2017年冰雪凝冻天气换季学习

冰雪凝冻天气换季学习内容提要一、降雪1、降雪的定义及其对飞行的影响2、上海地区的降雪气候特点二、凝冻何谓降雪？它对飞行活动的影响？1、降雪定义降雪：白色不透明的六出分枝的星状、六角形片状或柱状结晶的固态降水。有时因为在空气中可能带有尘土或其他杂质，则可能带有褐色，成团时很像柳絮缓缓飘落。对飞行活动的影响：（1）使能见度变坏；（2）会造成跑道积雪，当地面温度适宜时，还会造成跑道积冰；降雪是冬季影响航班正常起降及飞行安全的重要天气现象之一，其经常造成大面积航班延误，甚至酿成飞行事故。2、上海地区的降雪气候特点降雪日数及初终日的年际变化由于气候变暖，降雪日数也随之减少，2000-2017年上海地区平均年降雪日数是6.4天，比前30年平均减少了近4天，减少幅度达55%。由于受海洋水体影响，上海降雪初日比同纬度地区明显推迟，常年平均在1月初才降雪。2000年以来降雪初日基本上变化不大，平均在12月31日出现初雪。但由于气候变暖，入春时间提早，2000-2017年上海地区平均降雪终日在2月25日，比前30年平均终日3月6日提早了10天。虹桥机场降雪、积雪气候特征积雪：由于上海地区地表温度较高，通常地面温度都高于0ºC，积雪难以形成，故积雪日远远小于降雪日数；积雪初日较降雪初日一般要推迟20天左右，而积雪终日又比降雪终日提前20天左右，所以平均积雪日数仅1.6天，年最多积雪日11天（2007－2008年）。平均积雪初日在1月15日，积雪终日在2月5日。2000年以后，由于冬季变暖，除了2008年，只有2000、2004、2005和2010年出现过1—2天的0—1cm积雪。2008年1—2月我国中部和南部大部分地区遭受暴风雪和冻雨灾害，虹桥机场1月降雪共计11天，积雪5天，月积雪最大深度7cm，2月降雪5天，积雪6天，积雪最大深度12cm。2011年1月的一次降雪过程，出现了连续两天的4cm以上的积雪（2011年1月20—21日）。本场年平均积雪深度为0.0厘米，年最大积雪深度13厘米（1991年12月27日），四十年最大积雪深度20厘米（1970年3月10日）。降雪会降低能见度从而影响飞行安全，积雪会直接影响飞机的起降，因而在冬季不可忽视降雪强度的预报。虹桥机场降雪、积雪气候特征累年降雪、积雪的初、终期虹桥机场累年降雪的平均初期为12月31日，最早是11月19日（2009年），最晚为2月9日（2014年）；平均终期是3月3日，最早是1月18日（2002年），最晚为4月14日（2010年），降雪的初、终期平均为64天。虹桥机场累年积雪初期最早为12月15日（2010年），最晚为2月25日（1989年）；积雪的终期最早12月31日（1991年），最晚3月1日（1991年）。3、降雪的条件微观条件（云物理条件）：在中高层温度极低的情况下首先形成少量凝结核（冰晶增长、贝吉龙效应），为雪的发展提供先决条件。天气学条件（宏观条件）：A:温度条件：降水的性质，即产生降雨还是降雪，主要受中、低空温度条件的控制。而若要产生大到暴雪，要保证雪降至地面且能堆积，700hPa以下至地面的温度条件十分重要。（700hPa以下温度应降到0℃以下，850hPa温度应在-3℃以下。）B:水汽条件：一地区较大的降水，其量远远超过该地区的可降水量，故需要有足够的水汽从源地不断向该地供应。源地的水汽是通过大规模的水汽平流被输送至降水区。这时在降水区中，必须有水汽在该地区水平辐合，而水汽辐合主要由风的辐合造成，尤其在低层，这与垂直运动条件相关。水汽条件还影响到大气的静力稳定度，即当水汽凝结释放潜热后，湿空气增温，从而产生更强的垂直作用。C:垂直运动条件：水汽在降水区辐合上升，在上升中绝热膨胀冷却凝结，这就是垂直运动条件。由于对大气中垂直运动的直接观测并无较好办法，故对其的分析通常是根据水平风场和温压场进行的。有利于上升运动的因子很多，一类是动力上升运动（锋面、低层的辐和流场等），一类是与大气层结不稳定相关的对流运动。需要注意（1）冬季降雪的中高层不稳定能量相对重要，近地面系统的作用没有夏季那么重要。（2）中低空急流的作用（水汽和动力作用）。4、降雪的预报降雪的预报主要分析以下几个方面：降水性质（雨、冻雨、雪）分析200hPa高空西风急流分析500hPa环流形式分析500hpa高空锋区分析低层水汽条件分析大到暴雪的物理量形势特征降水性质分析降水性质主要取决于零度层高度，低空垂直温度分布，冷暖平流状况及地面本站实况等因素。当温度垂直分布呈地面≤4℃、850hPa≤-3℃、700hPa≤0℃、500hPa≤-12℃且中层（850-700hPa）存在逆温层时,有利于南方降大到暴雪。降水性质（雨、冻雨、雪）的预报雨转雪的预报：地面冷空气的路径和强度，它决定了降温的速度和强度，也是判断一次降雨过程能否转雪的关键。850hPa到近地面层温度都为0℃以下，700hPa温度为0℃以上，850-700hPa存在逆温层，可能为雨或雨夹雪（冻雨）；当700hPa温度降为0℃以下，从而整层大气温度都为0℃以下，可作为雨转雪的预报依据。各类降水现象的层结特点雨和雪区分很大！注意雨夹雪的廓线，中层较暖(融化作用)！冻雨（冰粒）有明显的暖层降水性质（雨、冻雨、雪）的预报上海地区出现降雪天气形势的零度层高度在1000hPa左右，探空温湿曲线的逆温区厚度较厚，一般在850-700hPa之间，温度值在-1℃到-5℃之间。逆温层厚度越厚，上升的斜率越大，则降雪量越大，持续时间越长。如果逆温层温度变化区域在0℃以上，则可以考虑不预报降雪。暖层厚度、温度高低与降水类型的关系2008年1月28日20时地面图1月28日20时杭州探空1月28日20时宝山探空暖层厚，温度高，降水类型为雨。暖层浅薄，温度低，降水类型为冰粒。2008年1月29日08时地面图1月29日08时杭州探空1月29日08时宝山探空无暖层，降水类型为雪。200hPa高空西风急流分析持续性降雪过程开始时，200hPa或者300hPa欧亚中高纬度在40N附近一般为一支西风急流，西风急流的位置与500hPa高空锋区的位置相对应，我国中部地区一直处在高空锋区右侧的强辐散区内。低层辐合，高空辐散的有利配置，给大范围持续性降雪和大雪、暴雪的出现提供了有利的环境场条件。另外，高空西风急流南北摇动，也对降雪南北落区有一定指示意义，所以在做降雪预报时，首先，要根据实况天气图，数值形式预报图等关键区内高空西风急流的实况以及未来趋势进行分析，进而判断降雪持续时间的长短和具体的落区。500hPa环流形式分析H500hpa高空锋区分析持续降雪往往伴随着寒潮降温天气，预报降雪时间应同时注意寒潮降温的天气预报，对应这类降雪天气过程，在300hPa及以下各等压面均有明显的锋区和冷槽，中短期预报时，重点分析500hPa冷涡中心强度，高空锋区的强度和位置，冷区范围和冷平流的强度，高空引导气流等，由此判断降雪时寒潮降温的影响，地面图上主要分析冷锋的强度、冷锋后降温程度，冷锋后变压中心强度以及锋面附近的天气现象。低层水汽条件分析中东部地区的降雪主要水汽通道为低层的西南急流或偏东风急流的输送，水汽的源地一是孟加拉湾，其次是西太平洋（南海）。降雪期间在对流层中下层有低涡，切变线等低值系统的配合。大到暴雪的物理量形势特征冷暖温度平流特征：大到暴雪前期都有一次明显的冷空气南下。反映在低层850hPa的温度平流上,就是在山东半岛到长江下游一带地方有大范围的冷平流。与此相对应的700hPa上，却在江南存在着明显的暖平流。温度条件和逆温层结：降雪区上空有较低的环境温度，而中层出现的暖平流导致大到暴雪时的一个较为显著的特征：出现逆温层结。大到暴雪的物理量形势特征西南急流：大到暴雪形势的另一特征是江南中上层有较强的西南急流。即700hPa上有≥16m/s和500hPa上有≥20m/s的西南风。散度、涡度分布特征：高层较强的辐散、低层较强的辐合引起的上升运动是能否形成一次大的降水的关键。大到暴雪区通常出现在低层（850hPa）正涡度轴线附近和下游方。降雪后的工作一旦中到大甚至暴雪发生时，除了在业务上按规定启动应急流程外，还需关注什么？（1）降雪的持续时间和强度变化，以及对能见度和低云的影响。（2）降雪后气温的变化以及是否会有跑道结冰。（3）其他降雪后气象要素的重大变化引起的影响飞行天气。二、凝冻天气1、概念：指近地面层或地表较低的温度使得“冰包水”物质、过冷却水滴降落到地面或雪融化后迅速凝冻成冰，或使冰冻维持下去的天气。2、凝冻天气的危害凝冻天气会对电力、通讯、建筑、交通等造成非常大的危害，尤其是2008年1月-2月我国南方的大范围凝冻天气，造成了极大的损失，影响很深。其对飞行活动的影响很大：（1）造成跑道结冰；（2）造成机场设备、设施损坏；（3）造成停场飞机严重结冰；（4）在飞行中将会频繁遭遇中度以上积冰，对飞行及安全造成较大影响。3、我国冻雨的分布特点冻雨灾害性天气在我国的分布特点是山区比平原多，高山最多；其中，出现次数多、持续时间最长、危害程度最重的当数贵州（占全国的７０％以上）。华东地区冻雨分布也基本符合这个规律，其中出现较多的省份是江西、安徽、以及浙江山区。4、凝冻天气发生条件水汽输送条件；适合降水发生的低层辐合系统；合适的温度垂直分布（包括近地面）；在600-500hPa之间为-7~-14℃的冰晶层,850-750hPa之间为大于0℃的暖层,950hPa以下为-2~0℃的冷层。探空曲线上,上、中、下呈冷、暖、冷“三明治”分布,中层有温度0℃的冰晶融化层,近地面气温达到0℃或以下。中层的暖层结构的维持与否（相对关键）。5、凝冻天气的预报首先分析500hPa高空冷槽的位置及其移动、强度；同时，南支槽及其引导的西南暖湿气流的变化；尤其要注意两者是否会形成对峙，以及对峙地区的位置。700hPa中层温度场是否有比较强大的暖脊形成，以及其脊线的位置和稳定性。（此暖层的存在与否是冻雨等凝冻天气的决定因素之一，中层暖层的消失和破坏也预示冻雨的结束。）700hPa中层是否有源源不断的水汽输送，这也是一般降水条件之一。850hPa低层是否有辐合系统生成，其位置是否与中层暖层相配合。注意分析T-lnp图。温度垂直分布一般需满足：在600-500hPa之间为-7~-14℃的冰晶层,850-750hPa之间为大于0℃的暖层,950hPa以下为-2~0℃的冷层。探空曲线上,上、中、下呈冷、暖、冷“三明治”分布,中层有温度0℃的冰晶融化层,近地面气温达到0℃或以下。另外，地面湿度与降水量的大小也与冻雨的发生和维持有密切关系。地面湿度较小时，雨滴蒸发吸热，比较利于冻雨的形成；降水量较大时，雨滴在较冷的地面冻结时释放较多热量，又对冻雨的形成有抑制作用；因此，较小的地面湿度和较小的降水强度也在一定程度上利于冻雨等凝冻天气出现。6、凝冻天气的服务做好警报通报和应急流程工作。做好进一步预报和监测工作。提醒用户地面结冰以及空中积冰可能对飞行的重要影响。谢谢大家！