世纪气象云

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 7424|回复: 12
收起左侧

[天气图分析] 大雪飞,风出壑,一夜江南白——大雪二候的“世纪寒潮”

[复制链接]
发表于 2010-12-16 16:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
语曰:纷飞大雪转凄迷,鹖鸟不鸣马肯啼; 虎始交后风生壑,荔挺出时霜满溪。
        
这是明代七十二候歌《万病回春》 中,关于大雪节气的形容。在庚寅年的大雪节气第二候(2010-12-12到12-16),中国南方遭遇了一次世纪寒潮,相当贴切地表现了大雪的候应,那便是:大雪飞,风出壑,一夜江南白。
      
在这次世纪寒潮中,长江流域大雪纷飞,一夜之间,雪花盖满了大江南北,远及河西。华南沿海阴雨湿冷,风力疾盛,体感非常寒冷。此次寒潮,光看气温变化来衡量,也可看出实力相当了得:南方地区气温发生了急剧的下跌,不管是最大气温降幅还是平均温度降幅,一般都超过8℃,10℃以上的降温是比比皆是。连一贯能在其他地方的寒冬中独善其身的雷州和海南,也难逃大难:徐闻县和海口市,一日降温幅度都达到17℃,仿若夏冬倒置突然发生。天气变化非常剧烈,许多生物都难以忍受。今天我亲眼看到,连办公室里的苍蝇都被冻死——虫且如此,若毫无准备,人何以堪?
      
为什么突然间发生如此剧烈的寒潮呢?其实早在寒潮确切发生之前,已经有一定的征兆了,数值运算也有比较贴近实况的验算结果。大约在11日左右,也就是大雪初候之末,如此形势已经板上钉钉。
      
导致出现天气如此剧变的环流原因,可以很简略地归纳为:
      
极涡旋转南下+副高反弹加强+南支波动活跃
      
结果就是南方的这次“世纪寒潮”,具体表现为:中国中东部剧烈降温+中国中南部阴雨雪冰冻
      
在这次寒潮过程中,雨雪分界线压过了南岭和武夷山。零度线基本也和雪线一样,来到了岭南。川渝黔鄂湘赣皖苏沪浙十个南方省市,省会都出现了降雪。这也是这些地方今年的第一场雪,除了带给人们寒冷之余,也带来了惊喜和兴奋——尤其对喜欢雪的人而言。
      
关于此次寒潮的天气实况,可以参见各版的实况帖:
      
大雪二候南国世纪寒潮追击帖
      
今日天气版
      
抛开具体的实况资讯,让我们从环流角度,来简单地总结一下这一次的寒潮过程。
更多图片 小图 大图
组图打开中,请稍候......

评分

2

查看全部评分

 楼主| 发表于 2010-12-16 16:33 | 显示全部楼层

1.北半球环流演变情况

1.北半球环流演变情况
      
尽管KMA最近经常罢工,北半球500hpa高度场环流天气图多有缺失,但是仍然不妨用它的相关产品来直观地演示本轮环流演变情况。
      
下面的动图中,KMA所缺失的图,相关帧用最接近的时次的图,延长播放时间来作为替代:
      

                               
登录/注册后可看大图

      
我们看看基本的环流特点,并注意几个重要分区。
      
一、极涡形态及主要环流因子
      
1.极涡为多极型形态,并不断碎裂出新的小单体,用形象的话来形容,就是“肉丸”还在不停地制造中
      
2.四大长波脊大致位于北美中西部、大西洋、中亚、阿留申地区,基本间隔大致为90个经度,非常稳定
      
3.极涡及相关衍生的低涡各自漂移旋转,对各个区域均有影响,导致北半球关键的发达区域均陷入严寒
      
4.出现强大的洋中槽,并一度演化成洋中切断,与大洋阻塞系统形成偶极子相对,利于阻塞高压的坚挺
      
      
特别到16日,基本形势仍然不变,由于阻塞和大型温带气旋的存在,数值预报几乎陷入死机状态
      
我们可以看到,大西洋北部的阻高系统,在暖脊被围攻的状态下聚合,甚至达到了583da的强度,已经相当于一个副高(只是温度不如)
      
阿留申的阻高稍微弱小,但也足以挡住远东极涡的入海。
      
如此形势,怎一个BT了得。

评分

1

查看全部评分

 楼主| 发表于 2010-12-16 17:01 | 显示全部楼层
二、欧美
        
从100°W到80°E这个半球区域内,不计在极地自旋碎裂的极涡中心,大致自西向东有6个稳定的长波系统:
      
a.北美中部长波脊、中亚脊(圈定区域);
      
b.欧洲大切断冷涡/拖曳大槽、北美东部切断冷涡/拖曳大槽,各自旋转,导致北美东部和欧洲严寒冰冷,延续小雪以来的寒冷状态
      
c.大西洋中,北部是被切断合围的大西洋阻塞高压,大致在冰岛-格陵兰之间,越被围困,越是坚挺,顽强奋战,暖脊影响英国和巴芬湾
      
南部是从极涡分裂漂出来的切断大冷涡,对应一个温带低气压,并以洋中槽形态维持,与阻高互成偶极子
      
在大西洋阻高我自岿然不动的情况下,本应是西半球冬季半永久性地面低压系统的冰岛低压被迫位移,美东和欧洲两个大气旋被迫自旋,美加东部和欧洲大部都陷入了极度深寒,无以自拔
      
美加东部的冷堆向大西洋泄流,加持洋中切断系统;欧洲的大冷涡甩出深槽横扫地中海沿岸,导致从北非到中东的一次天气剧变,阿拉伯地区普遍在干旱中迎来罕见的冬季雹雪(雹与雪同时出现,意味着强对流和强冷流),伴有沙暴。这股泄流被中亚脊挡住,在图兰一带被迫埋地雷。
      
相关阅读,可参见气象新闻版的帖子:
      
小雪中期以来欧美的冰冷寒潮
      
干旱、沙暴、雹雪 极端天气轮番折磨中东
 楼主| 发表于 2010-12-16 17:32 | 显示全部楼层
三、东亚
      
东亚在本候发生了寒潮,至少暂时终结了前期的偏暖状态。
     
显著的环流特征,如前所述就是极涡南下+副高北抬+南支活跃,略微展开一下:
     
甲、作为多极型极涡的重要一极,远东极涡严重南漂,中心活跃区域基本在50°-55°N之间,漂移程度可以用1954年和1969年的极涡与之类比。在阿留申严重阻塞的情况下,极涡无法东传,漂到鄂海后被迫逆转自旋,与从极地极涡碎裂而出的新地岛漂来的一个极涡副中心汇合,获得补充而维持强度。本候内,极涡位置偏东,拖曳的尾槽逆时针下转,横槽转竖,积蓄甚久的冷源泄流爆发倾斜而下
     
乙、副高刚刚好处在加强周期,一度重现588da闭合线,在关键时刻来到关键的位置,也就是南海东部到菲律宾东北的位置,配合得非常良好,加强南海输送的水汽
     
丙、从欧洲槽甩出一股深邃的南支波动下传,北段在中亚被暖脊阻挡,南段顺利通过印度东传,在15-16日赶到中国南部,促成冷暖的尖锐碰撞
     
     
在以上基础上,冷源因季节热力因素较强,水汽在长江流域最终基本转为固态降水,同时没有发生强对流天气(东亚大槽深),同时在气温方面,造成了剧烈的降温,导致在阴雨雪冰冻中,南国陷入世纪寒潮。
     
500hpa东亚更详细的情况后文仍有表述。
 楼主| 发表于 2010-12-16 17:53 | 显示全部楼层

2.东亚高层情况(100hpa层面)

2.东亚高层情况(100hpa层面)

东亚方面的100hpa候环流动图:
      

                               
登录/注册后可看大图

      
首先应该指出,北半球的极涡主中心并不偏向东亚,而是偏向北美。中层以上的各个层面均是如此(100-300hpa),可以参见:
      
UWYO短期内天气图查询
      
一直到16日00UTC,才显示偏向北美的主中心开始衰微,冷源开始向远东汇集。
      
本候的这次寒潮,东亚在高层只有100hpa极涡的一个切离中心(而且没有闭合)来对应500hpa极涡。不过这已经足以导致高空急流贯穿东亚大部。值得注意的是,在阿留申阻塞的情况下,后期急流走向转为北上,与阻塞的情况和极涡的旋转相对应。
      
副高的加强从100hpa也可以看出来。
      
在15日,槽前高空辐散为南方降水提供支持。当然,降水的保障还是低层的水汽。
      
PS:先去吃饭,回来继续。
 楼主| 发表于 2010-12-16 19:46 | 显示全部楼层

3.东亚中层情况(500hpa)

3.东亚中层情况(500hpa)
      
东亚方面的500hpa动图,比半球环流的略微精细一些,但基本特点是一致的。
      

                               
登录/注册后可看大图

      
补充说说除了极涡、副高和南支之外的一些额外细节(关于三个主要因素,可以参见上文描述)
      
1.等高线非常密集。东亚小图上分析出来的极涡中心位势在504da以下,位置并一度在50°N以南。582da线基本在北回归线以北,这样就形成了东亚区域非常密集的等高线。
      
2.等温线同样非常密集,这是低层密集等温线在较高层面的体现。极涡冷心在-40℃以下。与低层相仿,后期南方的等温线密集程度更大,说明这里气温变化更为剧烈。
      
3.中亚脊一度形成阻高闭合中心。在其阻挡下,一股小波动被迫绕着阻高顺时针北上,才得以汇入极涡,而不能正常下传。
      
4.南支和北支波动都很频繁,小槽不断。由于没有完全同相,所以降水的时间还算稍微长一点,确保了有足够时间转雪。
 楼主| 发表于 2010-12-16 20:30 | 显示全部楼层

4.东亚低层情况(850hpa)

4.东亚低层情况(850hpa)
        
东亚的850hpa候环流动图如图所示:
     

                               
登录/注册后可看大图

     
1.本候中850hpa层面最突出的特点就是超密集的等温线。从外兴安岭低层冷心的-36℃以下到南海海面的+18℃以上,南北温差超过54℃,这是非常变态的情况。而外兴安岭(极涡活跃区域)约55°N,南海北部约18°N,纬度差大约37°。这样一来,热力严重失衡+冷暖源距离不远,寒潮爆发是肯定的事情。
     
2.候初,850hpa的0℃等温线大约在38°N的华北中部一带。此时密集等温线主要还在40°N以北,主要影响北方地区;候末,0℃等温线压过南岭。这时的密集等温线,集中在华南和西南。这非常直观地显现了这次世纪寒潮的影响。由于冷平流非常强烈,导致最终南方的降水形态为雨雪,并伴有冰冻。
     
3.冷高的路径,明显为中西路。冷高中心,从关键区经蒙古国西部到中国西北,再从青海东移。最强时冷高位势米为1705,冷心-25℃。这次冷高的南下,与极涡尾槽的拖曳旋转直接相关。冷高的这个路径,也导致最终南方遭受冷空气的影响,达到寒潮程度。降温幅度最为剧烈的,是冷高的冷舌所指向的云南、广西、粤西一带,过程降温一般在16℃以上。
     
4.与南支槽活跃相对应,在高原的东南侧,为一个虚拟的低气压环流。在其逆时针流场的引导下,西南暖湿气流相当充沛地向中国南部输送。此外,在副高的西侧,南海也存在低空急流,向中国南方输送水汽通量。这使得南方维持大片的湿区,并得以在冷流南下的情况下,通过暖湿气团与冷气团的碰撞而出现雨雪。
     
5.另外,伴随极涡旋转,东北亚的温带气旋也非常活跃。候初,一个温带气旋位于鞑靼海峡附近,在阿留申阻塞的情况下逆时针徘徊于鄂海,并最终登陆填塞。注意它的冷暖平流配置情况,东部和北部都是暖平流。13日起,伴随冷堆入海,从江淮移入东海的切变线经过日本列岛后进一步加深,最终也是画了一个逆时针的轨迹,转入鄂海,并强烈锢囚发展。对应的地面气旋发展到很强的强度。在气旋西侧,西北气流带来日本海的水汽,导致日本北部出现暴雪和变态的积雪深度(最大为80cm+/24h)。最终,在候末,这个强温带气旋也最终登陆鄂海北岸并填塞,相关涡度并入极涡。
     
6.在温带气旋的广泛相对低压系统中,来自渤海的水汽给山东半岛也带来了明显的降雪。
发表于 2010-12-16 20:42 | 显示全部楼层
好文章{:soso_e179:}
 楼主| 发表于 2010-12-16 20:54 | 显示全部楼层

5.东亚地面气压场演变

5.东亚地面气压场演变
        
从地面气压场形势,可以清楚地看到本候的冷空气过程和温带气旋发展过程。
      

                               
登录/注册后可看大图

      
1.在极涡旋转的引导下,本次冷空气从西伯利亚杀入,采取中西路径南下。具体路径:中西伯利亚-蒙古西部-中国西北,然后分裂出小冷高经陕甘入四川。冷高过程最高气压,在大图中显示为1059hpa(在未经人工订正,纯由电脑分析出的KMA东亚小图中,过程最高气压达1070hpa,图略)。16日,分裂后影响南方的小冷高气压为1038hpa。
      
在冷高外围的密集等压线的气压梯度作用之下,大陆内部盛行西北风,到沿海转为东北风;冷气团与暖湿气流交汇,形成南方的大范围阴雨雪天气。在海区,由于海陆热力性质的差异,风力尤大,本次寒潮过程,东部和南部海区的风速一般都达到烈风,甚至有持续暴风的区域(渤海、台湾海峡、南海北部)。其中,15日夜,广东的川山群岛一带,持续风速达到9级,可与刮台风的日子相比。
      
2.第一个温带低压,穿库页岛进入鄂霍次克海,初始气压994hpa为最低值,最终在外兴安岭以北登陆填塞。第二个温带气旋,初始波动为江南的切变线,进入东海后形成气旋波,从1010hpa开始发展,到北海道东部已经达到997hpa,开始大幅度加深。14日00-12UTC,系统从997hpa加深到979hpa;15日00UTC,系统再加深到959hpa,巅峰出现在登陆之前,为957hpa。16日,随着气旋登陆填塞,气压迅速降低到990hpa。
      
在15日00UTC,也正是南方寒潮正精彩上演的时候,蒙古冷高和鄂海气旋的气压差值(1057-959)达到了98hpa!
      
3.注意阿留申区域的高气压。这是上层阻高在下层的反映。由于阻塞系统的存在,才迫使温带气旋采取非常规的绕行(逆时针)路径。
      
4.中南半岛到孟加拉湾都是低气压区。在南海,一度还形成了热带低压19W,但因大环境恶劣而未能发展成为热带风暴。但相关低气压,对于冷空气有一定的抽吸作用,有利于冷空气南下幅度的加深,加剧寒潮。
      
5.南方地区在本候内基本处在阴雨状态。但特别要注意的是,在北方,山东威海这个孤立的同样也是阴雪绵绵的站点。南方的阴雨后来演变成第一场雪,过程不再细表;随着冷高的南下,阴雨渐止,各地逐渐有阴转晴,本次寒潮影响开始趋于结束。
发表于 2010-12-16 21:20 | 显示全部楼层

6.未来短期展望

接力补充……
   
6.未来短期展望
      
16日00UTC,远东极涡已经处在旋转北缩周期,并开始吸纳新地岛附近汇入的一个极涡副中心(新的冷源)。而后,在经过一段时间之后,这个漂移的极涡将沿着逆时针的反向旋转,卷土重来,再次君临东亚。
     
中国大部已经基本处在东亚大槽后,除华南东南云南沿海之外,基本已经停止降水。转晴之后,辐射冷却更加明显,但白天气温也将明显回升。这样,气温日较差会是扩大趋势;同时,夜间与清晨气温低露点也低,湿度较大,容易出现雾霾。
     
对于华南沿海而言,本次寒潮的过程最低温,将在16日夜到17日晨出现。随着阴天转晴,今夜的辐射降温,将创造今秋以南岭南的最低气温。而后,17日白天,岭南也将开始气温回升。冷锋压到海上,只有海南和台湾仍会有下雨和气温波动。
     
展望未来3天,极涡北收,副高加强,南支未到,东亚大部的阴雨雪基本消失。因此,本次寒潮还是过程性的,不会因连续阴雨雪冰冻而导致2008年那样的雪灾。
   
PS:To be continued,暂勿插楼,谢谢合作。
更多图片 小图 大图
组图打开中,请稍候......
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Archiver|手机版|世纪气象云 | | | 关于我们

GMT+8, 2019-5-27 11:03 , Processed in 0.054897 second(s), 20 queries .

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表