利用2018—2023年贵州高原北侧冬季降雪滴谱数据,采用统计方法对比分析雨滴谱和雪滴谱的粒子数目、粒子直径和下落速度的分布特征,研究降雪量、积雪深度与粒子相态、粒子数目、粒子尺度的变化趋势一致性,检验粒子体积反演降雪量、积雪深度算法的适用性。结果表明:(1)雪滴谱直径谱宽分布在5~15 mm之间,平均直径谱宽>8 mm,属于宽谱降水类型;雨滴谱直径谱宽分布在1~5 mm之间,平均直径谱宽小于3 mm,属于窄谱降水类型。(2)大多数雪粒子分布在速度谱宽<5 m·s-1以下的区域内,这是由雪粒子形状偏平、密度较小、尺度较大而导致。(3)降雪量反演结果与实测结果的一致性和相关性均优于积雪深度反演,这与环境温度作用下的降水相态转化、积雪融化速率有关。(4)把粒子数占比、粒子速度谱宽作为冬季降雪天气类型识别具有很好的指示作用,降雪粒子下落至地面的起止时间和粒子数目可以直观反映整个降雪天气过程的演变特征。
无资料地区雪灾防御参数常采用周边有资料的气象站参数替代,基于气候背景相似的降雪气候区划可以为代表站的选取提供科学依据。本文利用湖北省76个国家气象站1961—2020年的气象观测资料,选取了降雪初终日、雪日数、积雪日数、降雪量、最大积雪深度等12个多维时间序列指标,采用Hilbert-Schmidt Independence Criterion(HSIC)核函数的有偏估计公式计算12个指标的整体相似性,对湖北省降雪气候进行了聚类分析。结果表明:湖北省降雪气候可以划分为东南部、中部、西北部和西南部4个气候分区,分区的地带性分布特征与湖北省强降雪天气由北方冷空气南下产生的气候背景一致;初雪日从西北部向中部、西南部、东南部降雪区推迟,终雪日则正好相反,西北部的降雪日数和积雪日数最多;东南部代表站为黄石站,中部代表站有麻城、武汉、钟祥,西南部代表站有咸丰、巴东,西北部代表站郧西、老河口。HSIC核函数能很好处理较大年际波动的指标序列集之间的相似性,其聚类方法对湖北省降雪的气候区划较为合理,区划结果为湖北省精细化雪灾防御提供了技术依据。
利用国家级地面气象观测站、风廓线雷达、X波段双偏振相控阵雷达等多源观测资料和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)第五代大气再分析(ECMWF Reanalysis v5,ERA5)资料,总结了2023年12月13—14日山东大范围暴雪、局地大暴雪(简称“12·14”暴雪)极端性的特征和成因,并与2021年11月7日山东极端暴雪过程(简称“11·7”暴雪)对比分析了降雪量和雪水比差异的原因。结果表明:(1)典型的暖平流型天气形势是产生极端暴雪有利的环流背景条件,低层切变线和风速辐合区在鲁西北叠加,形成强烈而持久的上升运动。(2)低空急流异常偏强,降水强度不仅与低空急流的强度有关,而且与其厚度有关。当3.0 km高度保持低空急流的强度时,10 m·s-1风速到达的高度越低,降雪强度越大。(3)700 hPa比湿超过4 g·kg-1、850 hPa比湿超过3 g·kg-1的持续时间均长达10 h以上,为极端暴雪过程提供了充足的...
基于第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的历史模拟试验以及情景预估试验数据,分析了21世纪中(2035—2064年)、后期(2070—2099年)青藏高原积雪相对于参考期(1985—2014年)的变化。结果表明:相对于参考期,21世纪中、后期青藏高原平均年积雪日数、平均积雪期均表现为减少,减少幅度总体随着人为辐射强迫的增加而加大;除低强迫情景外,21世纪后期的减少幅度均大于21世纪中期;空间上总体表现为青藏高原东南部的减少幅度大于西北部。21世纪中、后期青藏高原积雪初日均表现为推迟、积雪终日均表现为提前,积雪初日推迟天数是积雪终日提前天数的1.5~2.0倍;人为辐射强迫越高,积雪初(终)日推迟(提前)天数越多;相同情景下21世纪后期积雪初(终)日推迟(提前)天数均多于21世纪中期。降雪(气温)与年积雪日数呈正(负)相关;随着人为辐射强迫的增加,降雪对年积雪日数的相对贡献率总体呈增加趋势;空间特征表现为降雪(气温)对青藏高原南部和北部(东部和西部)的年积雪日数的相对贡献更大。7—12月降雪的减少幅度大于1—6月,这可能是积雪初日推迟天数多于积雪终日提前天数的重要原因。不同情景下青藏高...
降雪量和积雪深度的关系是降雪预报及水文气候模拟中的重要参数。本文利用吉林省50个站点1961—2021年的降水量、积雪深度、气温、风速和天气现象等气象观测资料,分析了降雪量和新增积雪深度的关系及主要气候影响因子。结果表明,在中等及以上强度的降雪过程中,吉林省新增积雪深度(D)与降雪量(S)的比值(深量比,Rds)平均为0.96 cm·mm-1;该比值存在空间差异,呈西部小东部大的分布特征,且存在明显的月际、年际和年代际变化特征,其中月际变化呈现不对称的抛物线型,12月和1月为大值时段;近60年来Rds呈减小趋势,变化速率为-0.01 cm·mm-1·(10a)-1;降雪日Rds与气温呈明显反相关关系,其中在-12~0℃的温度区间,Rds随气温上升呈明显减小趋势。气候变暖、降水量增加和风速的减小是降雪过程中降雪量与新增雪深关系年代际变化的直接原因。揭示降雪量和新增雪深的关系对于认识东北亚中高纬度降雪积雪特征及其成因具有重要意义。
利用MICAPS 4等分析资料,分析了2022年1—2月发生在绍兴市的5次降雪天气过程,从环流背景、风场、探空、温度场、动力热力等方面总结增大城区降雪天气概率的有利环境特征,结果表明:(1)形势场配置上,北方存在冷高压,东亚槽后冷空气渗透南下,高空位于南支槽前,提供较好的水汽输送条件,700 hPa存在急流,850 hPa低涡切变,低层具有明显的动力强迫作用。(2)温度形势上,冷空气势力偏强,-4℃线压至浙中以南地区。(3)700~850 hPa存在较明显逆温层,零度层高度低(<200 m),近地面温度低(2℃左右)。(4)从降雪来看,尤其是积雪情况,高海拔山区降雪概率更大,积雪也一般比城区偏大2~5 cm。
利用近年的常规气象观测资料、协理员上报的雪深资料、自动站气象观测资料等,与EC、Japan、GFS等细网格预报产品和省级精细化指导预报产品进行对比,并建立预报性能较好的降雪预报产品,通过统计模型将模式精细化降雪预报产品进行自动订正,并将结果在预报平台中展示。该平台可进行图像交互及编辑订正,核心功能模块包括快速调阅和切换显示数值预报产品和MICAPS 4文件、图形编辑订正、订正产品输出。目前该平台已经应用于湖州市及3个县级气象台,预报改善效果明显,提升了山区降雪的预报准确性。