持续大雾对日光温室蔬菜的致灾效应分析

2007年12月下旬,河北省中南部平原地区的日光温室蔬菜大面积受灾,损失惨重。灾情发生的主要气象环境因素为:长期高湿、寡照、低温,系高空平直西风环流不利于较强冷空气南下和地面冷高压东南部弱冷空气不断扩散的稳定形势下形成持续大雾天气所致。大雾前期低层偏南气流持续输送水汽、水汽通量的连续辐合、低层切变过境为持续大雾天气的形成创造了有利的低层湿度条件,逆温层的形成与维持为持续大雾天气的产生创造了有利的层结条件,夜间偏北微风少云的天气利于雾滴的形成,而强冷空气的入侵是持续大雾天气结束的主要原因。提出了持续大雾天气预报的着眼点及日光温室蔬菜的防灾措施。     

湖北省1954/2008年历史罕见持续低温冰雪过程对比分析

1954年12月26日-1955年1月18日湖北省遭遇了120年一遇的历史罕见持续低温冰雪灾害。2008年1月13日-2月3日,湖北省再次出现了一次持续低温冰雪过程,严重程度仅次于1954年,为70年一遇。利用常规天气图和数值预报产品资料,应用天气学和波谱分析方法,对比分析了两次过程的环流形势特征及能谱特征。结果表明:两次过程具有基本一致的长波系统背景场、水汽条件、地面冷空气条件;在低温冰雪过程中,850～700hPa存在明显逆温层;中高纬度、中低纬度能量谱强度、输送和转换有明显的变化,并且与天气系统的变化相对应。但是,两次天气过程的表现形式有明显差异,而且前者的主要影响系统,如阻塞高压、低涡、副高和地面冷高压等的强度均明显比后者强。     

2011年陕西秋季强连阴雨天气的大气环流异常特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了陕西2011年秋季强连阴雨期间的欧亚大气环流异常特征。结果表明:这次强连阴雨天气具有雨量大,暴雨范围广,站次多、降水集中等特点。欧亚500 hPa高度距平场"北高南低"的分布是这次强连阴雨天气产生的大气环流背景,500 hPa乌拉尔山到中亚阻塞高压稳定维持,脊前偏北气流引导冷空气从贝加尔湖与巴尔喀什湖之间的蒙新高地南下,在贝加尔湖与巴尔喀什湖之间形成一条冷舌,同时西太平洋副热带高压稳定,强度偏强,冷空气在东移南下过程中,在秦岭山脉附近与西太平洋副热带高压外围暖湿气流持续交汇,对流层低层秦岭山脉及其邻近地区有较常年同期明显偏强的上升气流,700 hPa流场台湾岛以东气旋性环流的异常维持,偏强的华南偏东气流和高原东侧偏南气流为陕西持续性强降水或连阴雨天气中暴雨发生发展输送了充足水汽。这种环流分布有利于陕西持续性强降水天气产生与维持。而西太平洋副热带高压稳定与副热带急流中心入口右前方动力强迫作用激发的垂直运动,也为陕西强连阴雨中强降水天气产生提供了有利动力环境场。     

广西冻雨气候及天气形成的机理分析

利用广西1952-2008年57年每年11月至下一年3月89个市县级台站地面报表资料和NCEP资料,对广西近20年来冻雨的多年空间分布特征和主要影响系统、温度、水汽等特征进行了探讨。结果表明:冻雨发生的周期是6～7年,基本发生在广西23°N以北区域。冻雨分布图上24～25°N有3个高值中心,这3个中心和地形图上3个高值中心基本重合。月平均温度10°N以内区域为冻雨易发区。广西冻雨天气主要有两种类型:阻塞型和两槽一脊型。阻塞型比两槽一脊型一般来说,冻雨维持时间更长。风场结构,上南风、下北风的层结结构加上中低层水汽发展旺盛,是广西冻雨形成的一个条件。在垂直方向,逆温层的存在是冻雨发生的关键。     

2021/2022年云南冬季异常气候特征及成因分析

基于云南省124个站点逐月气温和降水资料以及美国国家环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,运用数理统计方法,分析了2021/2022年冬季云南气候异常的成因,得到(1)2021/2022年冬季,中低纬度地区维持北非槽、阿拉伯半岛脊、孟加拉湾槽的波列,有利于阿拉伯海、孟加拉湾、西太平洋和南海的水汽向云南境内输送,造成云南整个冬季降水偏多。(2)前(后)冬中高纬度的环流变化是造成冬季气温前暖后冷的直接原因。从前冬到后冬中高纬度欧洲大陆槽明显减弱北抬,西西伯利亚附近的脊增强,易形成阻塞高压;地面西伯利亚高压增强,东亚冬季风也明显增强。相应地冷空气从少而弱到频发并偏强,气温从明显偏高到显著偏低。(3)2021年12月到2022年2月东亚副热带急流从偏弱逐渐变为偏强,而极锋急流从偏强逐渐变为偏弱,导致冬季风逐渐增强,影响南下冷空气,致使云南冬季气温发生了前暖后冷的季节内异常变化。(4)云南上空整个冬季皆存在异常水汽辐合,水汽辐合抬升有利于降水生成。两个主要水汽输送通道一个是从阿拉伯海经孟加拉湾进入云南;另一个是从西太平洋海域经南海、中南半岛和孟加拉湾进入云南。     

2008年广西罕见凝冻灾害评估及思考

从经济损失、生态环境破坏、灾害影响程度以及气候背景、大气环流异常等方面对2008年1月10日到2月5日广西遭遇的50年一遇罕见低温雨雪冰冻灾害进行综合影响评估。认为：①持续低温雨雪冰冻极端天气造成了多种灾害并发，长时间打乱了正常的社会生产生活秩序，造成严重经济损失，灾后重建困难大；②凝冻灾害造成道路结冰、供电线路积冰，是导致交通运输瘫痪、电网中断、通讯受阻的致灾因子；③凝冻灾害不仅给广西林业造成了严重损失，同时对今后一段时期的生态环境变化可能带来较大的负面影响，应引起高度重视。     

凝冻灾害特征及其天气成因分析

利用2008年1月10日至2月2日南方特大雨雪冰冻灾害期间主要受灾地区气象观测数据,对灾害期间各地出现的天气现象及其致灾机理差异进行了分析比较,并以贵州为代表对凝冻灾害特征及其天气成因进行了分析总结,主要得到以下结论:(1)2008年初南方受灾地区西段即贵州全省、湖南西部以及云南东北部、广西北部主要是由于冻雨、湿雪造成的凝冻灾害,东段的江西、安徽、浙江等长江中下游地区主要是以雪灾为代表的冰冻灾害,而整个南方受灾地区低温雨雪混合冻结的情况比较普遍;(2)凝冻灾害的特征是在物体表面形成覆冰层,其形成过程中一般有液态水向固态冰的转化;(3)凝冻灾害具有多种覆冰致灾机制,包括雨凇、雾凇、湿雪以及雨雾或雨雪混合冻结,其危害性比一般的冰冻灾害更为严重;(4)凝冻天气现象包括冻雨、冻毛雨、雨夹雪、过冷雾、湿雪等,持续的凝冻天气过程往往出现多种凝冻天气现象的交替,造成雨凇、雾凇、雨雾混合凇及雨雪混合冻结等多种类型的覆冰,从而导致严重的凝冻灾害。这也是2008年初贵州成为全国受灾最重地区的原因。     

广西地质灾害特征及其形成机理——极端低温天气条件的影响

2008年初广西遭受了五十年一遇罕见的持续低温雨雪冰冻天气过程。在大量现场调查的基础上,对广西低温雨雪冰冻天气过程中以及冰雪融化期间发生的地质灾害类型、特征、灾害的时空分布以及形成机理进行研究。研究表明:(1)灾害类型以崩塌为主,其次为滑坡、地面塌陷和地裂缝;(2)地质灾害规模以小型为主,不同的灾害类型分布区域性强,持续低温雨雪冰冻天气过程不仅激活了一些已存在的灾害隐患点,而且产生了大量新的地质灾害点和隐患点;(3)低温雨雪冰冻天气过程与地质灾害的时空分布总体上是一致的;(4)广西脆弱的地质环境与数十年一遇的天气过程二者叠加作用,导致了各类地质灾害的频发,其中低温雨雪冰冻天气过程是诱发地质灾害的主要因素。     

广西多雨年6月环流和V分量特征

2008年6月中上旬,广西出现了大范围持续性暴雨或特大暴雨天气,持续性强降雨使得广西6月降雨量显著偏多。对比分析了2008年6月和广西多雨年同期500hPa高度场和距平场,及主导环流型和V分量特征,结果表明:(1)2008年6月和广西多雨年同期6月亚欧中高纬同为两脊一槽型,青藏高原西侧和亚洲东岸均为持续稳定的高压脊,贝加尔湖及其以北为持续稳定的低压槽,青藏高原东部和孟加拉湾附近低压槽活动频繁;西太平洋副热带高压在华东、华南沿海一带持续稳定;(2)广西及附近区域500hPa环流W型和SLP环流C型与广西6月降雨量存在显著的正相关关系,2008年6月主要为这2种环流型控制;(3)当在垂直3层高度上广西东南部维持一条深厚的偏南风区域带、西北部维持一条深厚的偏北风区域带,且在广东中东部附近海面和中南半岛附近南风分量偏强,青藏高原东部北风分量偏强或为弱南风分量时,则广西6月降雨量明显偏多,2008年6月垂直3层高度上V分量符合广西6月多雨年的特征。     

2022年初湖南两次灾害性大暴雪成因分析

2022年2月6—7日(简称“2.6”过程)和21—22日(简称“2.22”过程)湖南出现了两次灾害性大暴雪天气过程,利用多源观测资料与再分析资料,通过HYSPLIT v4.9(空气质点轨迹追踪模式)及聚类算法,从环流背景、温度条件及水汽特征探讨两次强降雪特征及成因差异。分析表明：(1)“2.6”过程降雪持续时间短,降雪时段集中,小时雪量大;“2.22”过程强降雪持续时间长,累积降雪量大,部分站点雪深破历史极值,具有显著极端性。(2)两次过程均受南支槽影响,其中“2.22”过程南支槽更深厚,地面上两个强大的高压中心持续补充冷空气,造成长时间的地面低温。(3)温度平流差异明显,“2.6”过程主要受高空和地面冷平流共同作用造成温度下降,“2.22”过程由中层冷平流驱动冷空气下传,长时间维持深厚冷垫和10 m/s以上的边界层东北回流是造成持续性强降雪的重要成因。(4)两次大暴雪过程的主要水汽通道均是来自阿拉伯海的西南输送带,另外,还有一支来自西太平洋的偏东水汽输送带,经南海转为偏南路径向北输送至暴雪区,这也是湖南冬季暴雪需要特别关注的水汽传输路径。     

云南2009年秋季特大旱灾大气环流特征分析

利用云南省30个气象站的逐月降水资料以及1961-2009年NCEP/NCAR月平均资料,分析了云南2009年秋季特大旱灾时降水变化特征以及同期的环流特征。从水汽输送特征、西风带异常以及副热带高压等3个方面分析了环流特征。分析结果表明:2009年秋季云南降水是减少的;同期来自孟加拉湾地区、南海地区暖湿水汽减弱,来自内蒙古地区南下的冷空气与由孟加拉湾、中南半岛北部北上暖空气相互作用减弱;云南2009年9-11月份辐合上升水汽输送通量减弱,净获得水汽减少;2009年9-10月份西风带纬向环流增强,而11月经向环流较强,但内蒙古西部、宁夏、四川等地区700～500hPa经向风场减弱;2009年9和10月份副高偏西偏强,云南在副高控制下,辐合上升水汽减少;11月份副高西伸至孟加拉湾地区,偏南风只存在于北纬17.5°以北的孟加拉湾地区,这削弱了孟加拉湾地区向我国西南地区输送的水汽量。综合上述分析,笔者认为水汽通量异常、西风环流异常、西太平洋副热带高压偏西偏强是影响云南2009年秋季降水的重要因素。     

贺兰山东麓葡萄种植园区不同类型霜冻的形成条件分析

利用贺兰山东麓葡萄园区64个自动气象站逐时观测资料、常规气象观测和0.125×0.125°ECMWF再分析资料,对2014年4月25日平流霜冻、2015年4月13日辐射霜冻和2016年4月3日平流-辐射霜冻等3次不同类型霜冻的天气特征及环流形势、冷空气强度、移动路径及温度平流等进行了对比分析。结果表明:3次霜冻均是强冷空气活动造成地面强烈降温所致,但由于中高纬环流背景场、高压脊线位置、冷空气强度及南下方式、冷平流影响时间不同,造成3种霜冻的持续时间、范围和强度不同,其中,4.25平流霜冻持续时间最长,但是范围最小、霜冻程度最轻;4.13辐射霜冻范围最大、持续时间最短、霜冻程度居中;4.3平流-辐射霜冻程度最重、范围和持续时间居中。     

2011年秋季强台风“纳沙”导致广西灾害成因分析

2011年第17号强台风"纳沙"于9月30日20时在越南北部减弱为热带低压后,其中心并没有深入到广西内陆却给广西带来持续3d的暴雨天气,导致全区受灾人口323.15万,因灾死亡7人;农作物受灾面积38.265万hm2,直接经济损失高达26.88亿元。利用MICAPS常规观测资料、自动站资料、卫星云图以及ECMWF等资料,对1117号强台风"纳沙"减弱后导致广西严重灾害的成因进行了分析。结果表明:①"纳沙"进入北部湾并在越南北部沿海登陆减弱为热带低压后,青藏高原东移的冷空气从低层渗透进入华南西部,并与"纳沙"东部的偏南气流在桂南汇合,形成中尺度辐合线,使得广西南部的动力辐合和上升运动得以加强和维持;②"纳沙"东部强盛的东南风急流将南海大量的水汽输送到广西上空,为持续性暴雨提供充足的水汽;③"纳沙"减弱消亡后,其外围环流位于广西南部上空的垂直风切变小,在这种环境条件下,有利于热量、水汽的积聚和辐合上升运动,有利于对流云团的发生发展并释放大量的凝结潜热,对暴雨的增幅也有重要的正反馈作用。     

冷空气在北上台风“利奇马”致灾暴雨中的作用分析

利用NCEP逐6 h再分析资料、地面加密观测、探空、雷达资料,分析得出“利奇马”致灾暴雨是在长时间稳定维持的天气尺度环流背景下形成的。冷空气在降水所起的作用表现在:(1)长时间维持的弱冷空气与偏南暖湿气流交汇形成了边界层辐合线,辐射升温和暖湿气流的输送加大了辐合线两侧的温度和露点梯度,在高温高湿的有利环境下,对流在辐合线附近强烈发展。(2)高空槽后冷空气由“利奇马”环流西北侧渗入,先后形成3个冷平流中心,分别对应3个阶段的降水。(3)冷暖空气在降水区的持续辐合抬升作用增强了降水,最强降水时段发生在锋区垂直方向坡度最大的时段。(4)水平锋生有利于水汽输送和辐合抬升,垂直锋生有利于对流不稳定能量的累积和触发。冷空气形成的水平辐合和抬升造成大范围上升运动,使得锋生和垂直锋消同时存在,最强降水时段发生在水平锋生最强的时段。     

广西春旱的时空分布特征及成因分析

利用广西具有气候代表性的32个站点1961-2007年逐日降水量资料,引入季节无雨日作为划分干旱的标准,采用EOF分析等方法,分析了广西春旱的时空分布特征;并用NCEP再分析资料、NOAA海温资料、国家气候中心的74项环流特征量资料等,对广西春旱的成因进行了分析。结果表明:从时间变化看,广西春旱的趋势变化不明显,主要以年际、年代际变化为主,从空间分布看,广西春旱以全区一致性型为主要空间分布型;在春旱年,广西上空对流层低层出现偏南-西南气流距平强辐散异常,伴随有明显的水汽通量辐散异常,同时东亚大槽偏弱,阿留申低压明显减弱,中纬度大陆高压减弱,中高纬环流平直,不利于冷空气南下华南;广西春旱年前冬阿留申低压明显增强,大陆高压也增强,冷空气活动频繁,当前冬印缅槽偏弱时,广西春季发生干旱的可能性较大。     

南方雨雪冰冻灾害过程的冻雨天气及积雪监测

2008年初,我国南方出现了罕见的大范围低温雨雪冰冻天气灾害。在整理灾害过程期间南方地区冻雨天气探空曲线后,发现我国东部低海拔地区冻雨天气的发生机制与高海拔的贵州中西部冻雨天气的发生机制有所不同。我国南方地区由于处于低纬度地区,地面积雪多为湿雪、薄雪。雪内少量液态水就能导致微波亮温值急剧上升,大大改变雪层观测辐射信号。利用南方地区积雪冻融变化时微波亮温昼夜之间的差异变化,使用被动微波数据(SSM/I)建立了一种针对低纬度南方地区积雪监测的补充方法,从而可以获得更加完整的低纬度地区积雪覆盖图像。     

2008年湖南低温雨雪冰冻天气分析与数值模拟

利用湖南省地面观测站点资料、探空资料、NCEP再分析资料及海温资料对该省2008年1月中旬至2月上旬异常低温雨雪冰冻天气形成原因进行了分析,结果表明:长时间的大气环流异常是造成此次低温雨雪冰冻天气的主要大气环流背景;温度的垂直结构分析表明,925~700hPa长时间存在强的逆温层,为冰冻提供了有利的形成环境;海温异常对气温有一定的影响作用,在拉尼娜起始年,湖南冬季平均气温偏低,出现冷冬的概率较大。通过中尺度数值天气预报模式MM5的模拟,也间接印证了冰冻的形成过程。最后,针对此异常低温雨雪冰冻天气发生特点,提出在气候变暖的大背景下仍要加强冬季极端气象灾害的研究和防范,同时加强和完善灾情上报制度。     

1998年长江流域暴雨洪水环流背景分析

１９９８年主汛期,由于西太平洋副热带持续偏南、偏强,中高纬度维持稳定的阻塞形势,６、７月雨带长期在鄱阳湖、没庭湖地区徘徊,造成长江中下游地区严重洪涝;８月随着副高北抬,长江上游出现多次强降水过程,长江干流受中下游洪水顶主上游洪峰下泻的影响,水位居高不下,多数水文站出现了超记录的历史最高水位。１９９８年的已成为一次少有的新的长江大洪水的典型。     

一次极端降水过程中不同相态降水过程的锋生特征对比研究

2015年1月8日夜间~10日,云南出现暴雨和暴雪并存天气,是1961年以来1月最极端的一次降水过程,利用NCEP/NCAR再分析资料,对不同相态降水过程中锋生作用及其伴随的次级环流特征进行对比分析,探讨强雨雪产生机制。结果表明,孟加拉湾至滇南的水汽输送偏离气候平均度达3σ,滇南锋区中心强度为-5×10-5K·m-1,异常冷暖气流在云南交汇造成此次强雨雪天气。进一步地锋生函数分析表明,2015年初强雨雪中,暴雨前期低层水平辐合及上升运动加剧,使降水出现峰值,此后水平变形场(主要是切变变形)的增长,使锋生作用维持,但强度明显减弱;对于暴雪而言,第一次降雪峰值的形成主要是倾斜项作用;第二次降雪峰值的形成则主要是水平变形项中的伸长变形增长和倾斜项作用。次级环流上升支处的强上升运动为强雨雪天气提供了有利的动力条件。     

宁夏西吉两次诱发地质灾害的极值暴雨对比分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料和常规观测资料,对2013年6月20日和2014年6月18日西吉两次极值暴雨环流背景和形成条件进行对比分析,发现这两次暴雨均与稳定的环流背景和副热带高压活动有关,由青藏高原移出冷性低值系统和风向风速切变及低空急流影响所致。"20130620过程"西太平洋洋面有台风活动,发生在副热带高压西伸北抬期间,河套"歪脖子"高压使冷暖空气持续交汇于宁夏中南部地区;而"20140618过程"无台风活动,发生在副热带高压南退期间,河套弱反气旋环流使冷暖空气交汇于宁夏南部。过程发生前低层均有水汽辐合、能量积聚过程和整层抬升运动,"20130620过程"低层水汽辐合强、整层水汽含量和不稳定能量大但变幅小,风速随高度减小且垂直切变小,最大小时雨强小但持续时间长;"20140618过程"低层水汽辐合较弱但中高层辐散抽吸作用强,整层水汽含量拉升快变幅大,不稳定能量降幅小,风速随高度增大且垂直切变大,最大小时雨强大但持续时间短。