河南省2018年1月3—4日暴雪天气的诊断分析与数值模拟

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb19020065

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (16): 108-114.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb19020065

所属专题：农业气象

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河南省2018年1月3—4日暴雪天气的诊断分析与数值模拟

董俊玲¹^,²^,^*(), 刘超², 孟寒冬³

^1.中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室,郑州 450003
^2.河南省气象台,郑州 450003
^3.河南省气候中心,郑州 450003

收稿日期:2019-02-27 修回日期:2019-07-09 出版日期:2020-06-05 发布日期:2020-05-20
通讯作者: 董俊玲
基金资助:
中国气象局气象预报业务关键技术发展专项“发展多源观测资料快速融合分析技术与强对流天气短时临近预警关键技术”(YBGJXM201902);中国气象局预报员专项“多模式降水检验及基于智能网格的订正技术研究”(CMAYBY2020-079);河南省气象局“基于微气候模型(Phoenics的城市局地风热环境定量化评估研究——以郑州为例”KM201810);河南省科学技术协会 “应用微气候模型优化建筑物布局的方法研究”(2019HYTP033)

The Snowstorm on January 3-4 of 2018 in Henan: Diagnostic Analysis and Numerical Simulation

Dong Junling¹^,²^,^*(), Liu Chao², Meng Handong³

^1.CMA Henan Key Laboratory of Agrometeorological Support and Applied Technique, Zhengzhou 450003
^2.Henan Provincial Meteorological Observatory, Zhengzhou 450003
^3.Henan Provincial Climate Center, Zhengzhou 450003

Received:2019-02-27 Revised:2019-07-09 Online:2020-06-05 Published:2020-05-20
Contact: Dong Junling

摘要/Abstract

摘要：

为进一步探讨河南省暴雪天气过程的成因和机理,分析WRF模式对暴雪过程的模拟效果,提高预报准确率,笔者利用NCEP 1°×1°再分析资料和常规观测资料,对2018年1月3—4日河南省大范围的暴雪天气过程进行诊断分析,并对WRF模式模拟结果进行分析。结果表明,高空槽、低层的切变和急流、地面冷空气是这次暴雪的主要影响系统。水汽条件好,水汽通量低层辐合,高层辐散,伴有较强的上升运动,更有利于暴雪天气的发生。WRF模式模拟的降雪量范围和强度都与实况较为一致,表明模式对暴雪天气的预报有一定的参考价值。

关键词: 暴雪, 水汽通量散度, 垂直速度, 诊断分析, 数值模拟, 河南

Abstract:

The paper aims to discuss the cause and mechanism of snowstorm process in Henan, analyze the simulation effect of WRF model on snowstorm, and improve the forecasting accuracy. Based on NCEP 1°×1° reanalysis data and conventional observation data, we analyzed the large scale snowstorm process on January 3-4 of 2018 in Henan and the simulation results of WRF model. The results showed that: the upper-level trough, lower-level sheer line and jet stream, and surface cold air were the major system affecting the snowstorm; the favorable water vapor condition, lower-level convergence and upper-level divergence, accompanied by strong ascending motion, were more conductive to the snowstorm. The WRF model could simulate the intensity and range of the snowstorm quite well, indicating that the model has certain reference value for the forecast of snowstorm.

Key words: snowstorm, water vapor flux, vertical velocity, diagnostic analysis, numerical simulation, Henan

中图分类号:

P458.3

董俊玲, 刘超, 孟寒冬. 河南省2018年1月3—4日暴雪天气的诊断分析与数值模拟[J]. 中国农学通报, 2020, 36(16): 108-114.

Dong Junling, Liu Chao, Meng Handong. The Snowstorm on January 3-4 of 2018 in Henan: Diagnostic Analysis and Numerical Simulation[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(16): 108-114.

图/表 10

降雪等级	24 h降雪量/mm
小雪	0.1~2.4
中雪	2.5~4.9
大雪	5.0~9.9
暴雪	10.0~19.9
大暴雪	20.0~29.9
特大暴雪	≥30.0

表1. 降雪等级

图1. 2018年1月3日8时—4日8时24 h降水量(mm)及3日20时雨夹雪天气出现位置(×),4日8时积雪深度(cm),3—5日桐柏站、固始站温度和小时降雪量的时间分布

图2. 2018年1月3日8时500、700、850 hPa天气图和地面天气图

图3. 2018年1月2日20时—5日8时固始站上空的比湿（阴影,g/kg）和水汽通量散度（等值线,10-7 g/(cm2·hPa·s)）的垂直剖面图

图4. 2018年1月2日20时—5日8时固始站上空的散度（阴影,10-5·s-1）和涡度（等值线,10-5·s-1）的垂直剖面图

图5. 2018年1月2日20时—5日8时固始站上空的垂直速度(10-3 hPa/s)的垂直剖面图

图6. 2018年1月2日20时—5日8时固始站上空的温度(℃)的垂直剖面图

图7. 模拟区域及网格嵌套

物理方案	方案选择
微物理过程方案	WSM6 graupel scheme
长波辐射方案	RRTM scheme
短波辐射方案	Dudhia scheme
积云对流方案	Betts-Miller-Janjic scheme
近地层方案	Revised MM5 Monin-Obukhov scheme
边界层方案	YSU scheme
陆面过程方案	Unified Noah LSM scheme
城市方案	Single-layer UCM scheme

表2. 模式参数化方案设计

图8. 模拟结果对比

参考文献 25

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