浙江一次强雨雪过程大气环流特征及成因分析

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0857

摘要/Abstract

摘要：

利用1981年1月至2018年3月浙江省75个国家级气象观测站降水、雪深、气温资料， NCEP/DOE（the National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy， NCEP/DOE）逐日再分析资料、及MJO（Madden-Julian Oscillation）指数等对2018年1月下旬浙江地区一次雨雪冰冻过程特征及其可能的影响机制进行分析。结果表明：（1）2018年1月24—28日浙江出现大范围连续雨雪天气，全省平均累计降水量36.2 mm，最大积雪深度平原10~20 cm，山区20~35 cm。雨雪冰冻期间湖州平均气温均低于0 ℃，较历史同期偏低4 ℃左右。（2）降雪期间贝加尔湖附近槽东移南下，低纬南支槽东移北抬，冷暖气流交汇于浙江上空，水汽辐合强烈，导致强降雪天气的产生。（3）强MJO事件向东发展，海洋性大陆区域海表气温升高，加强局地经向环流的同时促使暖湿气流西伸北抬，为雨雪天气的形成提供动力及水汽条件。（4）源自北大西洋的Rossby波能量与源自低纬孟加拉湾-中国南海附近的经向Rossby波能量共同堆积于东亚地区，促使负东亚太平洋（East Asia-Pacific， EAP）遥相关型维持、发展，是造成浙江地区连续降雪（雨）的重要原因。

关键词: 浙江地区, 雨雪冰冻, MJO, 遥相关型, Rossby波作用通量

Abstract:

Based on the precipitation, snow cover depth and temperature data from 75 stations in Zhejiang Province, the National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy (NCEP/DOE) daily reanalysis data, and Madden-Julian Oscillation (MJO) index, the general characteristics and influence mechanism of a freezing rain and snow process occurred in Zhejiang Province during 24-28 January of 2018 has been investigated. The results are as follows: (1) From January 24 to 28, 2018, continuous rain and snow weather occurred in Zhejiang, with 36.2 mm accumulated precipitation averaged over the whole areas. During the freezing rain and snow period, the maximum snow cover depth in plain and plateau ranged from 10 to 20 cm and from 20 to 35 cm, respectively, and the average temperature in Huzhou was below 0 ℃, about 4 ℃ lower than the historical.(2) During the snowfall, the trough near the Lake Baikal at high latitudes moved eastward and southward, while the southern branch trough at low latitudes moved eastward and northward. Cold and warm air flows converged over Zhejiang, and the water vapor convergence was strong, leading to the occurrence of heavy snowfall. (3) The strong MJO event developed eastward, and the sea surface temperature (SST) over the maritime continent increased, which strengthened the local meridional circulation and promoted the warm and wet air to extend westward and northward, providing power and moisture conditions for the formation of rain and snow weather. (4) Rossby wave energy from the North Atlantic and the low latitude Bay of Bengal-South China Sea accumulating in East Asia, promoted the maintenance and development of negative East Asia-Pacific (EAP) teleconnection, and was an important reason for continuous snow (rainfall) in Zhejiang Province.

Key words: Zhejiang Province, freezing rain and snow, MJO, teleconnection, Rossby waves activity flux

中图分类号:

P434

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图/表 9

图1 2018年1月23日20：00至28日20：00浙江累计降水量（a，单位：mm）与最大积雪深度（b，单位：cm）空间分布

Fig.1 The spatial distribution of accumulated precipitation （a， Unit： mm） and the maximum snow cover depth （b， Unit： cm） in Zhejiang from 20：00 BST 23 to 20：00 BST 28 January2018

图2 2018年1月22日至2月10日湖州地区逐日最低气温（a）及1月24日至2月8日及历史同期平均气温（b）

Fig.2 The daily minimum temperature from January 22 to February 10， 2018 （a） and average temperature from January 24 to February 8， 2018 and during historical corresponding period （b） in Huzhou

图3 2018年1月24日（a、b）、26日（c、d）、27日（e、f）、28日（g、h）平均500 hPa（a、c、e、g）和850 hPa（b、d、f、h）风场（风矢，单位：m·s-1）、位势高度（等值线，单位：dagpm）及其距平（彩色填色区，单位：dagpm）

Fig.3 The 500 hPa （a， c， e， g） and 850 hPa （b， d， f， h） wind field （wind vectors， Unit： m·s-1）， geopotential height （contour， Unit： dagpm） and its anomaly （color shaded areas， Unit： dagpm） in January 24（a， b）， 26（c， d），27（e， f） and 28 （g， h），2018

图4 2018年1月19—23日（a）、1月24—28日（b）及1月29日至2月7日（c）600 hPa风场（箭矢，单位：m·s-1）及垂直速度场ω（彩色填色区，单位：m·s-1），2018年1月24—28日119°E—123°E平均经向垂直环流距平（箭矢，单位：m·s-1，其中ω放大了100倍）及平均纬向风距平（彩色填色区，单位：m·s-1）（d）

Fig.4 The 600 hPa wind field （arrow vectors， Unit： m·s-1） and vertical velocity （color shaded area， Unit： m·s-1） from January 19 to 23， 2018 （a）， from January 24 to 28， 2018 （b）， from January 29 to February 7， 2018 （c），and meridional vertical circulation anomaly averaged over 119°E-123°E （arrow vectors，Unit： m·s-1， vertical velocity is magnified 100 times） and mean zonal wind anomaly （color shaded areas， Unit： m·s-1） from January 24 to 28， 2018 （d）

图5 2018年1月24—28日（a、c、e）、1月29日至2月7日（b、d、f）对流层整层水汽通量（a、b）、850 hPa水汽通量距平（c、d）（单位：kg·m-1·s-1），850 hPa水汽通量散度（彩色填色区）及其距平（等值线）（单位：10-9 kg·hPa-1·cm-2·s-1）（e、f） [图5（a、b、c、d）中灰色矩形方框为图5（e、f）范围]

Fig.5 The whole troposphere water vapor flux （a， b） and 850 hPa water vapor flux anomaly （c， d）（Unit： kg·m-1·s-1），850 hPa water vapor flux divergence （color shaded area） and its anomaly （isoline）（Unit： 10-9 kg·hPa-1·cm-2·s-1）（e， f） from January 24 to 28（a， c， e） and from January 29 to February 7 （b， d， f） in 2018 [The grey rectangular boxes in Fig.5 （a， b， c， d） are range of Fig.5 （e， f）]

图6 2017年12月23日至2018年2月5日的MJO位相（a）和15°S—15°N平均850 hPa纬向风距平场（填色区）的及RMM指数（等值线）时间-经度剖面（b， Unit： m·s-1） [图6（b）中2017年10月31日至2018年2月27日RMM指数为监测值，2018年2月28日至4月18日为预报值，箭头表示纬向风距平和RMM指数传播方向]

Fig.6 The MJO phase from December 23， 2017 to February 5， 2018 （a） and time-longitude cross section of 850 hPa zonal wind anomaly （color shaded areas） and RMM index （isoline） averaged from 15°S to 15°N（b， Unit： m·s-1） [RMM index from October 31， 2017 to February 27， 2018 were monitoring value， while RMM index from February 28 to April 18， 2018 was forecast value， the arrow denotes zonal wind anomaly and RMM index propagation direction in fig.6 （b）]

图7 2018年1月1日至2月28日10°S—10°N平均OLR距平场时间-经度剖面（a）和2018年1月第5候（b）、第6候（c）、 2月第1候（d）OLR距平场（单位：W·m-2）

Fig.7 The time-longitude cross section of OLR anomaly field from January 1 to February 28， 2018 averaged over 10°S-10°N （a） and OLR anomaly field （b， Unit： W·m-2） in the 5th （b）， the 6th （c） pentad of January and in the 1st pentad of February（d） 2018

图8 2018年浙江降雪期间（1月24—28日）200 hPa（a）、500 hPa（b）、850 hPa（c）波作用通量（箭矢，单位：m2·s-2）和位势高度距平（彩色填色区，单位：gpm）以及25°N—35°N平均纬向垂直波作用通量（箭矢，单位：m2·s-2，其中垂直分量放大10000倍）及高度距平场（彩色填色区，单位：gpm）（d）

Fig.8 The 200 hPa （a）， 500 hPa （b），850 hPa （c） wave activity flux （arrow vector， Unit： m2·s-2） and height anomaly field （color shaded areas， Unit： gpm） during the snowfall period （January 24-28， 2018） in Zhejiang and zonal vertical wave activity flux averaged from 25°N to 35°N （arrow vector， Unit： m2·s-2， the vertical component is magnified by 10000 times） and the height anomaly field （color shaded areas， Unit： gpm）（d）

图9 2018年1月第5候（a、b）、第6候（c、d）、2月第1候（e、f）海温距平场（a、c、e）及分别与其前一候海温差值（b、d、f）（单位：℃）

Fig.9 Sea surface temperature anomaly （a， c， e） in the 5th pentad （a， b）， 6th pentad （c， d） of January， 1st pentad of February （e， f） and SST difference between it and its previous pentad（d， e， f）（Unit： ℃）

参考文献 28

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