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本文从气候特征、环流形势、垂直结构特征、个例诊断分析、建立预报模型5个方面对广西重大低温雨雪冰冻天气过程进行了研究。首先,根据历史观测资料,利用统计方法分析了1952~2008年59年每年11月至下一年3月89个市县级台站广西低温雨雪冰冻过程的时空间分布,分析了广西低温雨雪冰冻天气和地形及温度的关系,利用多因子综合评估技术选出20次广西低温雨雪冰冻过程;其次,利用欧洲中心资料,对20次低温雨雪冰冻过程采用500hPa高度距平关键区来定型,以距平正负值所在的关键区位置来确定高低压槽脊位置,并以此高低程度来确定造成重大低温雨雪冰冻天气过程的天气预报概念模型;再次,利用NCEP2.5°×2.5°再分析资料和桂林探空站观测资料,分析了低温雨雪冰冻过程中两种主要天气现象:降雪、冻雨的垂直层结结构特征,并对2008年罕见影响华南的低温雨雪冰冻过程进行了诊断分析;最后,利用多普勒雷达资料对低温雨雪冰冻过程进行短临分析。得到如下结论:1.广西低温雨雪冰冻天气过程基本发生在广西23°N以北区域。冻雨分布图上24~25°N有3个高值中心,这3个中心和海拔高度地形图上3个高值中心基本重合。1月平均温度10°N以内区域为易发区。2.历史重大低温雨雪冰冻天气过程分三类。第一类,定为阻塞型或一槽一脊型,持续时间最长,一般在7天以上;第二类,定为贝湖高压型或两槽一脊型,持续时间次之,一般在5~8天;第三类以移动性多波动槽脊为主,故定为多波动型。这类持续时间最短,一般在7天以下。3.层结分析表明:降雪与冻雨的中低层环流特征不完全一样。冻雨天气一般发生在500~700hPa为南风分量,850hPa~地面为北风分量的垂直环境中。降雪天气500~700hPa的温度均在0℃以下,700~850hPa无明显的暖层,不存在明显的中低空急流和逆温。另外地面气温,冻雨过程基本在0℃或以下,而降雪天气多为0℃以上。4诊断分析得出:冷空气不断补充和降水天气为低温天气的维持提供了持续冷源和水汽,切变线长期维持及桂林站探空剖面图上明显逆温层存在,造成了广西北部连续出现冻雨及雨夹雪天气。5.基于多普勒雷达资料的短临研究揭示了:低温雨雪冰冻天气过程有明显的0℃层亮带结构、环形零速度线、牛眼、中高层的暖平流明显、近地面的冷暖平流势力相当、VWP上有明显的风向突变层等特征。 本文的创新点在于: 目前,对广西低温雨雪冰冻天气过程的研究只有少数的个例分析和气候分析,并局限于常规观测资料和统计方法。本文在这此基础上增加了欧洲资料、NCEP再分析资料、新一代天气雷达资料。采用欧洲中心500hPa高度距平关键区来定型,以距平正负值所在的关键区位置来确定高低压槽脊位置,并以此高低程度来确定天气概念模型和经验分型的结果基本吻合。这解决了经验分型中机器在读取槽脊方面的难题,使得研究成果在实际业务运用时客观化、自动化、定量化。 近年来多普勒雷达广泛应用于冰雹、龙卷、雷雨大风等强对流天气监测和预警中。但对冬季,特别是南方冬季低温雨雪方面的应用研究开展相对较少,本文通过对雷达获取的完整的低温雨雪资料进行短临分析,讨论位于南岭南侧的广西不同降水形态在雷达回波上的不同特点,为今后的冻害的本地化预报、分析及应用提供依据。