湖南冬季天气特征及预报着眼点(叶成志)

湖南省气象台叶成志湖南省冬季天气特征及其预报着眼点2012年县级预报服务培训班讲座主要内容1.湖南冬季天气特征及主要气象灾害2.湖南冬季重要天气过程及其预报着眼点一湖南冬季天气特征及主要气象灾害湖南冬季一般自11月下旬或12月初开始（湘南及个别山间盆地可推迟20d），通常达3个多月。盛行偏北的冬季风，主要的天气过程是寒潮和强冷空气活动。当东亚主槽破坏时，蒙古高压相应减弱，这时高纬度地区往往有不稳定波动发展，引导极地寒潮向南爆发，使湖南气温骤降，风向急转偏北，风力加大，且往往带来雨雪。湖南冬季主要的气象灾害：寒潮、大风、暴雪、雨凇。高影响天气：大雾、霾。二湖南冬季天气过程及其预报着眼点湖南寒潮过程特点及预报(1)湖南寒潮的定义凡因冷空气的影响，某站任意48h内降温12℃或以上，且最低气温降至5℃或以下，即为该站一次寒潮过程。

寒潮是湖南冬半年重要的灾害性天气过程，它能造成急剧降温、低温和大风，有时还形成冰冻、冰雹、霜冻、低温连阴雨或暴雪等灾害。(2)湖南寒潮特征

湖南寒潮次数由从北到南、由西到东逐渐递增的趋势，这表明一次冷空气过程影响湖南后，湘东南半部比湘西北更容易达到寒潮标准。地处湘南的郴州寒潮次数较多，每年平均有3次，地处湘北的常德寒潮出现比较少，年平均约2次。除湘西北和湘东南的少数测站以外，全省大部分地区寒潮年平均次数在2～3次之间。1971～2000年寒潮总数分布图

寒潮月分布同样是湘东南比湘西北要多，湘西、湘北寒潮出现的频率月际变化比较少，湘南变化比较大。如常德各月寒潮次数比较接近，郴州则集中在冬季12～2月，占总数的73%。从各月比较来看，各地都以2月寒潮次数最多。在出现的时间上，湘南最早在10月即可出现寒潮，湘北至11月方有寒潮发生。1971～2000年寒潮总数分布图

11月12月1月2月(3)寒潮入侵湖南的路径2010年1月18日18时地面图

冷高压主力从河西走廊，沿青藏高原经川东影响湖南，称西路冷空气；西路冷空气很少造成寒潮过程，大风持续时间和阴雨天气也短，一般只有1d，有时冷锋过后不久就转晴，且晴天维持的时间也长，降温幅度比较小，不会有冰冻和连阴雨发生。冷高压主力从河套地区南下影响湖南，称北路冷空气；北路冷空气造成的寒潮过程，其降温幅度最明显，风也更大。阴雨天气约持续2～3天。冬季可发生冰冻。2010年1月5日03时地面图

冷高压主力从河套以东经江淮地区影响湖南，称东路冷空气；东路冷空气造成的寒潮过程，降温累计量大，大风持续时间长，雨雪天气一般有3～4天，常形成冰冻天气，如在春季常有持续5d以上的低温连阴雨天气发生，危害比较严重。2010年1月6日08时地面图

(4)湖南寒潮过程预报冷空气活动预报：如果存在有利于冷空气堆积的形势，冷空气的强度就会不断加强，从而有利于形成寒潮过程。冷空气爆发的预报：强冷空气向南爆发的过程，通常就是500低槽东移发展或横槽转竖在东亚沿海建立大槽的过程。经统计，冷空气从关键区到达湖南，约需3～4d，当冷锋越过40°N后，一般只需要24h左右就能影响。冷空气强度的判断：蒙古附近的地面冷高压：冷高压中心数值越高，范围越大，等压线越密集，冷空气也越强。可用即将影响的冷高压强度，与历年同期造成的寒潮过程的冷高压强度的均值和极值进行比较，来判断冷空气的强弱。地面冷高压前沿的冷锋：冷锋的温度水平梯度越大，锋后降温幅度愈大，24h正变压中心和3h正变压中心愈强，锋面附近气象要素的梯度愈大，天气现象愈剧烈，冷空气往往也愈强。西伯利亚中西部上空的冷中心或冷槽：冷空气数值的高低、范围的大小，能反映冷空气的强弱。冷中心的数值越低，范围越大，冷空气也越强。暖空气活动的预报：锋前的回暖，与测站所处的环流背景、天空状况、风向风速、地理地形等多种因素有关系。最有利于回暖的形势是500hPa高原高压脊过境后，高空、地面上下转为一致的偏南气流；地面在我国西部有低压或倒槽发展；单站气象要素呈现连续增温、增湿和降压等。(5)湖南寒潮过程预报着眼点寒潮的强度：一般情况是寒潮强度越大，则风越大，降温越猛。冷空气的路径及其对本地天气的影响：对于每一个地区而言，其影响路径可以概括为3条（从西来的、从北来的、从东北来的），如路径不同，则带来的天气就有差异。寒潮降温预报：寒潮侵袭，强冷平流引起局地气温明显下降，预报降温的幅度应从形势预报入手，预报温度平流未来变化时，应该特别注意锋生、锋消引起温度平流的突然变化。除此以外还应注意风、云对降温的影响，下垫面状况对冷气团南下变性的影响也不容忽视，在特殊地形处还应考虑垂直运动的影响。寒潮预报：北方冷空气堆积、爆发和南方暖空气条件两方面。湖南大风过程特点及预报我国一般将平均风速达到6级（10.8—13.8米/秒）以上的风，称为大风。关键风级:

风级名称海里/小时米/秒公里/小时

6强风22—2710.8—13.839—498大风34—4017.2—20.762—7410狂风48—5524.5—28.489—10212飓风64—7132.7—36.9118—1331481—8941.5—46.1150—16616100—10851.0—56.0184—201(1)湖南大风的定义

测站2分钟平均风速大于或等于12米/秒，或者瞬时风速≥17米/秒。同时规定，在同一天内，省内有3站以上出现大风，定义为全省性大风日，一个或连续几个全省性的大风日，定义为一次全省性的大风过程。大风类型：冷锋后偏北大风、高压后部偏南大风、低压大风、台风大风和雷雨大风。预报内容：起风的时间、风向、风（包括平均风力和阵性风力）和大风持续时间。(2)湖南冬季大风的特征1971～2000年，湖南共出现全省性大风日1648个，其中冬季（11～2月）大风日为237个。冬季大风日虽然只占大风总数的18.2%，但它影响范围大，持续时间长，给人们带来的灾害不可忽视。1971～2000年，湖南冬季大风日数出现最多的是在湖区和四水下游以及湘水中游、沅水中游的一部分地区，洞庭湖区的沅江达204次。平均每隔12.3d就有一个大风日，幕阜山和湘西、湘南山地以及邵阳盆地，大风日很少，其中安化与永兴没有出现过大风。1971～2000年大风日数分布图

11月12月1月2月(3)影响风力的主要因素气压梯度：偏北大风出现在地面冷锋过后冷高压前部气压梯度最大的地方，从锋面到冷高压中心，等压线密集的区域越大，偏北大风持续的时间也越长。

温度梯度：锋面附近温度差异越显著，与地面冷锋配合的高空槽后冷平流越强，850hPa和700hPa锋区越明显，风力也越大，偏北大风出现在高空冷平流最强处所对应的位置。地形地势和大风发生时间：冷空气路径、冷锋过境时间在冷空气条件相同的情况下，湖区、四水流域和峡谷河口的风力比山丘大；由贝湖取偏东路径南下的超极地强冷空气过程的风力，一般都比从新疆经河西走廊插入四川盆地的西路冷空气过程所产生的风力大；冷空气在下午到傍晚影响时的风力一般大于后半夜到早晨影响的风力。(4)有利于冷锋后偏北大风形成的条件：500hPa上引导冷空气的低槽后部高压脊强，低槽又在沿海加深或与南支槽同位相叠加，致使冷空气主体南下。

地面冷高压在蒙古附近时，长轴呈东西走向，冷锋亦呈东西走向。700hPa、850hPa长江上、中游有低压出现，四川、贵州地面有倒槽向东北方向伸展或两湖盆地有气旋波发生、发展。

锋前测站连续升温降压，日最高气温与最低气压已超过历年同期平均值或接近极值。

有时冷空气过后迅速转晴，午后地面气温回升，但对流层中低层槽后冷平流强，偏北风大。易出现动量下传而发生的风力加大现象，这有利于大风持续。(5)不利于冷锋后偏北大风形成的条件：500hPa东亚大槽稳定，中高纬度从乌拉尔山到东亚沿海等高线呈西北-东南走向，地面冷空气以小股或扩散形式南下，不易在西伯利亚和蒙古附近堆积。700hPa低槽比850hPa低槽移动快，出现低槽随高度前倾的现象，地面冷锋呈下滑锋南下。地面冷高压在蒙古附近长轴呈南北向，冷锋亦呈南北走向或东北-西南走向。长江流域地面是北高南低或西高东低的气压场形势，或者已经是很明显的阴雨天气。当锋前气压高，气温低时，也不利于偏北大风的形成。40-50°N、60-130°E范围内，地面有范围大、强度强的低压存在。当蒙古和我国东北、华北一带有气旋强烈发展，虽能使冷空气南下加快，但常导致冷空气主力在南下过程中偏向东移，不利于江南有气旋新生，也不利于偏北大风的形成。(6)寒潮大风预报着眼点：风压场关系：冷锋逼近时风力一般加大，冷平流最强处风力最大，高压加强或气压梯度加大则风也加大。冷锋前若有气旋或低压时，偏北大风出现的几率比单一冷锋时高的多，风力也大的多。温度层结：空气层结稳定时地面风力较小（垂直方向交换弱，动量下传较小），层结不稳定时地面风力较大（垂直方向交换强，动量下传较大）变压场的影响：冷锋后最大风速出现在正变压中心附近变压梯度最大的地区（变压风）。热力环流：地表热力性质差异明显的地区常有地方性热力环流形成（如：海陆风、山谷风）。地形影响：狭管效应（峡谷风）、冷空气翻山（等熵面坡度大于地形坡度时的下坡大风）。摩擦作用对风的影响：同样气压梯度情况下，海上风比陆上大2-4级，江面湖面也比陆上大1-2级。湖南冰冻过程特点及预报冬季冰冻天气过程导线

大气层自上而下分别为冰晶层、暖层和冷层。从冰晶层掉下来的雪花通过暖层时融化成雨滴，接着当它进入靠近地面的冷气层时，雨滴便迅速冷却，成为过冷却雨滴，降至温度低于0℃的地面及树枝、电线等物体上时，便集聚起来布满物体表面，并立即冻结，形成雨凇。形成雨凇的雨称为冻雨。“冰冻”是对雨凇、雾凇和冻结雪的总称。

湖南是我国受冰冻灾害影响最为严重的省份之一（仅次于贵州省），冰冻危害程度在冻害中居首位。20世纪50～80年代湖南冰冻出现的次数较多，强度较强，持续的时间相对较长，其中以1916年12月、1929年底至1930年初、1954年12月至1955年1月这三次最为严重。90年代之后，在全球气候变暖的背景下，虽主要以轻冰冻为主，但大部分较强冰冻出现的年份均与湖南冬季严寒期同时出现，且极端冰冻气象灾害事件增多，有些年份也造成了严重的冰冻灾害，如2005年2月。尤其以2008年初发生的历史罕见的持续低温雨雪冰冻天气过程影响最大、灾害最重。密度高结构紧硬度大坚如石滑如冰(1)湖南冰冻的定义发生在自然条件下的自空中下降的液态水在近地面附着物上冻结为固态冰的现象统称为冰冻。湖南已观测到的冰冻现象可分为雨淞、雾凇（粒状雾淞、晶状雾淞）、雪凇、混合积冰和湿雪冻结等5种类型。长期寒冷低温天气使江湖水面冻结的情形，在湖南也俗称为冰冻。湖南天气气候标准中依据冰冻续时间的长短将冰冻划分为轻、中、重三个等级：轻度冰冻：冰冻持续时间1-3d；中度冰冻：冰冻持续时间4-6d；重度冰冻：冰冻持续时间≥7d。(2)湖南冰冻的气候特征

湖南1951~2010年冰冻过程频次湖南1951~2010年历次冰冻过程的持续日数

除1962年未发生冰冻过程外，历年冰冻过程频次均在1～7次，正常年份，湖南发生冰冻过程的次数大都在2～4次。

全年历次冰冻过程持续日次以2～4天居多，其中最多为2008年，达到了28天。(3)湖南冰冻的分布特征

冰冻总的分布规律是南多北少。在28°N以北又以湖区平原相对居多，山区少，例如望城、宁乡等地多达100多天，但湘西北和湘东北的山地则不足50天。在28°N以南，主要是山地的北坡较多，大部分在100天以上，而山地的南坡则相对较少。全省出现最多的地方在郴州地区和邵阳地区南部，其中桂阳、郴州、资兴一线和城步都在200d以上。(4)湖南冰冻的初日和终日分布湖南出现冰冻最早的地区是湘东北，在11月下旬就可有冰冻形成，而以湘西北最迟，12月下旬才可能有冰冻发生；在湘江东侧和湘南江永一带，最早从12月中旬出现冰冻，其他大部分地区最早从12月上旬即可能有冰冻形成。湖南冰冻终止最晚的时间是在3月中旬，这时，洞庭湖区和湘、资、沅水中下游仍可能出现冰冻，终止时间偏晚；其它大部分地区到2月下旬结束，其中湘西、湘西北部分地区在2月中旬结束。区域湘西北湘北湘东北湘中湘西南湘东南最早的初日12月下旬12月上旬12月下旬12月中旬12月中旬12月上旬最迟的终日2月中旬3月上旬2月下旬3月中旬2月下旬3月中旬(5)有利于冰冻形成的环流形势2008年1月20日20时大气环流模型

500hPa湖南处南支槽前，槽后

有明显的冷平流和显著降温区；850hPa湖南境内有低涡；700hPa湖南处温度槽前，湖南

北部有低涡，高原东部、南部为

暖区、干区；

地面：静止锋在华南；

湖南上空各个探空站均出现了不

同程度的逆温、地面到700百帕

湖南都处于显著湿区当中；850、700、200hPa湖南上空

都出现了急流、700hPa急流位

置在850百帕的北侧。(6)冰冻预报容易忽视的因素

冰冻的立体分布：冰冻具有典型的立体气象特征，如2005年冰冻在150m以上发生强冰冻而以下则很不明显，因此在海拔较高的山区发生冰冻的条件满足时，应及时预报；相反的情形也可能出现，当低层偏南气流加强时，高山上气温可在先期回升到0℃以上，这时应及时预报山区冰冻减弱或结束。

冰冻的突然性增长：在湖南，冬季降水强度可以达到暴雨以上量级，即使在冰冻期间也如此。当冰冻条件满足时，遇有大强度降水发生时应当预报冰冻厚度显著增大，如2008年初的特大冰冻。湖南暴雪过程特点及预报雪的量级：小雪：是指下雪时水平能见距离等于或大于1000米，地面积雪深度在3厘米以下，降水量级为24小时降雪量在0.1—2.4毫米之间。中雪：是指下雪时水平能见距离在500-1000米之间，地面积雪深度为3-5厘米，24小时降雪量达2.5-4.9毫米。大雪：是指下雪时能见度很差，水平能见距离小于500米，地面积雪深度等于或大于5厘米，24小时降雪量达5.0—9.9毫米。如果有降雪而没有形成积雪，一般称之为“零星小雪”；当24小时降雪量≥10.0毫米时，为暴雪。“小到中雪”指下雪时强度介于小到中雪之间，比小雪略大但又未达到中雪的标准；“中到大雪”，则指下雪的强度介于中雪到大雪之间，积雪深度达不到5厘米。(1)湖南暴雪的分布特征

湘中以北地区的积雪日数（≥4天）总体大于湘南（<4天），南岳高山站的年平均积雪日数最多。湖南1951～2010年积雪日的空间分布(2)湖南暴雪预报着眼点：暴雪的形成条件：充分的水汽供应、强烈的上升运动、较长的持续时间、整层气温在0℃以下（地面气温可在1℃以下）。了解本地暴雪的时空分布的分布特征：南方暴雪主要发生在冬季，春、秋季出现较少。南北两支锋区强盛，当有强冷空气入侵时，整层气温急剧下降，地面气温达1℃以下，容易产生暴雪。暴雪的主要影响系统：①行星尺度系统有：西风带长波槽、阻塞高压；②主要天气尺度系统：低空切变线，低空低涡，高空冷涡，低空急流、地面冷锋。(3)湖南暴雪落区、强度预报：

根据影响系统位置和配置、降水实况及卫星云图、雷达拼图，结合本地上空整层温度及暴雪指标特征判断暴雪