急流,动量下传作用在不同仰角基本速度的演变特征中得到体现,预示了近地面风速的增大;实况大风出现的时间与〉27rn／s的径向速度区出现的时间比较一致;风廓线图上也较好反映出动量下传作用对地面大风的贡献。     

高空冷涡形势下一次雷暴大风过程的诊断分析

利用常规观测资料、雷达产品及自动气象站资料,对2020年4月12日发生在舟山地区的一次雷暴大风过程进行诊断分析。结果表明:本次过程是一次由500 h Pa横槽转竖后引导弱冷空气补充南下并与低层暖湿气流交汇的环流形势引发的强天气过程。温度平流带来上冷下暖的不稳定层结,冷平流向下渗透带来能量传递而产生垂直运动,高空动量下传是本次大风发生的关键。上下干、中层湿的配置对雷暴大风十分有利,强风速切变对强天气有触发作用,而地面辐合线的发展和移动是本次过程的触发机制。     

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.     

2015年1月13—14日罕见东海气旋的风雨成因分析

受东海气旋影响,2015年1月13—14日舟山市普遍出现了强风暴雨天气。从风力强度、出现时间和年均次数来看,此次东海气旋过程较为罕见。分析资料发现,气旋自身的发生发展是引起此次大风过程的主要原因,北高南低的地面形势又为大风的产生提供了基础的气压梯度条件。深厚的南支槽提供的涡度平流、各层暖湿气流提供的温度平流以及水汽凝结产生的潜热释放是东海气旋得以发展的重要原因。充沛的水汽、有利的垂直上升运动和不稳定的大气层结导致了暴雨的产生。对比日本和EC2家数值预报,日本对于此次大风过程有更好的反映,在降水预报方面,2家模式均较成功。     

河南濮阳一次严重雾霾天气成因分析

利用常规气象资料、地面自动站数据和大气环境监测等资料,从环流形势、地面气象要素变化、维持机制等方面,对2015年12月23—25日河南濮阳一次严重雾霾天气成因进行分析。结果表明,雾霾期间高空以纬向环流为主,无明显冷空气影响。中低空下沉气流的存在有助于近地层弱风条件和稳定层结的建立,中低层弱的冷暖平流的交替出现以及持续稳定的地面均压场分布,为此次严重雾霾天气提供了有利的环流形势;在持续较低气压和较小地面风速的大背景下,PM_(2.5)浓度稳定升高,以及入夜后气温降低而相对湿度增大的地面气象条件,是此次严重雾霾天气过程产生和维持的主要原因;边界层逆温的长时间存在是这次严重雾霾天气得以维持近60 h的重要原因,雾顶高度与逆温层顶的高度变化有很好的对应关系,对雾霾天气形成、发展、维持、消散的预报具有较好的指示意义;受地形阻挡作用,冷空气在东移南下过程中,分股扩散南下,造成华北平原气压梯度小;能见度下降和持续性污染与PM_(2.5)和PM_(10)浓度增长有关,较高的PM_(2.5)、PM_(10)值的同时出现和长时间维持是导致严重雾霾天气的又一原因。