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    滇黔靜止鋒減弱北抬期間環(huán)流特征分析

    2022-06-29 01:53:42湯天然劉健平
    熱帶地理 2022年6期
    關(guān)鍵詞:貴州

    李 剛,楊 林,湯天然,譙 勛,劉健平

    (1. 貴州省氣象臺(tái),貴陽(yáng) 550002;2. 畢節(jié)市氣象局,貴州 畢節(jié) 551700)

    鋒作為重要天氣系統(tǒng)之一,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其研究已有較長(zhǎng)歷史。最早是Bjerknes(1919)提出“鋒面”概念,最初只是將密度場(chǎng)的不連續(xù)定義為鋒面,隨后在后續(xù)研究中得到不斷的完善和補(bǔ)充。在中國(guó),梅雨鋒(鄭永光等,2007;陳紅專(zhuān)等,2009)、華南準(zhǔn)靜止鋒(陶祖鈺等,2008)及云貴靜止鋒(索渺清等,2016)等研究一直備受關(guān)注。鋒面天氣系統(tǒng)的產(chǎn)生及存在,通常具有很大的斜壓性,氣象要素水平梯度加大,有利于垂直環(huán)流的發(fā)展和能量轉(zhuǎn)換,在其附近常有比較劇烈的天氣變化和氣壓系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展,一般可以根據(jù)溫度、風(fēng)切變、露點(diǎn)、云量、云類(lèi)、能見(jiàn)度和降水等辨別鋒面位置。但由于地面氣象要素受下墊面影響較大,因而鋒附近的要素場(chǎng)特征不如理論上明顯。如夏半年白天,冷鋒前暖空氣一側(cè)有云遮蔽,溫度回升不明顯,或是冷鋒后為晴空,溫度日變化值較大,此時(shí)冷鋒兩側(cè)的溫度差異不明顯(壽紹文等,2006)。

    滇黔靜止鋒,又叫云貴準(zhǔn)靜止鋒,不少學(xué)者將其稱(chēng)為西南準(zhǔn)靜止鋒,指在東亞地區(qū)冷空氣爆發(fā)南下擴(kuò)展時(shí)不能穿越高原大地形,受其阻擋與來(lái)自孟加拉灣西南暖濕氣流共同作用而形成的特有鋒面系統(tǒng)。不少研究也指出云貴準(zhǔn)靜止鋒是地形產(chǎn)物(Jong,1950),是地面冷高壓沿青藏高原東側(cè)遇高原阻擋而形成(段旭等,2002)。王曼等(2009)利用MM5 中尺度數(shù)值模式,定量分析得出高原地形作用是云貴準(zhǔn)靜止鋒形成和維持的必要條件。云貴準(zhǔn)靜止鋒一年四季均有出現(xiàn),但其活動(dòng)具有明顯的季節(jié)特征,夏半年相對(duì)偏弱偏少,冬半年較強(qiáng)較多。此外,云貴準(zhǔn)靜止鋒具有夜間南進(jìn)、白天東北退的顯著日變化特征,并在幾十上百甚至數(shù)千米內(nèi)做東西向的擺動(dòng)(高增勇等,1984)。在春夏和秋冬交替季節(jié)存在驟降弱升的突變,通常云貴準(zhǔn)靜止鋒兩側(cè)的天氣迥然不同,單純準(zhǔn)靜止鋒影響時(shí)天氣一般較單一、穩(wěn)定,主要表現(xiàn)為由南、北兩股氣流勢(shì)力的強(qiáng)弱而擺動(dòng),鋒前為西南暖濕氣流影響、天氣晴朗;鋒后為冷空氣影響、陰雨錦錦(杜正靜,2007a)。但靜止鋒多數(shù)會(huì)隨冷暖空氣強(qiáng)弱擺動(dòng),特別與南支槽等其他天氣系統(tǒng)結(jié)合時(shí),極易產(chǎn)生劇烈天氣,如造成冬、春季強(qiáng)降水、暴雨和冰雹和大風(fēng)等天氣(李英等,2000;杜正靜等,2015;徐海等,2016;周明飛等,2017)。當(dāng)云貴準(zhǔn)靜止鋒加強(qiáng)向西南移出時(shí),會(huì)造成鋒后區(qū)域貴州、云南等地的降溫、降雨,如果冷空氣較強(qiáng)且維持時(shí)間長(zhǎng)則會(huì)形成鋒后的低溫、雨雪和冰凍等災(zāi)害性天氣,而鋒前云南、貴州西南部地區(qū)則會(huì)形成持續(xù)的晴熱少雨天氣或旱情(張潤(rùn)瓊等,2009;趙荻,2016)。杜正靜等(2007b)還分析了云貴準(zhǔn)靜止鋒演變的大氣結(jié)構(gòu)和特征,歸納出4 類(lèi)云貴準(zhǔn)靜止鋒的結(jié)構(gòu)、天氣和大氣環(huán)流特征;李英(2001)通過(guò)典型個(gè)例分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)有南支槽等天氣系統(tǒng)配合時(shí),云貴準(zhǔn)靜止鋒產(chǎn)生強(qiáng)天氣的形勢(shì)結(jié)構(gòu);此外,杜小玲等(2010)發(fā)現(xiàn),冬季造成強(qiáng)凍雨的準(zhǔn)靜止鋒,一般具有鋒上暖濕云、鋒下冷濕云的特點(diǎn)。為揭示各類(lèi)鋒區(qū)特征,杜小玲等(2014)還分析了凍雨和強(qiáng)對(duì)流天氣的鋒區(qū)結(jié)構(gòu),以及凍雨和冰粒、雪等不同相態(tài)下的鋒區(qū)結(jié)構(gòu)特征。

    總體上,以往研究均是在靜止鋒活動(dòng)明顯或較強(qiáng)時(shí)段冬季進(jìn)行,而這類(lèi)明顯或較強(qiáng)滇黔靜止鋒的出現(xiàn)相對(duì)容易識(shí)別和預(yù)報(bào)。一般情況,在每年的深秋初冬時(shí)節(jié)(即11—12月),冷空氣勢(shì)力表現(xiàn)較弱,滇黔靜止鋒特征不及冬季明顯,這類(lèi)弱冷空氣下造成靜止鋒的出現(xiàn)及擺動(dòng),一般較難預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào);一旦受其影響,不但天氣現(xiàn)象難以把握,而且對(duì)其影響期間的氣溫預(yù)報(bào)更是困難重重;部分觀測(cè)站點(diǎn)氣溫相對(duì)誤差可達(dá)10.0℃甚至更高,給預(yù)報(bào)服務(wù)及生產(chǎn)出行帶來(lái)嚴(yán)重影響。從當(dāng)前滇黔靜止鋒的研究進(jìn)展看,在云貴之間關(guān)于深秋初冬時(shí)節(jié)出現(xiàn)的形勢(shì)表現(xiàn)較弱的滇黔靜止鋒的研究,在貴州目前尚未開(kāi)展。因此,本文主要針對(duì)深秋初冬時(shí)節(jié)(11—12月)滇黔靜止鋒減弱北抬期間對(duì)貴州造成的氣溫差異進(jìn)行評(píng)估,同時(shí)選取氣溫預(yù)準(zhǔn)確率較差的年份——2014年,對(duì)滇黔靜止鋒減弱北抬時(shí)當(dāng)天的個(gè)例進(jìn)行合成,并將其與當(dāng)年平均狀態(tài)下相應(yīng)環(huán)流形勢(shì)進(jìn)行對(duì)比分析,探討其變化的本質(zhì)原因。以期為滇黔靜止鋒減弱北抬期間氣溫等要素的預(yù)報(bào)提供參考。

    1 數(shù)據(jù)與資料

    實(shí)況資料:采用2011—2021 年深秋初冬時(shí)節(jié)(11—12月)逐3 h地面氣壓場(chǎng)(SPL)、地面綜合觀測(cè)資料及衛(wèi)星資料,選取滇黔靜止鋒減弱北抬個(gè)例,并選取同時(shí)段日最高溫(Tmax)、日最低溫(Tmin)實(shí)況資料(T 20:00—20:00)①注:氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用中,T 20:00—20:00表示當(dāng)日20時(shí)后至次日20時(shí)之間的時(shí)段。作為滇黔靜止鋒擺動(dòng)期間氣溫變化分析的參考依據(jù)。

    采用上述對(duì)應(yīng)時(shí)段日常預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)應(yīng)用的歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心(ECMWF)所提供的2 m 氣溫作為預(yù)報(bào)材料,用于預(yù)報(bào)性能評(píng)估。該資料每日T 20:00(北京時(shí))起報(bào),屬M(fèi)icaps第4類(lèi)數(shù)據(jù)格式,分辨率為0.125°×0.125°經(jīng)緯網(wǎng)格,時(shí)效為96 h 內(nèi)逐3 h預(yù)報(bào)。

    再分析資料:選取同時(shí)段NCEP/NCAR 每日T 12:00(世界時(shí),即北京時(shí)T 20:00)的4次1.0°×1.0°再分析FNL資料,對(duì)深秋初冬時(shí)節(jié)滇黔靜止鋒減弱北抬期間的結(jié)構(gòu)形勢(shì)進(jìn)行分析。

    2 靜止鋒頻數(shù)統(tǒng)計(jì)與氣溫預(yù)報(bào)評(píng)估

    2.1 頻數(shù)統(tǒng)計(jì)

    參考杜正靜等(2007b)的選取方式,并根據(jù)實(shí)況資料,最終選擇出2010—2021年深秋初冬時(shí)節(jié)期間滇黔靜止鋒減弱北抬的個(gè)例共191個(gè)。

    圖1顯示,2010—2021年滇黔靜止鋒減弱北抬變化次數(shù)在2010和2012年最多,達(dá)24次;2016年最少,僅為10 次??傮w上,2010—2021 年的11—12 月靜止鋒出現(xiàn)減弱北抬的次數(shù)隨時(shí)間呈減少趨勢(shì)。

    圖1 2010—2021年11—12月滇黔靜止鋒減弱北抬次數(shù)Fig.1 Statistics of the Dian-Qian quasi-stationary front weakened and moved northward from November to December,2010-2021

    2.2 靜止鋒影響期間氣溫預(yù)報(bào)評(píng)估

    因滇黔靜止鋒減弱北抬過(guò)程中,主要表現(xiàn)為預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中晴雨、氣溫預(yù)報(bào)上的嚴(yán)重偏差與失誤,特別是氣溫,相對(duì)誤差可達(dá)10.0℃以上。因此,為評(píng)估具體影響,利用所選191個(gè)個(gè)例,對(duì)滇黔靜止鋒減弱北抬當(dāng)天的日最高、最低溫預(yù)報(bào)進(jìn)行檢驗(yàn)。

    圖2 顯示了滇黔靜止鋒減弱北抬期間ECMWF 72 h內(nèi)逐日最高溫、最低溫預(yù)報(bào)與11—12月平均狀態(tài)時(shí)的預(yù)報(bào)平均準(zhǔn)確率、平均均方根誤差(RMSE)的對(duì)比分析。由圖2-a、b可見(jiàn),2010—2021年11—12月平均狀態(tài)72 h內(nèi)預(yù)報(bào)能力相當(dāng),準(zhǔn)確率變化不大,日高低溫總體介于52.0%~64.0%,并表現(xiàn)為日最低溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率高于日最高溫。當(dāng)?shù)崆o止鋒擺動(dòng)時(shí),其日最高溫、最低溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率均受到顯著影響,平均準(zhǔn)確率下降至36.0%~50.0%,下降幅度為14.0%~16.0%。由圖2-c、d可見(jiàn),平均狀態(tài)下日最高溫、最低溫RMSE在1.9~2.6℃,而當(dāng)?shù)崆o止鋒減弱北抬時(shí),其平均RMSE顯著增加,誤差增至3.1~4.1℃,不少個(gè)例中部分測(cè)站相對(duì)誤差可達(dá)10.0℃以上,嚴(yán)重影響預(yù)報(bào)及服務(wù)效果。

    圖2 2010—2021年11—12月滇黔靜止鋒減弱北抬期間(JZF)與平均狀態(tài)(AVE)各時(shí)次氣溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率及平均均方根誤差對(duì)比(a、c.日最高溫;b、d.日最低溫)Fig.2 Comparison of mean accuracy and RMSE of temperature forecast between the weakening and moved northward of Dian-Qian quasi-stationary front and the average state during November to December,2010-2021(a,c.daily maximum temperature;b,d.daily minimum temperature)

    為進(jìn)一步探索滇黔靜止鋒擺動(dòng)期間誤差的具體情況,以24~48 h 日最高溫預(yù)報(bào)為例。從2010—2021年平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率與11—12月平均狀態(tài)的預(yù)報(bào)性能對(duì)比可知(圖3),平均狀態(tài)下整體平均準(zhǔn)確率為54.3%,靜止鋒影響期間為40.8%,準(zhǔn)確率下降了13.5%??臻g分布上,平均狀態(tài)下貴州中部及偏北、偏西地區(qū)的平均準(zhǔn)確率>50.0%,特別中部一線(xiàn)可達(dá)70.0%以上,均優(yōu)于南部和東部的預(yù)報(bào)能力;滇黔靜止鋒減弱北抬影響期間,平均準(zhǔn)確率大幅度下降,特別是貴州西北部及西南部部分地區(qū)不到20.0%,幾乎喪失預(yù)報(bào)能力。可見(jiàn),當(dāng)?shù)崆o止鋒發(fā)生減弱北抬期間,對(duì)氣溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

    圖3 2010—2021年11—12月24~48 h最高氣溫平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率空間分布(a.平均狀態(tài);b.滇黔靜止鋒減弱北抬期間)Fig.3 Spatial distribution of mean accuracy of 24~48 h maximum temperature from November to December,2010 to 2021(a.Average state;b.Period during the Dian-Qian quasi-stationary front weakens to the north)

    由2010—2021年滇黔靜止鋒北抬期間日最高溫平均準(zhǔn)確率,以及平均RMSE在72 h預(yù)報(bào)內(nèi)的逐年變化可知(圖4),預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率與RMSE呈顯著反位相關(guān)系,即對(duì)應(yīng)的年份上,預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率越高,其平均RMSE越小;反之,預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率低,平均RMSE越大。此外,圖4-a中準(zhǔn)確率變化趨勢(shì)與圖1中每年靜止鋒擺動(dòng)次數(shù)也呈現(xiàn)反位相關(guān)系,即當(dāng)靜止鋒活動(dòng)多的年份對(duì)預(yù)報(bào)影響越大,其預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率偏低。還可看出,2014 年期間準(zhǔn)確率最低,不足20.0%,ECMWF數(shù)值預(yù)報(bào)幾乎喪失預(yù)報(bào)能力,對(duì)天氣預(yù)報(bào)及其服務(wù)效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

    圖4 2010—2021年11—12月滇黔靜止鋒減弱北抬期間最高氣溫準(zhǔn)確率(a)及平均RMSE(b)逐年變化趨勢(shì)Fig.4 The maximum temperature mean accuracy(a)and RMSE(b)during the period of weakening northerly movement of Dian-Qian quasi-stationary front from November to December,2010-2021 changed year by year

    3 環(huán)流形勢(shì)與要素場(chǎng)特征分析

    為深入探索2010—2021年滇黔靜止鋒擺動(dòng)影響期間氣溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率偏低的原因,以預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最低的2014 年為例,對(duì)該年份11—12 月發(fā)生的19 次滇黔靜止鋒減弱北抬當(dāng)天的形勢(shì)和要素進(jìn)行合成(即算術(shù)平均),與當(dāng)年11—12月平均狀態(tài)下的環(huán)流和要素場(chǎng)特征進(jìn)行對(duì)比分析。

    3.1 環(huán)流形勢(shì)

    圖5 顯示了2014 年滇黔靜止鋒減弱北抬期間,19次個(gè)例合成與當(dāng)年11—12月平均狀態(tài)的環(huán)流形勢(shì)對(duì)比。整體上,11—12 月500 hPa 在中高緯沒(méi)有明顯的阻塞高壓形勢(shì),冷空氣表現(xiàn)不明顯。平均狀態(tài)下,亞洲中高緯呈現(xiàn)兩槽一脊形勢(shì),槽和脊均較淺,槽位分別位于中亞地區(qū)50°—70°N、60°—90°E和東亞地區(qū)30°—55°N、115°—130°E,其中東亞大槽底部伸至25°N 左右,槽后為西北氣流引導(dǎo)冷空氣南下,此時(shí)地面靜止鋒位置偏西偏南,貴州處于鋒后脊前弱西北氣流影響下,相對(duì)鋒面天氣影響時(shí)降水零星,形勢(shì)也較為穩(wěn)定(圖5-a)。當(dāng)發(fā)生靜止鋒減弱北抬時(shí),冷空氣勢(shì)力減弱,中高緯兩槽一脊的環(huán)流形勢(shì)表現(xiàn)更加不明顯,整個(gè)環(huán)流形勢(shì)變得更加平直,緯向度加大,30°N 均為平直的西風(fēng)氣流;靜止鋒減弱北抬至貴州中北部,造成貴州中部偏西一帶地區(qū)由鋒后轉(zhuǎn)為鋒前天氣,從而使這一區(qū)域天氣現(xiàn)象和要素預(yù)報(bào)發(fā)生較大改變。從200 hPa 西風(fēng)帶急流表現(xiàn)看(圖5中陰影區(qū)域),平均狀態(tài)時(shí)西風(fēng)急流較強(qiáng),>60.0 m/s 的急流入口西伸到110°E 附近,平均中心值為65.0 m/s;當(dāng)靜止鋒減弱北抬時(shí),200 hPa 急流中心強(qiáng)度有所減弱,急流入口略為東移且南北界區(qū)域變得更加窄小,總體強(qiáng)度在60.0 m/s左右。

    圖5 平均狀態(tài)(a)與滇黔靜止鋒減弱北抬期間(b)500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(實(shí)線(xiàn))(gpm)、風(fēng)場(chǎng)(流線(xiàn))(m/s)和200 hPa西風(fēng)帶急流(陰影)(m/s)Fig.5 Average state(a)and during the weakening and moved northward of the Dian-Qian quasi-stationary front(b)500 hPa geopotential height field(solid line)(gpm),wind field(streamline)(m/s)and 200 hPa westerly jet(shadow)(m/s)

    3.2 溫度場(chǎng)特征

    由2014 年11—12 月的平均狀態(tài)與19 次滇黔靜止鋒北抬影響時(shí)合成的溫度垂直剖面可見(jiàn)(圖6),平均狀態(tài)時(shí)存在一定勢(shì)力的冷空氣,地面氣溫均在10℃以下,低層等溫線(xiàn)與地形走向基本一致,從西向東低層有溫度梯度逐漸變小趨勢(shì),0℃線(xiàn)位于600 hPa 高度層附近;當(dāng)靜止鋒減弱北抬時(shí),冷空氣勢(shì)力減弱,中低層氣溫回升,近地面氣溫可達(dá)16℃以上,東西向無(wú)明顯溫度梯度差異,表明鋒后冷氣團(tuán)已明顯變性減弱??梢?jiàn),中低層氣溫回升,冷氣團(tuán)變性減弱,是造成滇黔靜止鋒減弱北抬特征之一。

    靜止鋒減弱前后,0℃線(xiàn)仍位于600 hPa高度層附近,與平均狀態(tài)相比變化不大。溫度差異變化大的區(qū)域主要集中在700~850 hPa,甚至在700 hPa到近地面層(見(jiàn)圖6)。因此,在滇黔靜止鋒減弱北抬前后,對(duì)700、850 hPa進(jìn)行溫度空間分布展示(圖7)。700 hPa(圖7-a)溫度場(chǎng)分布中,靜止鋒控制時(shí),貴州為均勻緯向溫度場(chǎng)控制,南部邊緣與北部邊緣溫差均為5.0℃;當(dāng)?shù)崆o止鋒減弱北抬時(shí),溫度場(chǎng)成西北—東南向的均勻場(chǎng)控制,其南北界溫差仍為5.0℃,但相對(duì)平均狀態(tài)時(shí)溫度增加1℃(圖7-b)。850 hPa(圖7-c)在貴州西部邊緣表現(xiàn)出明顯等溫線(xiàn)密集帶,溫度梯度大,表現(xiàn)出典型的鋒面特征,而東部等溫線(xiàn)卻較為松散,其中東北—西南向溫差5.0℃;滇黔靜止鋒減弱北抬時(shí),相比平均狀態(tài)時(shí)東北邊界氣溫增高1℃,西南邊界平均抬升2.0℃,東北—西南溫差約7.0℃,總體分布較均勻,鋒面特征減弱(圖7-d)。而在700~850 hPa 對(duì)應(yīng)的垂直方向,平均狀態(tài)時(shí)貴州區(qū)域東北、西南邊界垂直溫差分別為5.0℃、5.0℃,而當(dāng)靜止鋒擺動(dòng)時(shí),東北、西南邊界垂直溫差分別變?yōu)?.0℃、7.0℃,即在貴州省的西南邊界溫度升高,逆溫狀態(tài)減弱。可見(jiàn),在滇黔靜止鋒擺動(dòng)前后,700、850 hPa的溫度無(wú)論在水平還是垂直方向上,均發(fā)生了明顯變化,從而導(dǎo)致地面氣溫變化。

    圖6 平均狀態(tài)(a)與滇黔靜止鋒減弱北抬期間(b)溫度沿25oN的垂直分布(℃)Fig.6 Average state(a)and vertical distribution of temperature along 25°N during the weakening and moved northward(b)of the Dian-Qian quasi-stationary front

    圖7 平均狀態(tài)與滇黔靜止鋒減弱北抬期間平均溫度場(chǎng)分布(a、b.700 hPa;c、d.850 hPa)(℃)Fig.7 Spatial distribution of the mean temperature on average state and during the weakening and moved northward of the Dian-Qian quasi-stationary front(a,b.700 hPa;c,d.850 hPa)(℃)

    3.3 低層動(dòng)力作用

    圖8顯示了850 hPa的平均風(fēng)場(chǎng)與相對(duì)渦度場(chǎng)對(duì)比。從圖8-a可看出,在2014年11—12月平均狀態(tài)下,來(lái)自云南的西南氣流與東北回流下的偏東風(fēng)均較弱,在云南東部—貴州西部邊緣一帶交匯并維持,與靜止鋒位置對(duì)應(yīng),幾乎整個(gè)貴州處于鋒后冷氣團(tuán)控制區(qū)域。滇黔靜止鋒減弱北抬時(shí)(圖8-b),貴州主體由較強(qiáng)偏南風(fēng)控制,與來(lái)自云南的西南氣流結(jié)合,將暖空氣不斷地往北輸送,其南北風(fēng)交匯區(qū)域位于貴州西北部至重慶一帶,即靜止鋒位置明顯東移北抬,大幅度發(fā)生變化,致使貴州由冷氣團(tuán)轉(zhuǎn)為暖氣團(tuán)控制,地面氣溫發(fā)生顯著變化,從而導(dǎo)致氣溫預(yù)報(bào)差異較大。此外,在平均狀態(tài)期間,貴州區(qū)域內(nèi)渦度在0 值附近(見(jiàn)圖8-a),即表示貴州處于滇黔靜止鋒后,南北風(fēng)的緯向變化與東西風(fēng)的經(jīng)向變化相當(dāng);滇黔靜止鋒北抬期間,由于南風(fēng)的增強(qiáng),貴州大部出現(xiàn)正渦度,即逐漸轉(zhuǎn)為西南熱低壓控制(見(jiàn)圖8-b)。

    圖8 850 hPa 平均風(fēng)場(chǎng)(流線(xiàn))(m/s)與相對(duì)渦度場(chǎng)(彩色實(shí)線(xiàn))(a.平均狀態(tài);b.滇黔靜止鋒北抬期間)(10-6 · s-1)Fig.8 Mean wind field of 850 hPa(streamline)(m/s)and relative vorticity field(solid color line)(a.average state;b.period of north lifting of Dian-Qian quasi-stationary front)(10-6 · s-1)

    4 結(jié)論

    為探索滇黔靜止鋒減弱北抬期間對(duì)貴州造成影響的原因,對(duì)2010-2021年深秋初冬時(shí)節(jié)(11—12月)期間滇黔靜止鋒減弱北抬個(gè)例進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并檢驗(yàn)評(píng)估其影響期間ECMWF細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)的性能。并以預(yù)報(bào)質(zhì)量較差的2014 年19 次個(gè)例進(jìn)行合成,對(duì)比平均狀態(tài)的環(huán)流及要素場(chǎng)特征,得到以下主要結(jié)論:

    1)2010-2021 年11-12 月期間滇黔靜止鋒減弱北抬次數(shù)2010和2012年最多,達(dá)24次,2016年最少,為10次??傮w上,11年期間滇黔靜止鋒減弱北抬次數(shù)呈減弱趨勢(shì)。

    2)通過(guò)ECMWF 72 h 內(nèi)逐日最高溫、最低溫預(yù)報(bào)的對(duì)比分析,滇黔靜止鋒減弱北抬期間相比平均狀態(tài),其預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率均顯著降低而平均RMSE明顯增加,其中2014 年在滇黔靜止鋒減弱北抬時(shí),ECMWF 幾乎喪失預(yù)報(bào)能力,平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確低于20%。

    3)通過(guò)對(duì)2014 年滇黔靜止鋒減弱北抬個(gè)例的合成分析發(fā)現(xiàn),相對(duì)平均狀態(tài),滇黔靜止鋒減弱北抬期間200 hPa 上急流入口有所東移,急流南北界區(qū)域總體變窄,中心平均強(qiáng)度由65.0 m/s 下降到60.0 m/s;500 hPa上中高緯兩槽一脊形勢(shì)變得更不明顯,其冷空氣變得更弱,環(huán)流緯向度加大。要素場(chǎng)上,滇黔靜止鋒減弱北抬期間0℃線(xiàn)均位于600 hPa 附近,中低層氣溫呈現(xiàn)明顯增溫狀態(tài),700~850 hPa 逆溫層狀態(tài)變?nèi)跎踔料?;而低層風(fēng)場(chǎng)上則表現(xiàn)為南風(fēng)增強(qiáng),渦度增大。

    綜上,當(dāng)?shù)崆o止鋒發(fā)生減弱北抬時(shí),其環(huán)流和要素場(chǎng)特征相對(duì)平均狀態(tài)均發(fā)生強(qiáng)度和位置上的變化。因此,在預(yù)報(bào)工作中,可根據(jù)這些強(qiáng)度和位置的變化特征判斷滇黔靜止鋒是否減弱北抬,以更好地指導(dǎo)氣溫、天氣現(xiàn)象等要素的預(yù)報(bào)及服務(wù)工作。

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