2008年初中国南方冻雨天气过程的热力诊断分析

摘要

2008年初中国南方出现了50年一遇、局部百年一遇的低温雨雪冰冻天气，影响范围广、持续时间长的冻雨天气过程对春运期间南方的交通运输、能源供应、电力传输、通讯设施、农业及人民群众生活造成严重影响和损失。 本文使用美国NCEP/NCAR再分析中心提供的2007年12月到2008年3月的每天四个时次的再分析资料(2.5°×2.5°)和长期平均的月平均资料，对发生在中国南方的持续性冻雨天气过程进行热力诊断分析，旨在对冻雨过程中出现的大范围持续性逆温现象的热力成因进行研究，揭示冻雨过程逆温层维持的热力机制。得到的研究结果如下： 1.冻雨期间存在逆温层，逆温层通过低层大气(850hPa，或925hPa)比700hPa降温更快而建立，以700hPa，升温或700hPa，降温比低层大气慢来维持，最后以低层大气快速升温以及700hPa降温比低层大气快的方式逐步破坏、消失。湖南、江西等地的逆温层温差比贵州更大、维持时间更长。逆温层在冻雨过程中逐步加强南压，其范围在初始阶段覆盖湖南、贵州北部，发展维持和减弱阶段覆盖整个冻雨区，结束阶段消失。贵州逆温层温差的日变化呈单峰型，日最大值出现在00时，最小值出现在06时；湖南、江西等地逆温层温差的日变化呈双峰型，00时和12时出现极大值，06时和18时出现极小值，逆温层温差在06时处于一天的最低值。在冻雨的发展维持阶段700hPa存在0℃以上暖层，整个冻雨过程的地面(贵州)或925hPa(湖南、江西等地)则是0℃以下的冷垫。 2.源自南海北部和孟加拉湾的暖湿气流与冷空气在30°N附近形成准静止锋，其维持(南压)和冻雨的发展维持(减弱结束)密切相关。从西太平洋沿南海向西输送和源自阿拉伯海沿北纬25°N向东输送的两支水汽对冻雨的发展维持有重要贡献。850hPa西太平洋到南海的偏东气流异常偏强、华东华南到贵州四川的辐合活动偏强；500hPa东亚大槽偏强、槽底偏北，新疆附近异常偏强的低值系统，西太平洋副热带高压异常偏北、偏强；以及200hPa以江西为中心的异常偏强的辐散活动，均有利于2008年1月的冻雨区维持冷暖气流的长时间对峙。850hPa纬向风周期为20～30天的显著频段，也和南方冰冻雨雪天气的持续有密切关系。 3.在冻雨过程的初始阶段，逆温层上下层的降温由温度垂直冷平流和非绝热降温共同决定(贵州775hPa只有温度垂直冷平流决定)。冻雨过程发展或发展维持阶段逆温层上下层的升温均由温度水平暖平流决定。贵州在冻雨的维持阶段逆温层下层的降温由垂直冷平流造成，上层的降温则由非绝热降温引起；湖南、江西等地在减弱阶段逆温层下层的降温由水平冷平流引起，上层的降温则由垂直冷平流决定。冻雨减弱(贵州)或结束(湖南、江西等地)阶段的升温主要由温度的垂直暖平流决定。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1低温雨雪冰冻的灾情简介

1.2冻雨的研究现状及本文的研究内容和意义

1.3使用资料和研究方法

第二章冻雨天气过程的基本概况

2.1冻雨天气实况

2.2 NCEP资料的验证

2.3冻雨区域的气温特征

2.4冻雨过程的阶段划分

2.5冻雨期间逆温层随时间变化的特征

2.6冻雨区气温及逆温层随时间演变的特征

2.7小结

第三章冻雨天气过程的大尺度环流背景

3.1大气环流场特征

3.2大尺度环流的异常

3.3大尺度水汽通量场特征

3.4小波分析

3.5小结

第四章冻雨区气温的热力诊断

4.1热力诊断计算

4.2冻雨过程各阶段的低层大气热力特征

4.3决定低层大气温度(热力)变化的流场和温度场的配置

4.4小结

第五章结论

5.1逆温层的观测事实及温度的变化特征

5.2环流背景异常(风场、水汽输送)及小波分析结果

5.3热力诊断的结论

5.4工作展望

参考文献

致谢