高原气象

高原气象

第30卷 第6期 2011-12-28   

论文

  • 移出与未移出高原的高原切变线背景环流对比分析
  • 师锐;何光碧
  • 2011 Vol. 30 (6): 1453-1461. 
  • 摘要 ( ) PDF (1288KB) ( )
  • 利用NCEP再分析资料， 采用对比分析方法， 对2000-2004年汛期（5～9月）青藏高原(下称高原)上高原切变线活动过程进行了普查和分类， 并对移出与未移出高原的高原切变线的生成日， 移出高原的高原切变线的移出日与未移出高原的高原切变线的强盛日的背景环流特征场进行了对比分析。结果表明, 500 hPa层上， 两槽一脊的背景环流形势有利于高原切变线的生成。较深的32°～49°N东亚大槽有利于切变线移出高原主体。移出高原切变线背景环流中的西太平洋副热带高压要比未移出的西伸明显。在对流层200 hPa层上， 南亚高压的存在有利于高原切变线的生成， 移出高原的高原切变线上空的南亚高压强度要比未移出的强, 而且相对较强的高空急流有利于高原切变线的东移。暖平流对高原切变线的生成有很重要作用， 较强的暖平流有利于高原切变线移出高原主体； 高原北部存在的较大正涡度平流有利于高原切变线的移出。移出高原主体的高原切变线在高原北部500 hPa层上的正涡度平流要比未移出的强。
  • 一次暴雪过程的锋生函数和急流—锋面次级环流分析
  • 李兆慧;王东海;王建捷;刘英
  • 2011 Vol. 30 (6): 1505-1515. 
  • 摘要 ( ) PDF (1668KB) ( )
  • 2008年1月25～28日一次远离地面准静止锋的锋后暴雪突破了武汉百年气象史的多项纪录\.利用NCEP再分析资料\, MICAPS常规观测资料和FY-2C TBB资料诊断分析了这次暴雪过程\.结果表明, 这次暴雪与华南准静止锋关系密切， 锋生\, 锋消变化与降雪天气的出现和停止一致； 锋生函数各项在不同时段对锋生\, 锋消的贡献不同； 水平变形项表现在总变形向量E上， 水平辐散项表现在水平辐散场上， 在锋生显著时期， 伸长变形场与散度场大值带都与锋区重合。高低空急流的加速和有效配置诱发了急流—锋面次级环流产生， 其对锋生\, 锋消变化具有一定的平衡作用， 同时也与暴雪的出现和停止相关： 反环流上升支不仅为暴雪天气提供了有利的动力条件， 而且“逗点状”水汽输送也起了重要作用； 正环流的出现使武汉上空出现下沉运动， 水汽大幅度减少， 暴雪天气相应停止。武汉的持续上升运动是在高低空急流有效配置、 锋面的强迫抬升、 急流—锋面次级环流的上升支， 以及局地斜压大气力管环流上升支的支持、 对称不稳定和位势不稳定层结综合作用下维持和发展的。
  • 一次冷锋倒槽暴风雪过程特征及其成因分析
  • 赵桂香;杜莉;范卫东;王淑凤
  • 2011 Vol. 30 (6): 1516-1525. 
  • 摘要 ( ) PDF (1366KB) ( )
  • 利用常规观测资料， 对2010年3月14日山西中北部的一次冷锋倒槽暴风雪天气的风场结构及其形成和维持机制进行了探讨。结果表明： （1）此次过程分为4个阶段， 其中强冷锋降雪持续时间长， 出现了两次降雪增幅， 而涡旋降雪时间短， 但强度大； 地面自动站风场上β-中尺度辐合和β-中尺度涡旋是造成此次暴雪的直接原因。降雪强度和落区与风场结构和高低空系统配置密切相关。（2）变形诊断揭示， 500 hPa总变形对地面锋生作用明显； 伸缩变形项大值中心与地面涡旋中心吻合， 是造成地面涡旋加强， 产生强降雪的重要机制； 对强冷锋降雪而言， 切变变形项贡献大于伸缩变形项， 切变变形大值区的出现和维持是700 hPa低涡切变线和地面强冷锋稳定维持的重要因素。（3）强降雪前12 h， 高层有暖平流输入， 而低层形成“湿冷垫”， 对低空低涡的发展起着重要作用。（4）强降雪出现前， 高空西风急流在300 hPa形成急流核， 随着急流核的下传， 低空低涡发展， 切变线稳定维持， 导致强降雪持续； 强降雪落区和强度与高低空急流轴的位置和急流强度关系密切。
  • 2008年1月我国南方冻雨过程的热力异常及其形成原因
  • 高洋;吴统文;陈葆德
  • 2011 Vol. 30 (6): 1526-1533. 
  • 摘要 ( ) PDF (992KB) ( )
  • 利用中国604个地面台站的气象观测资料和NCEP 2.5°×2.5°再分析各等压面温度和环流场资料， 从地面和大气垂直热力结构配置及其气候异常的角度出发， 诊断分析了2008年1月我国南方雨雪冰冻过程的形成。结果表明, 冻雨受灾的核心区域约为108° ~113°E和25°~28°N范围， 在该区域内2008年1月平均地面气温<0 ℃， 相对于常年明显偏低4~6 ℃， 有利于冻雨的形成。同时， 冻雨的形成还与大气垂直热力结构密切相关， 一方面， 由于在850~400 hPa之间南方暖湿气流的不断输送， 使得850~600 hPa之间的平均大气温度明显偏暖， 平均气温>0 ℃， 有利于形成降雨； 另一方面， 在1 000~850 hPa之间受北风气流控制， 大量的冷空气有利于地面维持持续的低温， 导致雨水到达地面后形成冻雨。从年际气候异常的角度来看， 2008年1月高层表现出异常强劲的南风， 温度较常年明显偏高， 低层的北风也强于往年， 温度较常年偏低， 导致了2008年出现近几十年来少有的雨雪冰冻灾害事件。
  • 水汽输送异常对2009年秋、冬季云南降水的影响研究
  • 张万诚;万云霞;任菊章;符睿
  • 2011 Vol. 30 (6): 1534-1542. 
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  • 利用云南122个测站1961－2009年秋季（9～11月）、 冬季（12月～次年2月）降水量和同期NCEP/NCAR月平均再分析资料， 计算了整层大气可降水量和水汽通量， 并对云南区域秋\, 冬季的水汽输送特征进行了分析， 揭示出秋\, 冬季异常降水与可降水量、 水汽通量的关系。结果表明， 秋\, 冬季云南可降水量从滇西北向南增加， 呈“U”形分布， 秋季可降水量为10～32.5 kg·m-2， 冬季为5～20 kg·m-2。秋\, 冬季云南降水的多（少）与其上空的水汽含量多（少）有关。云南秋季降水的水汽来自印度洋、 孟加拉湾(下称孟湾)、 南海及西太平洋。冬季主要是中纬度的西风水汽输送。秋季降水和整层水汽通量具有“气旋式－反气旋式”相关矢量场分布。秋季旱涝主要与孟湾、 中南半岛至云南的南风水汽通量输送异常有关， 还与低纬度西风强弱及位置有关。当对流层中低层孟湾附近的季风低压较强时， 孟湾、 中南半岛及云南的南风水汽通量亦较强， 云南秋季易出现洪涝， 反之则出现干旱。冬季降水异常与中南半岛的整层水汽通量相关矢量有关。2009年秋季云南降水特少的主要原因是由于对流层中低层高原南部、 孟湾、 中南半岛及云南受强反气旋环流控制， 云南为经向异常负距平水汽通量， 没有充足的水汽输送， 使云南上空大气含水量较常年同期异常偏少。
  • 2010年早春浙江罕见连阴雨天气环流特征及成因分析
  • 张建海;曹艳艳
  • 2011 Vol. 30 (6): 1543-1553. 
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  • 利用客观分析资料分析了2010年早春浙江连阴雨天气的环流特征和热力\, 动力条件， 并与历史同期天气状况进行了对比， 结果表明： （1）乌拉尔山地区长波脊前偏北气流为连阴雨天气提供了冷空气条件， 西太平洋副热带高压偏北偏西有利于其西北侧建立持久、 稳定的水汽通道。（2）南北温差分布的变化导致高空西风急流出现分支， 浙江位于北支急流南侧的高空辐散区， 北支急流的形成与消失都较连阴雨天气的开始与结束提前。（3）连阴雨期间低层向南越赤道气流偏弱， 南海至我国东南沿海西南风较常年异常偏强， 西南气流主要由孟加拉湾西北气流向右越过中南半岛转向形成， 为连阴雨天气输送了充沛的水汽。（4）雨带位于水汽通量湿舌区北侧， 大致与相当位温能量锋区重合， 冷空气活动在连阴雨第二阶段雨势加剧中起了重要作用。（5）连阴雨动力结构呈典型的低层辐合、 高层辐散配置， 辐散区高度在降水开始后逐渐升高， 之后一直稳定在对流层高层。
  • 济南“7.18”大暴雨中尺度分析
  • 盛日锋;王俊;龚佃利;陈西利;张洪生
  • 2011 Vol. 30 (6): 1554-1565. 
  • 摘要 ( ) PDF (1826KB) ( )
  • 综合利用常规资料、 加密自动站观测资料、 NCEP再分析资料、 CloudSat卫星及多普勒天气雷达资料， 分析了2007年7月18日济南市百年一遇的突发性大暴雨天气过程的成因及中尺度特征。结果表明, 这次对流性大暴雨是由高空冷涡南部低槽、 低层准东西向切变线、 西太平洋副热带高压西北边缘的暖湿气流以及自东北南下冷空气共同影响所致; 根据单雷达反演风场及加密自动站观测可知， 边界层中尺度辐合中心和辐合线的生成\, 发展是这次大暴雨产生的启动机制， 大暴雨的分布与地面辐合线的走向基本一致， 并随其移动而移动; 边界层辐合线相交处有中尺度辐合中心发展， 造成水平风场的强辐合， 从而增强了该地区水汽和能量的积聚; 两部雷达回波显示， 在两个东西向的带状回波衔接处, 对流增强， 降水亦增强\.垂直结构分析表明， 暴雨强盛期低层辐合与中高层辐散几乎垂直， 表明中尺度对流系统具有较强的斜压性特征， 垂直倾斜的上升气流以及两侧明显的下沉补偿气流表明, 该中尺度对流系统具有对流型风暴结构特征。
  • 近50年黄河源区植被净初级生产力变化特征及其影响因素
  • 姚玉璧;杨金虎;肖国举;王润元;陆登荣
  • 2011 Vol. 30 (6): 1594-1603. 
  • 摘要 ( ) PDF (999KB) ( )
  • 利用1959—2008年黄河源区月平均气温、 最高气温、 最低气温、 相对湿度、 降水量、 风速和日照百分率等气候要素资料， 应用修订的Thornthwaite Memorial模型计算了近50年植被净初级生产力(net primary productivity， NPP)， 分析其年际和年代际变化特征及其主要气象因子的影响。结果表明， 1959—2008年黄河源区年降水量呈增加趋势， 其线性拟合倾向率为5.316～11.318 mm·(10 a) -1， 春、 夏季增幅较大； 年平均气温呈显著上升趋势， 其线性拟合倾向率在0.273～0.322 ℃·(10 a) -1之间， 增温率以冬季最大； 最大蒸散呈增加趋势， 年最大蒸散的线性拟合倾向率为5.286～8.026 mm·(10 a) -1， 夏季增幅最大； 地表湿润指数也呈增加趋势， 年地表湿润指数的线性拟合倾向率为0.011~0.026 (10 a) -1， 冬季增幅最大， 在15年时间频率附近出现了5个干湿交替期， 20世纪90年代以后为偏湿期， 在中高频区， 1998—2004年有偏干振荡； 近50年年NPP变化呈显著上升趋势， NPP变化的线性拟合倾向率在95.502～190.72 kg·hm-2·(10 a) -1之间， 20世纪80～90年代NPP较高。影响黄河源区NPP变化的主要气候因子是降水量、 最大蒸散量和平均最低气温。
  • 东北及邻近地区夏季气温异常的新特征及对大气环流的响应
  • 张茜;李栋梁
  • 2011 Vol. 30 (6): 1604-1614. 
  • 摘要 ( ) PDF (1165KB) ( )
  • 利用我国东北及邻近地区（简称东北）123个气象站的逐日地面气温资料和NCEP/NCAR全球再分析月平均500 hPa高度场资料， 通过EOF和合成分析等方法， 对东北夏季气温异常的特征和不同空间型的大气环流进行了分析。结果表明， 在全球气候变暖的背景下， 我国东北夏季气温异常主要有全区一致型和东北—西南反位相分布型。近60年来气温总体呈上升趋势， 尤其是1990年以后增温明显， 区域差异主要表现在东北部升温早而西南部晚。东北夏季气温的异常分布型有: (1)全区一致高温型， (2)全区一致低温型， (3)西南部低温、 东北部正常或高温型， (4)东北部低温、 西南部正常或高温型。进一步分析表明， 夏季气温的高低与其上空500 hPa位势高度有关， 气温偏高对应位势高度正异常， 气温偏低对应位势高度负异常。当东北全区处于一致的正(负)异常大气环流形势的控制下， 全区气温一致偏高(低)； 当东北部与西南部分别处于不同位相的位势高度异常控制之下， 则两区的气温变化不一致。
  • 基于国家气象观测站逐日降水格点数据的交叉检验误差分析
  • 熊秋芬;黄玫;熊敏诠;胡江林
  • 2011 Vol. 30 (6): 1615-1625. 
  • 摘要 ( ) PDF (1227KB) ( )
  • 利用2006-2008年2 403个国家气象观测站地面雨量计的逐日降水量资料， 采用与网格点最近的观测站有\, 无降水确定该网格点有\, 无降水和Barnes插值方案确定网格点降水大小的混合插值方案， 得到全国空间分辨率为0.1°×0.1°（约10 km×10 km）的逐日降水量格点数据， 在此基础上通过交叉检验方法统计格点数据的误差， 从相关系数、 平均偏差、 平均绝对误差、 平均相对误差、 均方根误差、 复合相对误差、 观测均方根、 插值均方根、 相对方差比率和降水概率密度函数分布等方面研究了在该混合插值方案下得到的我国逐日降水格点数据的误差分布， 分析了误差统计量的时空变化特征。交叉检验的统计结果表明： (1）观测站逐日降水量的估计序列（即在不使用该观测站实际观测情况下由周围观测站插值得到网格数据， 再由网格数据反插观测站估计值）与实际观测序列比较， 两者的相关系数为0.81， 平均偏差为-0.02 mm·d-1， 平均绝对误差为1.3 mm·d-1， 平均相对误差为58.67%, 均方根误差为4.5 mm·d-1， 复合相对误差为41.17%, 相对方差比率为93.12%， 即格点化的降水资料具有较高的精度。(2）观测站逐日降水量的估计序列与实际观测序列的概率密度分布比较接近， 插值误差基本符合正态分布。(3）逐日降水格点误差的空间分布规律是： 平均绝对误差和均方根误差从我国西北向东南逐步增大； 而平均相对误差的分布特点是东部特别是东部平原小\, 西部相对大； 相关系数的分布特点是东部高\, 西部相对低。(4）误差统计量的逐月变化规律是： 绝对误差和均方根误差明显表现为随月降水总量的增减而相应增减， 一般是7月达最大， 12月为全年最小值； 而相关系数的大小与降水性质有关， 一般大尺度系统性降水多时（11月）相关系数偏高， 局地对流性降水偏多时（8月）相关系数偏低。
  • 河西走廊“2010.4.24”黑风成因分析
  • 钱莉;杨永龙;王荣喆
  • 2011 Vol. 30 (6): 1653-1660. 
  • 摘要 ( ) PDF (894KB) ( )
  • 利用常规探测资料和地面加密观测资料， 对2010年4月24日河西走廊出现的区域性特强沙尘暴和民勤出现的黑风天气过程进行了天气动力学诊断和中尺度分析。结果表明， 地面冷锋所伴随的强风暴是产生黑风的主要原因。乌拉尔山高压脊强烈发展， 迫使极地强冷空气向南爆发是这次黑风产生的大尺度触发系统； 700 hPa河西走廊变形场的强斜压性既有利于锋生和低层辐合， 也有利于动量下传； 地面热低压的发展加大了冷锋前后的气压和温度梯度， 为对流发展提供了热力不稳定条件。地面冷锋前的上升运动与高低空急流叠加为黑风的发生\, 发展提供了深厚的垂直环流发展条件。利用黑风发生前后的探空资料, 对大气动力参数“风暴水平螺旋度”和热力参数“V-3θ”进行了计算和分析。结果表明, 黑风过境时， 大气温湿结构的分布有利于沙尘暴的发生、 发展。
  • 一次致灾冰雹的超级单体风暴雷达回波特征分析
  • 赵俊荣;郭金强;杨景辉;杨建成
  • 2011 Vol. 30 (6): 1681-1689. 
  • 摘要 ( ) PDF (1289KB) ( )
  • 利用石河子C波段多普勒天气雷达资料， 对2010年6月28日下午发生在准噶尔盆地南缘石河子垦区北部沙漠边缘地带的强冰雹超级单体风暴的雷达回波演变特征进行了详细分析。结果表明， 该超级单体风暴前进方向的右侧出现了弓形回波， 左前侧和右后侧分别出现了“V”字型缺口； 沿入流方向穿过最强回波位置的反射率因子垂直剖面呈现出典型的有界弱回波区、 回波悬垂和有界弱回波区左侧的强大回波墙， 最大回波强度出现在沿回波墙狭长区域的下部， 其值达到70 dBz； 相应的径向速度上出现了中气旋， 该中气旋的发展和维持使得超级单体弓形回波发展并维持； 强冰雹发生在有界弱回波区、 垂直累积液态水含量大值区和中气旋重合的区域内； 可用中气旋提前30 min预警短时冰雹， 其反射率因子垂直剖面上的宽大有界弱回波及其回波悬垂和回波墙下部的强回波中心强度(70 dBz)可作为预警大冰雹的预警指标。
  • “090723”强降水超级单体风暴特征及强风原因分析
  • 王福侠;裴宇杰;杨晓亮;李宗涛;俞小鼎
  • 2011 Vol. 30 (6): 1690-1700. 
  • 摘要 ( ) PDF (1560KB) ( )
  • 利用石家庄新乐多普勒天气雷达（SA）资料、 濮阳多普勒天气雷达（SB）资料、 常规观测资料和地面加密观测资料， 对2009年7月23日邢台一次强降水超级单体风暴的环境条件和回波结构演变特征进行了详细分析。结果表明， 此次强降水超级单体风暴是在中到强的热力不稳定（对流有效位能CAPE值为1701 J·kg-1）和中低层强风切变（地面~500 hPa， 20 m·s-1）的环境下发展起来的。孤立的对流单体遇到旧雷暴形成出流边界后迅速发展成为多单体风暴。出流边界前侧垂直风切变加大及其后侧冷池的加强是促进中气旋迅速形成的重要原因。强降水超级单体风暴的演变可以归结为普通单体、 强降水超级单体及弓形回波3个阶段， 属于典型的右移风暴。在超级单体风暴初期有2个强反射率因子中心， 具有多单体风暴特征， 每个强反射率因子中心都有独立的前侧入流缺口和有界弱回波区。强降水超级单体风暴在初期又具备典型超级单体风暴的特征， 低层（约2.5 km高度处）有典型的钩状回波\, 明显的回波悬垂和有界弱回波区。中气旋被强降水区包围， 在2.4 km高度附近首先观测到中气旋（兰金模型结构）， 随后中气旋向上向下发展， 旋转非常强， 最高达到5 km， 最大旋转速度为27 m·s-1， 达到强中气旋标准。
  • 一次山区龙卷的双部雷达回波监测分析
  • 李延江;孙丽华;杨梅
  • 2011 Vol. 30 (6): 1701-1708. 
  • 摘要 ( ) PDF (1172KB) ( )
  • 利用秦皇岛S波段和承德C波段天气雷达资料、 NCEP 1°×1° 6 h 再分析资料、 中尺度物理量及灾情报告, 对2009年7月20日河北承德平泉县一次龙卷天气过程进行了综合分析。结果表明, 龙卷发生在西高东低的山谷中, 冷空气南压, 高空西南急流动量下传, 使得低层中尺度水平风场-V分量沿山谷西部增大, 产生不对称小尺度山谷风次级环流, 增强的龙卷发生区域气旋性旋转涡度导致了多个中气旋的发生； 08:00北京探空站0～6 km垂直风切变为19.44 m·s-1, K指数为24 ℃, SI指数为4 ℃； 14:00 K指数为28 ℃, SI指数为0 ℃； 前期强降水在中午强辐射作用下迅速蒸发, 为龙卷风暴的发生提供了短时水汽条件； C波段雷达监测数据显示, 13:06～14:36山谷东侧先后有5个中气旋生成并伴有2个普通风暴单体, TVS分别出现在13：30, 14：06和14：36, 低层最大旋转速度为29 m·s-1, 高度为0.8 km, 风暴向北北西-南南东方向移动, 移速为60～70  km·h-1, 龙卷强度在F0～F1级之间； 对比径向速度与中气旋显示： 1 km高度以下, 龙卷接触地面持续时间为10 min, 4 km高度以上, 龙卷空中盘旋持续时间为45 min。

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