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[大气环流] 对大寒环流及本次冷空气的趋势研判

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发表于 2009-1-16 23:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
回顾:2008-2009年的冬季已经过去一半多,由于太阳黑子低谷和极冰分布这两个重要因素的存在(第三条:ENSO方面,因为SST和SOI不一致性,无法从官方上获取正面的评价(注:CPC已确认),但是ENSO现象影响东亚冬季环流的原因,完全可以看做一次LA NINA现象;但是由于尚有争议,因此不作为I级证据),今年的冷源出奇的强,阻塞和经向都十分强烈,11月的气温是近年来最低的,12月更是两次全国性寒潮,其中圣诞前的那次,冷高压主体南下,更是近十年少见(一般都是分裂高压单体或者以高压脊的形势扩散),足见今冬阻塞和经向之强。另一方面,在很早的预测中,我是比较担心今年的降水的,结果不幸被我言中——这一方面与副高周期有关,副高在今秋进入明显偏强的周期后,必然有一个相对弱的周期,很不走运的是,这个相对弱的周期从11月中旬开始了,也就是正好和强冷频繁的前冬相重合,丧失了创造一次次经典的机会,雪迷们肯定甚为失望;另一方面,今年的南半球的形势和去冬有一定差别,去年冬天的副高如此强势,与南半球BT的经向度不无关系;第三方面,冷源过度强势,也不利于暖湿发展。这三因素相加,我就在当时做出了今冬阶段性寒冷,但难以过分看好降水的结论,现在看来还是比较正确的。

但是,今冬的形势有一定的复杂性。有一个现象将版等多人都反复提到过,在此也不得不提,就是太阳黑子情况。太阳已经多月几乎无黑子,这和之前专家们,也和我自己的预计出入很大。这种现象本身很可能意味着气候的大转折。反映到东亚后冬的气候走势上,就又多了非常多的不确定因子。

下面,先来简单谈谈我对后期的一些看法:
正面(趋冷)因素:(1)太阳黑子低谷;(2)里海涡反复形成,南下幅度很深,印度洋海温可望得到冲刷;(3)阻塞形势目前看在2月10日前难以彻底瓦解,也就是说,还有冷暖对峙的相当机会,比我之前预期的(到1月底)可望至少有10天左右的延长;(4)同我前面说的,从对我国影响的本质上(赤道纬向气压差)来理解这次ENSO事件,我认为是一次至少可以相当于LA NINA的影响;(5)副高相对偏南偏弱周期已经趋于结束,1月底后可望进入下一周期;(6)随着这两波里海涡的南下,东亚大槽偏东周期结束,环流可望得到调整,出大横槽,甚至极涡在“理想”位置南下的可能增加;另外,在极冰方面,我不把隆冬的极冰分布作为对后冬的主要判断指标(秋季和初冬的极冰对冬季的研判有重要价值,但隆冬因为涉及到冰雪盖的厚度等问题,不能作为非常好的研判指标)

反面(趋暖)因素:(1)图兰低地本次积雪未能达到预期。图兰低地积雪虽不是我国南方连阴雨雪形势的绝对必要因素,但是作为相对必要因素,其效应是十分确定的,需要等待下一次里海涡南下后继续刷该地积雪;(2)由于前段东亚大槽和冷空气有偏东迹象(南下充分,华中也有较大影响是因为经向太强),冷堆不断入海有对鄂海脊的后期有不利影响,应密切观察23-24号冷空气后冷堆入海的情况;(3)南半球的形势和去年有一定差异,南印度洋海温十分不利于印度脊的崩溃,如果这两次里海涡的影响未能达到预期,印度脊的崩溃日期还将推后;(4)阻塞形势已经持续相当长时间,虽然各种因素暂时仍不支持阻塞瓦解,但是在下一次东亚大槽调整后,也许情况会有一定的变化,这还要看积雪和冷堆的分布情况,以及各种热力场因素到时的分布。

以上阐述了今年后冬趋暖和趋冷的两方面的主要因素,综合各种因素,谈下我的基本观点:
(1)本次里海涡活动后,必然出现一次强冷空气天气过程,基本可以判断为全国性寒潮强度,这已经是今冬第三次了,全国除高原外的广大地区有望刷新今冬的最低气温,甚至很多地区很可能就此出现今冬的最低值。由于印度洋海温的问题,以及本次里海涡活动图兰的积雪未能达到预期,因此本次冷空气活动降水相对弱,类似12月下旬,但降水比上次稍强(副高和里海涡因素)。基本可以认定是一次路径为NW1的冷空气过程,结合目前乌脊的位置和强烈的经向情况看,冷高压再次主体南下的可能相当大。主要降水区域在贵州,以及湖南,江西,浙江的部分区域,北方除山东半岛和江苏北部等外降水稀少,长江以北的大部分地区仅为一次涨云天气过程,更北的地区甚至一直保持晴天。这一方面不利于降雪,另一方面,却给华北大部,西北地区东南部,江淮一线的绝对低温创造了良好条件。但华南和湖南南部等由于云多,很可能失去了一次挑战近20年历史纪录的机会

(2)第二次里海涡活动正在酝酿中,作为其的必然反馈,大致预计在1月底到2月上旬中期间有第二次冷空气过程,具体的形势还无法研判。但是,大体趋势应该是这样:在26号以后南支抬头,初期印度脊没有彻底崩溃,因而南支不太持续,强度也偏弱,南方大部暖雨;降水呈现间歇性且强度不太强的特点。后期冷暖都有所加强,印度脊可望进一步崩溃,因此在月底到2月上旬中期间可能有一次相对连续的降水过程,华中冷舌伸出,华中北部可能出现较大雪区,华中南部和江淮则以雨夹雪和雨的形式间断出现,直到最后强冷到来以一次过程性降雪结束。由于后期形势甚为复杂,因此这个只是初步的研判,具体要看第二次里海涡的正面效应有多大,以及南半球的情况,另外,24日冷空气最终的经向分量也对后期趋势的研判也起到重要作用。

本次冷空气的低温方面,影响最大的因素就是是否涨云,只要涨云低温可能会高上2度以上。而又由于印度脊很可能即将在这次冷空气过后崩溃,紧接着南支抬头,因此对于南方很多城市刷低温是有相当负面影响的,大家要有充分的心理准备

————————————————分界线,下面为1.19更新————————————————————

前几日一直有杂事,今晚来更新下后面一段的具体中期预测:1月20日-29日(大年初四)

首先就大家关心的22-25日的这股08-09年冬季的第三股全国性寒潮做下预测.这股冷空气目前来讲有以下几个特点:
1. 该冷空气的路径是标准NW1路,即冷高压从新地岛以西洋面生成,南下后在关键区有一个加强的过程,取北疆进入我国,沿河西走廊和河套西部南下。

2.冷高压是何路径其实只是研判冷空气影响重点区域的一个指标而已。该冷空气势力非常强大,500HPA上大槽大脊形势明显,印度脊虽然有减弱迹象,但是就该冷空气而言,南支还不足以强大到能和冷空气长期拉锯的形势,副高的位置和形态也不支持这一点。所以,该冷空气对于长江以北的除东北,北疆,山东半岛等地以外的广大地区来说,基本是一次干冷天气过程。对于长江中下游沿江地区,湿度场虽然支持有降水存在,但存留时间较短,基本是下在了22号-23号上午,此后湿度场已经不支持降水。可能出现降雪的地方是湖南中南部和西部,江西南部,福建北部山区,以及贵州大部。其中湖南南部和西部,贵州大部的降水持续时间较长,低空温度场较好,可能出现大到暴雪或者持续冻雨,希望大家出行注意。此外,东北北部地区将出现持续性降雪,山东半岛也会有降雪发生。最有可能出现降雪的南方省会城市,除了贵阳以外,长沙也可能有弱降雪出现。另外,华东沿海的一些地区亦可能出现短时弱降雪。该冷空气势力十分强大,遇到稍微强一点的东风回流即有望下雪。

3.在过程降温和最低气温的预测方面。该冷空气有几个特点:(1).顺河西走廊南下,纯正的西北路(再次强调,不要老说东路!)路径经典;(2).东北冷涡发展剧烈,有不利于冷堆径向移动的因素;(3).冷源势力强,但冷高压可能以分裂出高压单体的形式南下,主体南下的可能不大。不过该高压单体势力极强,说其等同或仅略逊于主体南下的情形,并不为过;(4)850HPA降温剧烈;(5)南支弱。综合以上几个方面的因素,我对该冷空气降温的初步研判如下:(1)东北地区北部连续降雪,雪后气温极低;(2)内蒙古中西部,河套地区,华北北部的降温亦可能足够看好;(3)华东的降温幅度强于华中;(4)湖南中南部,福建沿海等地因为持续有云,可能极端低温并不显著,可能无法打破今冬的最低气温纪录。

具体城市低温预报:
哈尔滨   -27
沈阳    -23
北京    -14
银川    -21.5--22.5
济南    -14--15
郑州    -10
西安市区  -10--11
南京    -10
合肥    -9
上海宝山   -7--7.5
上海徐家汇   -5
武汉    -5.5--6
杭州      -6
长沙      -3
南昌      -4--5
福州      2
广州      3

在做这个低温预报的时候,我搜集了大量资料,其中新用上的是850HPA历史探空资料。以武汉为例简单说下在借鉴850HPA气温探空方面的依据:
武汉近20年(热岛发展以来),比较显著的冷空气过程中,850HPA温度较低的有(举一些大家熟悉的例子,实际上不止这些):
1991年12月寒潮,有连续暴雪,过程850HPA最低-15.7,实况最低-9.6
1993年1月寒潮,有连续暴雪,过程850HPA最低-12.5,实况最低-8.0
1999年12月下旬寒潮,干冷,过程850HPA最低-9,实况最低-4.2
2000年1月下旬寒潮,有一场大雪,过程850HPA最低-8.X,实况最低-4.7
2004年底寒潮,干冷,过程850HPA最低-12.1,实况最低-4.9
2008年1月寒潮,过程850HPA最低-10.X,且长期在这个温度附近,实况最低-5.2
2008年12月下旬寒潮,过程850HPA最低-8.X,实况最低-4.2

由于850HPA探空本身实际已经包含了冷堆南下路径(不是冷高压南下路径!)的因素,因此路径因素其实已经包括在里面,故要考虑的其他几个方面是:1.有无降雪,降雪量是否大,积雪是否深厚;2.风速和风向;3.冷高压南下形式,是主体南下,还是高压脊扩散南下,抑或是分裂出高压单体南下;4.冷高压移动线路,高压单体最终是扩散出海,还是以小高压单体的形式出海;在哪里出海;曾经在华东(江苏,上海处)有高压单体否,还是顺华中——江西——浙江福建这条更南的线路出海;5.冷空气移动速度,后续有无冷空气持续补充;6.天空云量

第一条(积雪)和第二条(风向和风速,喜欢讨论热岛的同志们早比我研究的透多了)大家比较熟悉了,不作过多说明。以下对剩下的某几条依据的研判方法进行简要说明:
1.冷高压南下方式若为主体南下,地面和中低空降温比较同步,降温快而剧烈,地面和850HPA温差小,如1999年和2008年12月两次冬至寒潮都是如此。若为分裂出高压单体南下,要看这个高压单体的强度,是否有东北或黄海气旋等猛烈发展等因素。如这次,虽然很可能分裂出的高压单体势力仍强,但东北冷涡极其强大,位置偏北,对冷高压径向分量有一定影响,故华中的地面和中低空的差距要比上次略大。若分裂出的高压单体强度不大,则低空冷的相对较为缓慢,这种情况下通常最后比拼的是各地辐射降温。若以高压脊形势扩散东移南下,也是这种情况。

2.冷高压的移动线路。这点比较好理解,不作过多解释

3.后面是否有冷空气持续补充。若在干冷时有冷空气持续补充,因为那时东亚大槽位置已变,冷空气多取东路直接影响华东,那样华东华中的气温差将显著拉大

具体在此次预报中,从目前的数值预报看,由于有东北低压发展剧烈的因素,且位置偏北,冷高压的走行径向分量不如08年12月底那次,那次几乎是直接从中路下来一冲到底的。但是本次冷高压本身甚为强大,南下的路径也有利于华中地区,并最后可能经过江西再出海,且行动速度较快,后续没有冷空气持续补充。从各家数值看综合,武汉到时的850HPA探空在-11左右可能很大。综合各种有利和不利因素,这种温度下报-5度是最基本的(冷高压近似主体南下),但是因为天空云量较多,无积雪,冷空气径向不如12月那次这几个因素,那么在850HPA-11度的情况下,报地面-5.5--6是比较合理的.再加上其他大体的环流分析,取这个值。如果实际上武汉探空达到-12附近,可能到-6过点,如果-11,-5.X可能较大,如果一直保持阴天,则可能只落在-5. 但综合考虑,打破去冬的-5.2仍然是很有希望的

历史的实况资料是最好的教科书,因此多分析850HPA的探空实况,对其他很多城市的预报也很有参考价值。当然,这只能是一个方面

最后简单说下春节前后几天的天气趋势

春节前,各地受该强冷空气影响尚未结束,江南华南仍然寒冷,贵州和湖南西部仍持续冻雨和大雪天气。大年初一到初三(26-28号),随着南支的开始活跃,长江以南的广大地区将迎来一次较大范围的降水天气过程,湖南等地可能将有较明显的降雪,江南北部可能也有降雪发生。具体强度目前还无法判断,但是有降水和降水的位置应该能够确定。长江以北地区降水微弱。本次降水为过程性降水,偏北偏西的地区为雨夹雪或时雨时雪,江西中南部,浙江南部,福建等地则为雨。长江及以南各地平均气温回升不剧烈。

需要注意的是,23-25号里海涡第二次阶段活跃开始,这次图兰地区可望积雪。因此在旬末开始,可能南支会真正抬头,后面转湿的可能很大。但是,广泛性的成灾性的,大面积长时间强降雪和冰冻,在29号(初四)以前,尚难以在除东北北部,贵州和湖南西部以外的其他地区发生。之后的形势需要继续密切观察,如果图兰地区积雪,则要警惕节后春运高峰时段出现雨雪冰冻天气的可能。若仍无积雪,则另当别论。

[ 本帖最后由 ppfox 于 2009-1-19 21:11 编辑 ]

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发表于 2009-1-17 02:24 | 显示全部楼层
呵呵,PP的预报终于如期出现,感谢PP百忙之中的分析,赞!

对于PP等高手的预测文章,建议在实况出来后,再按分析过程与实况过程,决定精华级别。

个人基本同意PP的趋势分析。

今年冷源的强度,连因为预测冷源加强而被封为“激进派”的我,也大感诧异。(在冬季气候贴中,我所采用10点依据,用了4点来论证冷源转强:第1,3,4,9点)。

目前环流槽脊位置,跟08年初一致,极涡和阻塞形势更强,南支也于冬至后入海,但意外的是:北印度洋海表和次表层温度正距异常坚挺,印度脊迟迟不退(这不由联想起“风神定律”时南亚高压的表现),里海区域积雪积了又融,现在才重新随着里海涡发展而缓慢积累。气候预报中雨雪低温“最大可能”发生时间的“1月中旬”,冷源有之,雨雪非常局地,形势上发生时间后延

但是,必须说明的是,近日再有一些专家,接受媒体采访时甚至“坚定”认为:08年初的雨雪是“罕见”的,20年内也不会发生。

个人认为这是脱离科学依据的说法:历史上,无论PDO冷相位或者是出现冷年转折,无一例外,都出现冬季雨雪灾害。变暖背景下更加复杂,而太阳24周期是大周期还是小周期,目前形势来看,更加是悬念。

理论的东西,不像做产品,有直观的结果检验。科学百家争鸣是必要的,但请专家们发言应该先经过综合的科学分析。你们的发言,代表着气象气候这个行业的权威,更对国内气象界新秀的发展,起着举足轻重的引导作用。

值得注意的是,北印度洋次表层海温,已于前天开始转入负距(印度脊将逐步失去能量支撑)。

另外,注意图中西太区域的次表层海温距平高值加剧
(这是极地冷源流向的预测依据,假设形势相反,那么是流向北美为主)

以下监测资料,来着EC(欧洲中心),图1为冬至日时的监测,图2为1月1日的监测,图3是1月15日的监测。
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发表于 2009-1-17 20:07 | 显示全部楼层
20-21日的降水和22-23日的强冷空气没有关系。20-21日的降水是高原上有小槽东移发展导致的。西安的降水不看好。因为西安的高低空配置依然不好。22-23日的冷空气主要是给东北带来强降雪。黑龙江东部会暴掉,看好20毫米以上!
至于冷空气的强度,最近一直在关注。欧洲目前稳定在1060,gfs也是在1060左右。所以,基本确定1060。在1月中下旬,1060至少是强冷空气。能否到寒潮,还要继续留意。由于南方在这次冷空气过程前有降水降温,冷空气到来以后放晴,加上冷空气南下变性,所以降温会弱于北方。
个人估计北方寒潮、南方强冷的可能最大。

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发表于 2009-1-17 20:57 | 显示全部楼层
但由于南方前期升温明显啊~~所以应该也有寒潮的程度。
 楼主| 发表于 2009-1-19 20:18 | 显示全部楼层
预测已经更新,在一楼后面跟着
发表于 2009-1-19 20:55 | 显示全部楼层
里海涡的维持需要冷暖相当
冷平流太强就要沦为“阿巴涡”(阿富汗巴基斯坦涡)了,今冬就是最大的见证
发表于 2009-1-19 20:56 | 显示全部楼层
极其强大的文章,精彩绝伦!!!要达到pp的水平还需要假以时日。

本人不才,水平有限,对其他城市了解不多,我就对我所在的城市-----南京,低温做个预测。

根据对12月下旬的强寒潮的做为参考,此次寒潮的几乎翻版

24号

云量较多的情况(市区)                 -6  ---- -7
在几乎无云无风的情况(市区)          -7.5 ---  -9
发表于 2009-1-19 21:10 | 显示全部楼层
PP说的相当精彩,看的让人拍手称快。
EC今天下午把28之后的形式报成了春季的,暂且不去理会它。
关于雨雪冰冻,除了需要里海涡位置上的配合,东亚大槽的位置也是密切相关的。一般正常或偏西比偏东更利于冰冻灾害。这一点也应该要考虑。
发表于 2009-1-19 21:12 | 显示全部楼层
请指教:东亚大槽的平均位置在具体的哪个纬度呢
今年的东亚大槽是否偏西呢
发表于 2009-1-19 21:23 | 显示全部楼层
这个,具体我不太清楚,记得是写110E~120E.你可以请教其他人.现在应该是略偏东.

[ 本帖最后由 ecmwfsb 于 2009-1-19 21:25 编辑 ]
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