清远低温雨雪冰冻过程分析及预报.pdf
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1、第 卷第 期 年 月广 东气 象 收稿日期:基金项目:广东省气象局科技项目基于 模型的金子山冰雪景观预报系统()作者简介:陆德辉(年生),男,本科,工程师,主要从事天气预报工作。:陆德辉,林雪仪,梁钟清,等 清远低温雨雪冰冻过程分析及预报 广东气象,():清远低温雨雪冰冻过程分析及预报陆德辉,林雪仪,梁钟清,彭静漫(清远市气象局,广东清远 ;清远市清新区气象局,广东清远 )摘要:利用地面、探空、双偏振雷达、卫星云团等常规气象观测资料,以及 再分析资料,对清远地区 年 月 至 日的低温雨雪冰冻过程的天气背景、成因、降水和特殊天气现象等进行分析,结果表明:该次连续降水和冰雪过程的成因具有前期基础气
2、温低、环流形势稳定、冷暖空气长时间在清远上空交绥、中层水汽充足、垂直速度小、温度场与水汽配合、相变降温作用明显等特点,并针对雨夹雪、雨凇、道路结冰等特殊天气现象的预报技术提出“经验指标 模式预报”的预报思路。关键词:天气学;低温雨雪冰冻;高寒山区;预报思路;清远中图分类号:文献标志码:清远市位于广东省的中北部,属亚热带季风气候,冬季出现雨雪冰冻天气的次数较少,但影响较大。年 月 日至 月 日,清远出现了历史罕见的低温雨雪冰冻极端天气过程,给农业、交通、供电和人民群众生活等造成了严重的影响。年 月 日 日,受“霸王”级寒潮影响,全市都下了雨夹雪,高寒山区出现了小雪、冻雨、冰冻和道路结冰,给农业、
3、交通和人民群众生活等造成了较大的影响。另外,年 月连山县金子山景区获授“连山金子山岭南赏雪胜地”生态气候品牌,冰雪旅游成了清远市冬季旅游的新热点,对冰雪的预报要求越来越精细精准。多年来,针对华南地区低温雨雪冰冻天气的研究已得出不少成果 ,如吴乃庚等 研究发现 年持续低温雨雪冰冻天气过程与“拉尼娜”事件背景下大气环流异常密切相关,在“北脊南槽”和西太平洋副高偏北偏强的形势下,冷暖空气在我国南方地区频繁交汇,使对流层中低层形成逆温层和局地经向环流产生异常,造成持续低温雨雪冰冻过程;张东等 从降雪的温度条件、动力和水汽条件等方面对 年广东近 年一次最大范围的降雪过程进行分析,提出了从温度垂直结构预报
4、雨雪相态的大致思路;曾琮等 研究表明寒潮和强冷空气活动多的年份一般出现在中等或强的 期间。但也有不同研究结果,如潘巧英等 研究表明 年罕见低温雨雪冰冻过程就是发生在极强厄尔尼诺事件和极涡中心偏南偏强的气候背景下;宗海锋等 认为充沛的水汽供应和大范围强烈的水汽辐合是低温 雨雪灾害事件和低温 雨雪 冰冻灾害事件发生的关键条件,而逆温层和冷垫则是低温 冰冻灾害事件、低温 雨雪 冰冻灾害事件发生的必要条件。本研究主要对 年 月清远低温雨雪过程的特征进行分析,及对预报过程复盘反思,初步提出预报思路改进方法,以期进一步提高清远北部高寒山区特定地点冰雪天气的预报准确率和提前量。过程概况 年 月 日,清远地区
5、出现 年以来最强的阴雨寒冷过程。该次过程具有“低温范围广、高寒山区冰雪天气明显、雨势平缓均匀但累计雨量大”的特点。月 日凌晨到 日夜间全市出现持续性降水,各站 的累计雨量平均达到 ,全市共有 个区域自动站录得累计超过 的降水(占 ),其中清新区太平镇龙湾村录得过程最大累计雨量 (图 ,北京时,下同)。日到 日早晨,清远市全境出现低于 的低温天气;日各地最低气温降至 (高寒山区最低气温 ,其中阳山秤架乡太平洞石坑崆出现全省最低气温 )(图 )。另外,日起到 日,北部高寒山区出现了持续的冻雨、雨夹雪和道路结冰。连州潭岭水库、南风坳等地出现明显积雪现象,冻雨导致“三连一阳”的山区出现雨凇冰挂,还导致
6、连州、连山等地的高寒山区出现持续道路结冰现象。图 年 月 日 :日 :累计雨量()和 日最低气温()环流与成因分析 降水分析该次过程降水持续了 (年 月 日),雨势平缓均匀但累计雨量大,全市最大累计降雨量为 ,最大小时雨量为 ,平均雨强为 到 。该次过程的环流形势上,高纬地区以经向环流为主,低纬地区以纬向环流为主。中高纬地区为两槽一脊,低纬地区呈两脊一槽的反位相分布,亚洲中部呈北脊南槽的稳定环流形势(图 );副热带高压脊线在 附近,异常偏强偏北,常年 月副高脊线才移到 附近 ;副高偏强偏北,导致南支槽东移缓慢,南支槽前西南气流,将热带海洋的暖湿水汽持续输送至江南和华南上空。东北冷涡转动引导冷空
7、气不断南下,与南支槽前西南暖湿气流交绥于江南到华南一带形成锋面降水,由于环流形势稳定,导致锋面降水持续时间长。华南上空存在一支风速为 左右的西南急流。同时,卫星云图(图 )的演变显示,正是孟湾东部的热带扰动云团消散后沿着中层的这支西南急流给华南上空提供了主要的水汽来源。图 年 月 日 :环流形势()和卫星红外云图()该次过程是受强冷空气影响,冷垫较厚、层结稳定,其降水的动力机制为锋面抬升型,属于天气尺度,动力条件一般。从 再分析资料反演的 、和 的平均垂直速度(图略)来看,均显示清远上空平均垂直速度不大,如 年 月 日 平均垂直速度为 ;而在 年的相似例子中平均垂直速度为 ,相应地平均雨强也较
8、大。比较中低层水汽条件(图略),本地的比湿为 ,为 ,显然,该次过程中水汽的主要贡献层在 。第 期陆德辉等:清远低温雨雪冰冻过程分析及预报综上所述,稳定的环流形势、充足的中层水汽输送导致该次过程降水持续时间长、累计雨量大;而动力条件相对较弱导致该次过程雨势比较平缓均匀。另外,水汽贡献层偏高,而平时预报员一般习惯用 的水汽来预测,容易忽略分析 水汽,因此降水预报容易出现偏差。特殊天气现象分析月 到 日,清远北部高寒山区出现了持续的冻雨、雨夹雪和道路结冰天气。从月 日起,清远市频繁受冷空气影响,平均气温创 年来新低。据统计,年 月 日到 月 日,全市平均气温 ,较历史同期偏低 ,为 年以来最低。同
9、时,冷空气到来前的持续降水也使清远市的基础气温较低。根据天气学原理,产生雨凇时大气的垂直结构分为冰晶层、暖层、和冷层,其中冰晶层里 一般要达到 到 ,暖层中有暖湿平流。从距离清远北部最近的郴州探空的 日 :层结曲线(图 )来看,与雨凇发生时的层结结构高度吻合,有利于出现冻雨形成雨凇。同时,从 日 :的温线图(图略)可见 和 的 线已经位于清远北部地区。图 月 日 :郴州探空层结曲线利用连州双偏振雷达对 日 :的降水粒子相态分类产品分析(图 ),显示雨雪分界线向雷达站收缩,即雨雪分界线高度下降,说明双偏振雷达有效监测到雨雪转换的相态变化过程。随着冷空气不断补充,气温继续下降,线进一步南压,日 :
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