华北锢囚锋大雪（暴雪）天气的结构特征及预报技术研究

华北锢囚锋是造成华北地区冬季降雪的主要天气系统之一，由于该系统造成的降雪具有强度大、时间长、强降雪中心多变等特点，所以实现"定点、定量、定时"准确预报的难度较大。本项目充分利用各种新型探测设备（包括卫星、多普勒雷达、风廓线仪、加密自动站等）获取的高时空分辨率资料，结合常规（探空、地面）观测资料和NCEP/NCAR再分析资料，采取等熵面分析、多种资料综合叠加、中尺度WRF数值模式模拟和雷达四维变分反演等方法，对华北锢囚锋系统的空间结构、气流特征及水汽分布等进行系统地分析，建立三维概念模型；关注太行山、燕山、渤海等地形对华北锢囚锋系统及其导致的降雪天气的影响，揭示大雪（暴雪）过程的中尺度动力热力特征，总结准确预报的关键技术和预报着眼点，为提高华北地区大雪（暴雪）天气的预报准确率提供技术支撑和预报依据。

华北锢囚锋是造成北方暴雪天气重要的地方性天气系统。本项目利用JMA-RSM0.25°ｘ0.2°、NCEP0.5°ｘ0.5°和1°ｘ1°等再分析资料，多普勒雷达、自动站、铁塔等观测资料，结合雷达风场反演、平均散度反演、HYSPLIT-4.9水汽追踪、等墒分析等多种方法，对ａβ两种中尺度华北锢囚锋系统的空间结构、气流特征及水汽分布等进行系统地分析，用敏感性试验分析了太行山、燕山、渤海等地形对降雪强度、落区的影响，揭示中尺度动力热力特征及其成因，总结出对预报有意义的指标。主要结论：.1）华北锢囚锋降雪过程表现为回流、锢囚、强冷锋三个阶段。.2）动力结构：地面和700hPa在锢囚锋附近有β-中尺度辐合（涡旋）或中尺度扰动气旋环流存在；纵向上有正、逆双向次级环流；在700hPa西南暖湿气流中心的前端有锋生作用。.3）热力结构：垂直向为上冷--中暖--下冷（暖心），而气旋是有暖变冷心结构。低层冷平流强度为普通暴雪的几倍；中低层存在条件性对称不稳定和对流不稳定。地面斜压带分析可跟踪锢囚锋的发展和演变。.4）空间结构：锢囚点高度在900-860hPa，锢囚锋高度逐渐增加。在锢囚时，冷暖空气的强弱决定着东西两侧冷锋的高度、陡度，较强锋面可达到500hPa。.5）气流空间结构：东北气流：干冷，随着高空气流从高层下沉，且从900hPa附近回流西进至降雪区域附近。东南气流：来自东北回流的冷空气经渤海增湿变性，它的高度位于东北冷空气之上960-850hPa之间。在500m上下，存在一支超低空偏东急流（风速约10m/s）。东南气流来源于渤海海面，暖湿；源于渤海北岸---陆地，减湿，甚至干冷。西南气流：暖湿，主要位于700-600hPa之间，风速约14-16m/s。西北气流：干冷，自900hPa侵入。.6）地形敏感性试验：渤海的有无对降雪量级、落区位置实验证明：渤海是降雪重要的水汽来源之一；太行山山脉的有无对华北东部暴雪量级 影响不大，但太行山高度抬高对山西北部降雪影响明显。燕山对于ａ-中尺度降雪量级、落区均无明显影响。但无燕山时，会造成北京地区β-中尺度锢囚锋降雪量明显减小。.7）与暴雨有所不同，在降雪过程中，高层位涡的高值没有明显下传。位涡在对流层的高值区主要集中在900-700hPa。等熵面上位涡与卫星TBB叠加可直观地跟踪大气的动热力过程。