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2008年初粤北罕见的低温雨雪冰冻天气过程分析

2023-04-09 来源:步旅网
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第30卷第2期 2008年4月 广 东 气 象 VO1.30 April No.2 2008 Guangdong Meteorology 2008年初粤北罕见的低温雨雪冰冻天气过程分析 张录青,李丽,饶纲伟 (韶关市气象台,广东韶关512026) 摘一要:利用NCEP地面、探空、海温等分析资料,以及本地自动站和灾情资料,对2008年1月中旬 2月中旬粤北一场罕见的低温雨雪冰冻天气过程的特点、气候背景、地面和高空形势进行研究分析。 结果发现:长时间的冻雨和雨夹雪是造成粤北损失巨大的主要原因,冷暖空气长时间在粤北上空交汇是 造成雨雪天气的直接原因,拉尼娜事件引起大气环流异常是这次过程的气候背景,异常偏强的副热带高 压和孟加拉湾到广西一带低槽的共同作用,为粤北上空输送了强盛的西南暖湿气流,北方长时间稳定的 强冷空气从边界层侵入粤北后的冷舌,与对流层中低层的暖舌构成的逆温层,为冻雨的出现提供了有利 的大气层结,极涡异常偏心对这次过程有指示意义。 关键词:天气学;极涡;逆温层;拉尼娜事件;冻雨;寒潮;粤北 中图分类号:P44 文献标识码:B 文章编号:1007—6190(2008 J02—0008—05 冰冻融化缓慢。前期,韶关全市以阴冷天气为主,间中短 对寒潮和强冷空气,国内已有不少研究 。。…。曾琮 等 认为,广东寒潮和强冷空气活动多的年份一般出现 在中等或强的E1 Nina期间,活动少的年份容易出现在La Nina期间,而较难出现在E1 Nina期间。2008年1月中旬 暂时间有阳光,弱降水出现在16—17日,对高寒山区影响 最大的是低云靠近地面产生的雾凇,高海拔路段出现了 轻度的道路结冰。根据灾情调查,1月13日京珠北就开 始出现雾凇,15日韶关气象台拍摄了大量的雾凇照片,越 初一2月上旬,西南暖湿气流与北方不断南下的冷空气在 淮河及其以南地区交汇,造成了建国以来罕见的范围广、 持续时间长、强度大的低温、雨雪和冰冻天气,对我国南 方19个省、市、区造成了严重影响 。粤北韶关市在 交通、电力、通讯、林业、农业等方面都遭受了巨大损失,京 珠高速粤境北段交通干线大量车辆被堵、人员被困。初 步统计,到2月14日,全市10个县(市、区)均不同程度受 冬作物受冻、部分树木折断,同时悬空的通讯线路和供电 线路结冰。中期,受冷空气补充、切变线南压和高空槽东 移影响,全市出现了大范围中到大雨的降水,北部高寒山 区出现连续的冻雨和雨夹雪,整个北部高寒山区冰天雪 地,绝大部分树木拦腰折断,许多通讯和供电线路中断, 京珠高速粤境北段交通干线大量车辆被堵、人员被困;灾 情严重的区域主要集中在海拔300—1 300 m,低于300 m 灾,受灾人口55万多,直接经济损失达28.67亿元人民 币。为了提高类似灾害性天气的预报能力,本文利用 NCEP地面、探空、海温等分析资料,以及本地自动站和灾 和高于1 300 m的地区,灾情明显减小。后期降水较弱, 主要以低温为主,部分县站还出现了霜(冰)冻,北部高寒 山区的冰冻维持。2月17日开始,北部县站的最低气温 情资料,对这次过程的特点、气候背景、地面和高空形势 进行研究分析,并发现了一些事实。 基本回升到7℃以上,高寒山区自动站气温回升到0℃以 上,冰冻逐渐融化。 从图1可以看到,1月25日一2月2日,最高气温均 为5℃以下,日较差很小,是整个过程最冷的时段。经统 1低温雨雪冰冻天气的概况与特点 强冷空气1月12日开始影响韶关,2月17日基本结 束。整个过程可以分成3个阶段:前期(1月13~24日) 以低温雾凇为主;中期(1月25~2月2日)以冻雨和雨夹 雪为主,冰冻加剧;后期(2月3—16日)以低温天气为主, 计,1月中旬~2月上旬,韶关北部6站的平均气温为 5、8℃,是有气象资料以来的最低值,比多年平均值偏低 p \ ■ 乐■ 乳濠 图1 1月10日~2月20日韶关西北部乐昌、乳源站逐日最高气温、平均气温、最低气温变化曲线图 收稿日期:2008—03—06 作者简介:张录青(1972年生),男,高级工程师,硕士,主要从事短期天气预报工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com

第2期 张录青等:2008年初粤北罕见的低温雨雪冰冻天气过程分析 9 3.8 qC。从自动站资料来看,从13日开始,北部高寒山区 的最低气温大部分时间均在0 oC以下,其中狮子山自动 站27日记录的最低温度为一6.3 qC(后来因断电缺资 料),是整个过程录得的最低温度,而海拔较低(300 m以 下)的自动站气温均在0 oC以上。降水方面,1月下旬全 市旬降水大约是历史同期的3倍,为有气象记录以来仅次 于1964年的次大值 。 赤道中、东太平洋海水逐渐转为较常年同期偏冷的状态。 根据国家海洋局监测,到2007年10月,一次中等强度的 拉尼娜现象已经形成。2007年第4季度~2008年1月, 逐月全球海温分布除赤道中、东太平洋海表温度是明显 的负距平外,赤道西太平洋海温有明显的正距平。经分 析,冬季出现的中等强度以上拉尼娜年份,绝大多数对应 有赤道西太平洋海温偏高、当年12月或次年1月低纬西 太平洋副高偏强 J。对比图2A和B,可以清楚地看到 2008年1月西太平洋副高明显偏强。强盛的副热带高压 稳定维持,有利于西南暖湿气流的维持 。 2低温雨雪冰冻天气的气候背景及环流特点 2.1 拉尼娜事件的爆发与西太平洋副高持续偏强 2006~2007年厄尔尼诺事件在2007年1月结束后 图2 1月北半球500 hPa位势高度(A.2008年;B.1948~2007年) 2.2孟加拉湾到西南一带低槽活跃 1月份平均高度场上(图3),孟加拉湾一带受低槽控 制,其西北侧上游巴尔喀什湖到里海一带位势高度比常 年明显偏低,同时有明显的温度负距平。从逐日高度场 和温度场的配置关系图上(图略)可以看到,1月上旬初到 中旬中期,巴尔喀什湖到里海之间一直维持一个冷涡(或 低槽),孟加拉湾受高压脊控制,但是1月中旬我国云南 到广西附近低槽活跃,西南暖湿气流一直往长江流域输 送。中旬后期开始,虽然地中海到黑海一带暖脊发展东 移,但巴尔喀什湖一带冷高压稳定少动,在贝加尔湖到巴 尔喀什湖一带维持有一横槽,不断分裂东移的短波槽造 成孟加拉湾到广西一带低槽活跃。直到2月上旬,孟加拉 湾以北才又被发展东移的高压脊控制。孟加拉湾到广西 带低槽活跃与西太平洋偏强的副高共同作用,为长江 一流域到华南北部提供了强盛的西南暖湿气流 2.3地面形势 。 2008年1月月平均海平面气压场,亚洲中高纬受强 大的冷高压控制,且气压正距平非常明显,强大的冷高压 位于蒙古到贝加尔湖一带,在高空槽的引导下,源源不断 向我国南方补充。分析地面实况图可以看到,1月上旬中 期,来自冰岛以南洋面的冷空气到达里海西北部附近后, 新地岛以东洋面的冷空气从极地往南到达贝加尔湖一 带,两股冷高压汇合,导致1月中旬初开始整个东亚中高 纬受庞大的冷高压控制,最强时中心气压超过1 075 hPa。 冷高压非常稳定,中心缓慢南压,直到2月中旬才逐渐减 弱。普查1955—2008年拉尼娜年1月平均海平面气压距 (阴影区为位势高度负距平区域,短虚线为温度负距平区域 实线为温度正距平区域,粗虚线为平均位势高度) 图3 2008年1月份500 hPa平均位势高度和 距平(dagpm)、温度距平(℃)图 平,发现拉尼娜年与蒙古一带气压正距平没有对应关系 (见图4)。该月出现长低温阴雨时,蒙古一带气压为正距 平,青藏高原及偏南附近为负距平;该月多低温霜冻天气 时,冷空气偏强,蒙古到青藏高原均为正距平。 维普资讯 http://www.cqvip.com

10 广东气象 第30卷 图4近年出现拉尼娜 事件年的1月平均海平面气压距平(单位:hP且) 冷当 : 山南部大部分时间维持有~切断 涡低涡相连;东 的 给 ’ N-kl’ 差 皂銮 !竺堡 二50℃,7oo 。  ̄ 的 空气在蒙古到我国东 rE E 言 配 槽引导南下,寒潮’ 箸蒜 ,r_直到 月24目, 美 茗. 日-翼茎 耋 2月 日,贝加 莱 争 窟 大次大举向南 甚苫 现了明显的雨雪天气切变线在南 茎 蔷 ..茭 短 后西北气流以及备尔喀 南 焉 , ,。 ~ ’ …面 。 197 7 ,1984渭B日雨,、发现…lOlmV::  :冀 和NCEP资料, 冰粒时,地面聋 h 上空均低于0℃不~定 J存 .: 13二1996年韶关也出现了较长时间的低 维普资讯 http://www.cqvip.com

第2期 张录青等:2008年初粤北罕见的低温雨雪冰冻天气过程分析 、 图5 4次有代表性的低温阴雨天气过程的冷空气影响前100 hPa候平均位势高度图(单位:dag'pm) 4预报着眼点 的温度低于5℃,高寒山区的最低温度就能够下降到0℃ 4.1 极涡异常偏心有利冷空气频繁南下 或以下。 与类似个例的对比可以看到,前期极涡偏心或者中 心异常偏低,对低温阴雨过程具有指示意义。这次长过 程出现前,极涡中心就异常偏向东亚地区(图5)。对比中 还可以看到,低纬偏强的西太平洋副高要和偏强的冷空 气共同作用,在南岭附近交汇,粤北才可能出现低温阴雨 天气;青藏高原附近维持的地面低压对往江南输送水汽 有重要作用;冷空气偏弱的中等以上拉尼娜年份,不会对 粤北造成长时间的低温阴雨天气。 4.2特殊的温度层结导致了冻雨的出现 冻雨的出现,高空必然有逆温层的存在。韶关基本 位于25.5。N以南,沿112.5。E的温度剖面图可以清楚地 看到高空逆温层的存在。在雨雪天气期间,0℃线所围的 冷舌在南岭附近摆动,1月31日伸到24.5。N附近(图 6);冷舌的上方是暖舌,暖层厚度超过3 000 m。此逆温 图6 2008年1月31日沿112.5。E温度垂直剖面图 (间隔:3 oC,粗黑实线为0 oC线) 层的存在,造成了高寒山区的冻雨天气,也正是它的存 在,才使1 300 nl以上高海拔山区冻害较轻。在预报过程 4.3 数值预报和本地预报工具的应用情况 中,对流层中层的暖舌主要考虑孟加拉湾的低槽稳定以 根据韶关台统计,当日本FSAS图上1 060 hPa以上 及西太平洋副高持续偏强,并参考欧洲中心850 hPa的温 高压中心在55。N以南、90。一116。E之间,1 048 hPa以上 度场预报。低层的冷舌南伸不但要考虑地面冷高压的强 高压中心在55。N以南、100。一116。E之间,JFXFE573图 度,而且要考虑江南一带地面温度情况。根据韶关台的 上一39℃线在50。N以南、120。E以西,JFXFE783图上一 预报经验,地面冷高压偏强,南岭两侧的天气状况相同 18℃线在50。N以南、120。E以西时,有利于寒潮的爆发。 时,北部县站最低温度和郴州温差<2℃,只要北部县站 这次过程,欧洲中心产品成功预报了对流层中层的暖舌 维普资讯 http://www.cqvip.com 广东气象 以及环流形势,韶关台的寒潮预报工具在1月l1日成功 做出寒潮过程预报。但是由于缺少逆温层的预报经验, (1):12—13. 第3O卷 [14]刘艳群,陈创买,郑勇,等.韶关市年和月最大日降水量多年 一在考虑850 hPa暖舌存在的同时,对边界层冷空气的势力 估计不足,导致1月11日对公众发布了强冷空气而没有 发布寒潮警报。 据韶关台经验,考虑北部县站最低气温<5 cc时,高 寒山区可能出现冰冻;当高寒山区可能低于0℃而无降 水时,低云靠近地面造成的大雾容易造成雾凇,也可能造 成道路结冰;如果出现降水,就要考虑冻雨或雨夹雪的影 响。 参考文献: [1]曾琮,谢炯光.广东省寒潮、强冷窄气的气候特征及与ENSO 的关系[J].广东气象,2003,25(1):7—9. [2]叶永恒.应用数值预报产品作韶关市强冷空气寒潮预报[J]. 广东气象,2002,24(4):22—23. 遇的极值计算[J].广东气象,2008,30(1):33—34. [15]薛宇峰.近50年来湛江、韶关气候变化的小波分析[J].广 东气象,2006,28(1):29—32. [16]戴润,李刚,黄志梅.韶关干旱分析及防御对策[J].广东气 象,2O06,28(2):47—49. [17]戴润.韶关市水资源分析及应对水资源短缺的措施[J].广 东气象,2006,28(4):55—57. 18]汤超莲,游大伟,邓松,等.20世纪2次最强E1 Nino事件珠 江口SST变化的差异[J].广东气象,2007,29(2):11—13. 19]游大伟,汤超莲,邓松.冬季西、北江径流量异常的前期海一 气背景场特征[J].广东气象,2006,28(1):18—21. [20]简茂球,周荣鬃.东亚经向热力差异与华南夏季风及降水年 际变化的关系[J].广东气象,2006,28(2):11—14. [21]彭端,温坚培,唐洁.西江流域夏季严重旱涝的气候背景及 前兆强信号[J].广东气象,2006,28(3):27—30. [22]姜丽萍,彭端,陈吟晖.等珠三角冬季雷暴的大气环流特征 及海温异常背景[J].广东气象,2006,28(3):31—33. [3]李生艳,苏荣在.2002年12月广西寒潮过程特征及数值预报 产品的释用[J].广西气象,2004,25(1):12—15. [4]陈吟晖,一次寒潮的分析及冬季强冷空气预报[J].广东气 象,2001,23(1):4—6. [23]黄先香,炎利军,施能.佛山市前汛期旱涝及其环流异常特 征[J].广东气象,2007,29(3):15—18. [24]陈特固,曾侠,钱光明,等.华南沿海近100年气温上升速率 估算[J].广东气象,2006,28(3):1—5. [25]曾侠,张江勇,肖军.近46年汕头夏秋季500 hPa高度变化 及其与粤东降水量的关系[J].广东气象,2007,29(2):21— 23. [5]林雪凤,林运源.韶关市降雪天气的分析和预报[j .广东气 象,2003,25(4):18—20. [6]翁向字,毛绍荣.广东一次补充型冷空气过程分析[J:.广东 气象,2001,23(4):1—3. [7]冯晓玲.“2004.12.23”桂北寒潮过程分析[J .广西气象, 2006,27(增刊1):5—6. [26]韩金元,陈惠芳.应用地面气压差预报冷空气对顺德的影响 [J].广东气象,2007,29(1):39. [8]李晓娟,林良勋.一次寒潮天气过程分析及预报回顾[J].广 东气象,1999.21(1):18—20. [9]唐熠.一次雨凇天气与一次飘雪天气过程形势异同分析[J]. 广西气象,2003,24(3):21—22 [10]况雪源,覃志年.广西寒潮天气统计特征及环流形势分析 [J].广西气象,2003,24(4):40—45. [11]吴乃庚,林良勋,李天然,等.2008年初广尔罕见低温雨雪冰 冻天气的成因初探[J].广东气象,2008,30(1):4—7. [12]黄珍珠,杜尧东,潘蔚娟,等.2008年广东罕见寒冷灾害的特 点、影响及防寒减灾对策[J].广东气象,2008,30(1):8—11. [13]吴兑.关于冻雨和雨凇、雾凇之我见[Jj.广东气象,2008,30 [27]陈新光,潘蔚娟,张江勇,等.气候变暖显著使广州极端气候 事件增多[J].广东气象,2007,29(2):24—25. [28]管勇,黄江辉.江门市近45年的气候变化特征[J].广东气 象,2007,29(2):29—31. [29]李凌志,黄志兴.梅县近50年的气候变化[J].广东气象, 2007,29(2):38—39. [30]王丽文.珠海市年雨量和年最大日雨量多年一遇的极值计 算[J].广东气象,2006,28(1):25—28. [31]曹春燕,江鲞.欧洲数值预报产品在深圳2次强降温预报的 释用[J].广东气象,2007,29(1):25—26. Analysis of the Cryogenic Freezing Rain and Snow Weather in Northern Guangdong Province at the Beginning of 2008 ZHANG Lu—qing,LI Li,RAO Gnng—wei (Shaoguan Meteorological Bureau,Shaoguan 5 1 2026,China) Abstract:Northern Guangdong encountered a rare cryogenic freezing rain and snow Weather at the beginning of 2008.The characteristics,climate background and weather situations are studied by using the disaster information,automatic and manual meteorological observational data,and NCEP/NCAR daily reanalysis data.The results show that the prolonged freezing weather is the main cause of huge losses in northern Guangdong Province;Long lasting convergence of walTn and cold air mass near the Nanling Mountains led to the cryogenic freezing rain and snow Weather;The abnormal atmospheric circulation induced by La Ni. na event prepared the climate background;Warm and moist air toward the Nanling Mountains brought by the strong subtropical high and low—trough from Guangxi and Bay of Bengalcolliding against the strong cold air down form the north in the boundary ,layer,produced the inversion,which is favorable for freezing rain.Eccentricity of the polar vortex to East—Asia alos suggests the occurrence of such events. Key words:synoptic meteorology;polar vortex;inversion;La Nila;freezing rain;cold wave;northern Guangdong Province 

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