孟上，孫啟振，張訓(xùn)途，李百超

（1.國家海洋環(huán)境預(yù)報中心，北京100081；2.山東省濟(jì)南市氣象局，山東濟(jì)南250031；3.黑龍江省氣象局，黑龍江哈爾濱150036）

南極中山站短期天氣預(yù)報制作及典型個例分析

孟上1，孫啟振1，張訓(xùn)途2，李百超3

（1.國家海洋環(huán)境預(yù)報中心，北京100081；2.山東省濟(jì)南市氣象局，山東濟(jì)南250031；3.黑龍江省氣象局，黑龍江哈爾濱150036）

重點介紹了目前中山站氣象預(yù)報使用的各種數(shù)據(jù)資料，包括實況分析和數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品；從天氣學(xué)方面分析了影響站區(qū)天氣的不同尺度天氣系統(tǒng)和天氣形勢分析技術(shù)；通過分析利用各種預(yù)報及實況信息，得出中山站地區(qū)短期天氣預(yù)報的制作流程，歸納了中山站天氣預(yù)報的方法和步驟；最后以中山站冬季典型的晴天、降雪和雪暴天氣過程為例，總結(jié)了3種天氣過程的預(yù)報經(jīng)驗：當(dāng)中山站附近地區(qū)受高壓控制時，天氣晴好，氣溫下降；當(dāng)氣旋鋒面掃過站區(qū)時產(chǎn)生降雪，氣旋減弱填塞以后，降雪過程結(jié)束；當(dāng)站區(qū)東部存在阻擋氣旋東移的高壓壩時，氣旋會對站區(qū)產(chǎn)生持續(xù)的影響，帶來極低能見度的雪暴天氣。本文對南極沿岸科考站天氣預(yù)報業(yè)務(wù)具有一定參考價值。

南極；中山站；短期天氣預(yù)報

1 引言

隨著南極氣象學(xué)的發(fā)展，人們對影響南極沿岸的天氣系統(tǒng)了解越來越多，對南極氣象學(xué)的研究也逐漸深入。世界上多個國家都在大力發(fā)展南極數(shù)值天氣預(yù)報模式，以期更好地為各國南極考察提供強(qiáng)有力的氣象保障。

我國南極中山站（76°22′E，69°22′S）建于1989年，位于東南極普里茲灣（Prydz bay）埃默里冰架（Amery ice shelf）邊緣的拉斯曼丘陵（Larseman hills），站區(qū)天氣主要受普里茲灣氣旋和極地高壓的影響。南極地區(qū)的天氣預(yù)報需要在充分了解當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c的基礎(chǔ)上進(jìn)行，比如來自南極冰蓋的下降風(fēng)，就極具當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c。我國關(guān)于南極中山站的氣候狀況已有很多研究，張林[1]給出了南半球和南極地區(qū)天氣的基本特征，并總結(jié)了一些預(yù)報經(jīng)驗；卞林根等[2]對中山站所在的拉斯曼丘陵短期氣候特征進(jìn)行了初步分析。

此外，還有很多關(guān)于中山站氣候特點和年平均氣象要素分布特征的研究[3-8]。關(guān)于中山站大風(fēng)過程和氣溫特點，胡勝利[9]歸納了4種造成中山站大風(fēng)的天氣形勢；許淙等[10-11]初步探討了中山站地區(qū)風(fēng)要素變化與大氣環(huán)流的關(guān)系，并對中山站地區(qū)冬季的低溫及增暖天氣進(jìn)行了天氣學(xué)分析。郭進(jìn)修[12]指出普里茲灣沿海常受氣旋、鋒面以及鋒面云系的影響。雪暴天氣是中山站重要的災(zāi)害性天氣，給南極科考帶來很多困難。胡勝利[13]對中山站一次強(qiáng)風(fēng)暴過程進(jìn)行了分析，許淙等[14]對中山站地區(qū)的吹雪和雪暴天氣進(jìn)行了統(tǒng)計和天氣學(xué)分析研究，說明了中山站地區(qū)吹雪和雪暴天氣的特點。

短期天氣預(yù)報是指未來72 h的預(yù)報。由于南極氣象資料缺乏和天氣變化迅速，中山站的天氣預(yù)報目前只做未來48 h預(yù)報。關(guān)于南極大陸的天氣氣候狀況和天氣預(yù)報狀況，已有專著從理論方面和實踐角度進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述[15-17]，但尚未有針對中山站地區(qū)天氣預(yù)報方法的專門研究。

本文首先介紹在中山站能夠獲得的各種數(shù)據(jù)資料，然后討論影響中山站的天氣系統(tǒng)及其分析技

術(shù)，再簡要地歸納出中山站天氣預(yù)報的方法和步驟。最后，通過中山站冬季具有代表性的晴天、降雪和雪暴的預(yù)報實例，闡述制作短期天氣預(yù)報的過程。

2 可用的預(yù)報資料和數(shù)據(jù)

南極中山站可用于天氣預(yù)報的資料有3類：一是中山氣象臺的地面氣象觀測數(shù)據(jù)；二是中山站L/ X雙波段衛(wèi)星接收系統(tǒng)實時接收的衛(wèi)星云圖；三是通過互聯(lián)網(wǎng)獲取的各類數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品。

近幾年，隨著對南極大氣環(huán)流狀況研究的深入、模式分辨率的提高，以及南極地區(qū)氣象觀測資料的日漸豐富，南極地區(qū)的數(shù)值天氣預(yù)報模式在模擬南極大氣環(huán)流和天氣系統(tǒng)方面有了許多顯著的改善[18]。中山站氣象預(yù)報員可以每天登錄相關(guān)網(wǎng)站獲取最新預(yù)報圖表和資料，結(jié)合地面實時觀測數(shù)據(jù)和衛(wèi)星云圖制作天氣預(yù)報。

下面分別介紹這些參考資料和預(yù)報產(chǎn)品。

2.1 澳大利亞氣象局發(fā)布的實況圖

中山站常用的實況分析圖來自澳大利亞氣象局（Bureau of Meteorology，BOM），每日兩次的印度洋平均海平面氣壓圖（Mean Sea Level Pressure，MSLP）①http://www.bom.gov.au/australia/charts/indian_ocean.shtm l（見圖1）和南半球500 hPa高度圖②http://reg.bom.gov.au/products/IDX 0008.shtm l（圖略）。澳大利亞氣象局還提供全球數(shù)值天氣預(yù)報模式（Global Assim ilation Prediction model，GASP）的數(shù)值預(yù)報圖③http://reg.bom.gov.au/australia/charts/southern/gmslp.012.shtm l，預(yù)報產(chǎn)品包括MSLP和1000—500 hPa厚度預(yù)報。

圖1 澳大利亞氣象局發(fā)布的印度洋MSLP分析圖

2.2 美國的南極中尺度預(yù)報系統(tǒng)資料

美國南極中尺度預(yù)報系統(tǒng)（Antarctic Mesoscale Prediction System，AMPS）④http://www.mmm.ucar.edu/rt/w rf/amps/由俄亥俄州立大學(xué)及科羅拉多大學(xué)合作開發(fā)，每天兩次提供南極數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品。該系統(tǒng)使用為極地地區(qū)優(yōu)化的PolarWRF（Weather Research and Forecasting）模式，模式初始場來源于美國國家環(huán)境預(yù)報中心（NCEP）Aviation Model(AVN)，模式輸出既有形勢預(yù)報圖，也有針對南極特定考察站的要素預(yù)報產(chǎn)品。

該預(yù)報系統(tǒng)可分區(qū)域進(jìn)行不同分辨率的嵌套計算。在羅斯海的羅斯島（Ross Island）及其附近區(qū)域分辨率最高，為1.7 km。中山站可使用“Davis/ Maw son”（見圖2）區(qū)域的預(yù)報產(chǎn)品，分辨率為15 km。預(yù)報產(chǎn)品除了地面、高空及探空數(shù)據(jù)外還提供特定南極站點（包括中山站）的氣象要素預(yù)報。預(yù)報要素包括溫度（2m）、露點溫度、地面風(fēng)向、風(fēng)速（10m）、高度表撥定值（單位為英寸汞柱）、700 hPa的垂直速度、高層溫度、降水量等。

通過中山站實測數(shù)據(jù)的對比和預(yù)報實踐，發(fā)現(xiàn)AMPS對溫度和氣壓的趨勢及強(qiáng)天氣過程預(yù)報比較準(zhǔn)確，但風(fēng)速預(yù)報值偏大，在實際預(yù)報業(yè)務(wù)中需要注意。

2.3 我國的南極數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)

2011年6月，國家海洋環(huán)境預(yù)報中心引進(jìn)美國極地中尺度大氣數(shù)值模式PolarWRF，建立了南極數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)，應(yīng)用于南極天氣預(yù)報業(yè)務(wù)。該數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)使我國的極地考察天氣預(yù)報能力得到明顯改善。

該數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)產(chǎn)品包括平均海平面氣壓（MSLP）、3 h降水量、風(fēng)場、溫度場、濕度場及各等壓面位勢高度等，模式最高水平分辨率為3.33 km，預(yù)報時效為96 h。對該系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)報檢驗發(fā)現(xiàn)，氣壓和風(fēng)速預(yù)報效果較好，濕度次之，溫度的預(yù)報值較實測值偏低，但各要素均能滿足日常預(yù)報需要。圖3為我國南極數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)預(yù)報產(chǎn)品示例。

2.4 衛(wèi)星云圖

圖2 AMPS預(yù)報系統(tǒng)的預(yù)報圖（引自http://www.mmm.ucar.edu/rt/w rf/amps/）

圖3 我國的南極數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)預(yù)報產(chǎn)品

中山站于2010年2月安裝了X/L雙波段衛(wèi)星接

收系統(tǒng)[19]，其中L波段可以接收NOAA系列衛(wèi)星的數(shù)據(jù)；X波段可以接收地球觀測系統(tǒng)（Earth Observing System，EOS）系列衛(wèi)星Terra和Aqua的數(shù)據(jù)。

該衛(wèi)星接收系統(tǒng)可以生成的圖像產(chǎn)品包括：可見光云圖、紅外云圖、云的屬性（包括云頂高度、云頂溫度、云頂氣壓、云量、云型）、表層氣壓、海表和陸表溫度、水汽和溫度廓線、對流層高度（見圖4）等，很大程度上豐富了對南極大氣狀況的了解和認(rèn)識，有利于天氣分析和預(yù)報。此外，該衛(wèi)星接收系統(tǒng)在海冰監(jiān)測和葉綠素監(jiān)測中也有重要作用，可以用于物理海洋學(xué)、海洋生物學(xué)等方面的研究。

2.5 其他預(yù)報資料

其他可用的數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品還有：1）西班牙氣象研究所（OGIMET）的周預(yù)報圖⑤http://www.ogimet.com/tabla_predTS.phtm l?lang=en（預(yù)報數(shù)據(jù)源于NOAA的全球預(yù)報系統(tǒng)（Global Forecast System，GFS））；2）歐洲中期天氣預(yù)報中心（ECMWF）的南半球10天預(yù)報圖⑥http://www.ecmw f.int/products/forecasts/d/charts/medium/determ inistic，由于ECMWF全球預(yù)報模式在南極地區(qū)分辨率較低，適用于大尺度環(huán)流分析和南半球西風(fēng)帶氣旋的預(yù)報。

南極中山氣象臺安裝有自動氣象站，觀測要素有風(fēng)向風(fēng)速、溫度、相對濕度、氣壓、日照時間、輻射、水汽壓、露點，人工觀測項目有云量、云狀、天氣現(xiàn)象、能見度等。

圖4 中山站L和X波段衛(wèi)星接收系統(tǒng)制作的衛(wèi)星云圖（2010年9月18日）

3 短期天氣預(yù)報的制作

中山站氣象預(yù)報員每天負(fù)責(zé)接收、處理衛(wèi)星云圖，監(jiān)視天氣變化，并登錄相關(guān)網(wǎng)站獲取最新預(yù)報

圖表，制作天氣預(yù)報。

3.1 天氣形勢分析

制作中山站短期天氣預(yù)報，首先需要了解當(dāng)?shù)靥鞖庑蝿菁疤攸c。南半球天氣系統(tǒng)的移動與高空引導(dǎo)氣流有關(guān)。引導(dǎo)氣流越強(qiáng)，天氣系統(tǒng)移動速度越快；天氣系統(tǒng)緯向移速還與大氣長波振幅有關(guān)，振幅小則東移速度快，振幅大移動慢，甚至可能停止或倒退（西移），形成阻塞形勢。一旦形成阻塞一般可持續(xù)數(shù)天，甚至數(shù)周[20]。

影響中山站的天氣系統(tǒng)主要是鋒面氣旋。鋒面氣旋發(fā)展的主要階段是在一個準(zhǔn)靜止鋒面上有小的擾動，隨著擾動的增強(qiáng)，形成環(huán)流及冷、暖鋒。當(dāng)冷鋒的移速比暖鋒快、追上暖鋒時，形成錮囚鋒。衛(wèi)星云圖上云帶出現(xiàn)明顯的螺旋結(jié)構(gòu)，氣旋達(dá)到成熟階段，不再繼續(xù)發(fā)展[21]，然后逐漸進(jìn)入消散階段。

鋒面氣旋中心附近風(fēng)速較大，靠近中心的鋒面移動較快，遠(yuǎn)端移動較慢。鋒面移動速度取決于鋒面兩側(cè)風(fēng)速垂直于鋒面的分量大小。在南半球，當(dāng)鋒面呈南北向時，冷鋒從西南到東北的移速較快；當(dāng)鋒面呈東西走向時，冷鋒從南向北的移速較慢。暖鋒的移速較慢，無一定規(guī)律。對于發(fā)展中的鋒面氣旋，隨著暖鋒的移動，掃過的地區(qū)溫度和濕度會升高，依次出現(xiàn)高云、中云、低云，并會產(chǎn)生降水。在鋒面氣旋中，1000—500 hPa厚度場低值區(qū)對應(yīng)著低溫區(qū)。中山站地區(qū)的降水大多數(shù)情況是受鋒面氣旋暖鋒的影響。特別需要關(guān)注的是氣旋的再生，有時趨于消亡的氣旋當(dāng)其內(nèi)部溫度對比重新增大，對稱的溫壓場結(jié)構(gòu)受到破壞，氣旋就會重新發(fā)展。對于普里茲灣北部的氣旋來說，氣旋再生的主要方式是兩個錮囚氣旋合并加強(qiáng)。

南半球中尺度天氣系統(tǒng)一般為幾千米至幾百千米，時間尺度為數(shù)小時至一天。由于其空間、時間尺度較小，地面實況圖中顯示不出來，但可通過衛(wèi)星云圖監(jiān)測到。中尺度氣旋經(jīng)常給南極沿岸考察站帶來強(qiáng)風(fēng)和暴雪天氣。中尺度氣旋一般在極鋒南部、天氣尺度低壓西部發(fā)展，離鋒面氣旋云系較遠(yuǎn)。中尺度氣旋的形成跟冷空氣爆發(fā)有關(guān)，例如來自南極大陸的下降風(fēng)到達(dá)海洋上空可能導(dǎo)致中尺度氣旋的產(chǎn)生。

分辨率較高的數(shù)值模式（例如AMPS）能夠預(yù)報特定區(qū)域范圍內(nèi)中尺度氣旋的發(fā)生發(fā)展。衛(wèi)星云圖可用來判斷中尺度氣旋的移動和發(fā)展變化。

天氣形勢的分析方法：

1）形勢分析：首先對天氣形勢有總體的把握，關(guān)注氣旋中心的位置、強(qiáng)度、移動路徑和發(fā)展階段（加深還是填塞）；冷鋒、暖鋒及錮囚鋒的位置、移動方向和速度等。500 hPa位勢高度場主要關(guān)注南極大陸高壓和副熱帶高壓的相對位置、是否會形成阻塞形勢。

2）實況分析：依據(jù)本站氣壓變化趨勢和氣溫變化判斷天氣系統(tǒng)的移入和移出情況。利用自動氣象站的3h變壓，分析天氣系統(tǒng)的移動速度和強(qiáng)度。

3）衛(wèi)星云圖：利用連續(xù)的衛(wèi)星云圖，關(guān)注氣旋的移動、鋒面云系的范圍和位置，判斷是否有中尺度氣旋生成，重點關(guān)注未來6 h影響站區(qū)的中尺度氣旋。

4）數(shù)值預(yù)報：利用高空、地面數(shù)值預(yù)報圖綜合分析環(huán)流背景及天氣系統(tǒng)。依據(jù)天氣學(xué)知識，參考各類數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品明確預(yù)報思路。

3.2 天氣預(yù)報制作

中山站天氣預(yù)報的主要內(nèi)容是天氣、風(fēng)和氣溫。根據(jù)南極預(yù)報工作經(jīng)驗，總結(jié)出不同氣象要素的預(yù)報參考依據(jù)。

天氣現(xiàn)象的預(yù)報主要是天空狀況和降水，主要根據(jù)天氣系統(tǒng)的情況來分析判斷。

風(fēng)的預(yù)報，因為站區(qū)的風(fēng)受地形影響較大，預(yù)報時要不斷積累經(jīng)驗。當(dāng)氣旋中心距離站區(qū)較近時，冬季風(fēng)速最大可達(dá)12級以上。當(dāng)風(fēng)速較大的時候，風(fēng)向一般都是偏東；風(fēng)速較小時風(fēng)向不穩(wěn)定。當(dāng)中尺度氣旋移至站區(qū)南側(cè)，風(fēng)向短時偏西或偏南。天氣晴好時，夜間下降風(fēng)較強(qiáng)。

氣溫的預(yù)報，當(dāng)云量較多時，一般氣溫較高；晴天有日照時氣溫較高，夜間氣溫降低。氣溫的預(yù)報與天氣現(xiàn)象有關(guān)，天氣預(yù)報準(zhǔn)確，氣溫才可能預(yù)報準(zhǔn)確。

制作預(yù)報單時要重點關(guān)注天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展變化情況，以及天氣系統(tǒng)的強(qiáng)度、移動路徑及移動速度，這樣才能準(zhǔn)確預(yù)測壞天氣的影響時間。天氣預(yù)報的結(jié)論應(yīng)該簡潔明確，重點強(qiáng)調(diào)危險天氣過

程。此外，應(yīng)及時檢驗預(yù)報結(jié)果，分析查找預(yù)報失誤的原因；還要經(jīng)常留意臨近測站的觀測報告（例如澳大利亞的莫森站和戴維斯站⑦h(yuǎn)ttp://data.aad.gov.au/aadc/aws/）。

圖5 2010年7月2日12時和7月3日00時南半球500 hPa分析場（引自：http://data.aad.gov.au/aadc/aw s/）

4 短期天氣預(yù)報實例分析

中山站地區(qū)冬季典型的強(qiáng)天氣過程是強(qiáng)降溫、降雪和雪暴。本文利用2010年南半球冬季的3次典型過程分析說明天氣預(yù)報的思路。

4.1 晴空降溫

2010年7月4日中山站氣象觀測實況：晴，最低氣溫-29.4℃，日平均氣溫為-27.9℃。

首先，從500 hPa高空圖（見圖5）上看到，2日和3日普里茲灣上空環(huán)流比較平直，極地高壓偏向東南極一側(cè)，且比較穩(wěn)定。因此，預(yù)測地面天氣系統(tǒng)緯向移動性較強(qiáng)，一般不會強(qiáng)烈發(fā)展。

從1—3日的MSLP實況分析圖（見圖6）看到，1日下午位于普里茲灣北部的氣旋于2日東移出站區(qū)。2日下午另一個氣旋快速移至普里茲灣西側(cè)，3日上午移動到普里茲灣北部，中心氣壓由962 hPa升至972 hPa，處于減弱填塞階段。氣旋移出后，移動性高壓脊南伸至南極大陸邊緣。中山站地區(qū)受高壓脊影響，預(yù)測天氣晴好。

從AMPS預(yù)報圖（圖略）也可以看出，自7月3日00時（UTC，下同）開始的未來42 h內(nèi)，普里茲灣地區(qū)受南極高壓控制，天空狀況為無云或少云的晴朗天氣。因此，7月4日做出的預(yù)報為晴天，考慮到?jīng)]有云層覆蓋，地面有效輻射較強(qiáng)，預(yù)報氣溫下降。

7月4日的天氣實況與預(yù)報結(jié)果吻合。7月4日10:29的衛(wèi)星云圖（見圖7）亦可看到普利茲灣大部區(qū)域都是晴朗少云。

4.2 降雪天氣

2010年9月27日中山站夜間有大雪，28日全天降雪和大風(fēng)，上午有吹雪。

從500 hPa高空圖（見圖8）可以看到，東南極的大氣環(huán)流為經(jīng)向型，槽、脊發(fā)展強(qiáng)烈。受高壓脊的阻擋，對應(yīng)的地面天氣系統(tǒng)南壓到南極大陸邊緣。由9月25—27日印度洋MSLP實況圖（見圖9）可

見，普里茲灣西北方向的氣旋一路南下，強(qiáng)度持續(xù)加強(qiáng)；澳大利亞西南部的高壓阻礙著氣旋向東移動。27日00時氣旋位于普里茲灣，等壓線密集，該氣旋給中山站帶來明顯降雪過程。衛(wèi)星云圖亦顯示（圖略）9月27日氣旋云系已經(jīng)到達(dá)普里茲灣上空，中山站先是密卷云等高云移入，之后云系加厚，天氣轉(zhuǎn)陰。隨著云系的向南發(fā)展，普里茲灣的降雪形勢逐漸形成，實況出現(xiàn)大風(fēng)和降雪。

衛(wèi)星云圖（見圖10）顯示，強(qiáng)氣旋在28日夜間減弱填塞，降雪過程結(jié)束。

圖6 2010年7月1日12時至7月3日印度洋MSLP分析場（引自：http://data.aad.gov.au/aadc/aws/）

圖7 NOAA18紅外云圖

4.3 雪暴天氣

雪暴是指大風(fēng)席卷飛雪，地面到幾百米上空水平能見度均小于1000m甚至10m，而且難以辨別雪是從天而降還是被風(fēng)吹起的惡劣天氣現(xiàn)象。雪暴天氣多在南極冬季出現(xiàn)。

2010年9月14—19日中山站連續(xù)5天降雪，造成站區(qū)大量積雪，平均厚度接近1m。而且，14—16日每天有雪暴發(fā)生，這是受氣旋持續(xù)影響產(chǎn)生的強(qiáng)降雪和強(qiáng)風(fēng)天氣過程。

12—13日500 hPa位勢高度場（見圖11）顯示，普里茲灣發(fā)展的高壓脊使低緯度的暖濕空氣向高緯地區(qū)大量輸送。由9月11—13日的MSLP實況圖（見圖12）可見，11日位于40°E附近的氣旋在東移過程中逐漸加強(qiáng)，12日移至普里茲灣西側(cè)，氣旋強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)（中心氣壓為946 hPa）。13日普里茲灣受氣旋暖鋒的影響開始降雪，預(yù)計這個深厚的氣旋系統(tǒng)必將會給站區(qū)帶來強(qiáng)的降雪和大風(fēng)。此外，12日

在低緯度40°S附近還有一個氣旋，由于受到高壓脊的阻擋，有加深南移的趨勢。一旦兩個氣旋匯合，低緯暖濕空氣與高緯度的冷空氣交匯，可能形成更強(qiáng)的氣旋。因此，預(yù)測普里茲灣將產(chǎn)生連續(xù)陰雪。

AMPS的降水量/MSLP預(yù)報圖（圖略）也顯示了同樣的天氣形勢預(yù)報，即14日下午低壓中心移至普里茲灣上空附近，降雪強(qiáng)度很大。由于暖鋒帶來暖濕空氣，中山站的氣溫還將會持續(xù)升高。此外，強(qiáng)的氣壓梯度也會使站區(qū)風(fēng)速大增。

圖8 2010年9月26日12時和9月27日00時南半球500 hPa分析場（引自：http://data.aad.gov.au/aadc/aw s/）

圖9 2010年9月25日12時至9月27日00時印度洋MSLP分析場（引自：http://data.aad.gov.au/aadc/aws/）

13日夜間紅外云圖（見圖13）顯示氣旋云系位

于普里茲灣上空，此時天氣實況有吹雪。另外，由云圖可見南北兩個氣旋云系有明顯連通、合并，南落后再次加強(qiáng)的趨勢。

圖10 2010年9月28日NOAA系列衛(wèi)星紅外云圖

圖11 2010年9月12日12時和9月13日00時南半球500 hPa分析場

5 小結(jié)

南極中山站是我國南極科學(xué)考察的重要基地。隨著我國南極科學(xué)考察事業(yè)的發(fā)展，對氣象預(yù)報的需求越來越多，對預(yù)報精度的要求越來越高。因此，氣象預(yù)報員不僅承受的壓力大，面臨的挑戰(zhàn)更大。

本文利用各種天氣預(yù)報圖和衛(wèi)星云圖，分析高空地面天氣形勢，歸納了中山站冬季典型的晴天降溫、降雪和雪暴等3類天氣過程的特點：1）當(dāng)中山站附近地區(qū)受高壓控制時，天氣晴好，地面有效輻射較強(qiáng)，氣溫下降；2）當(dāng)站區(qū)受發(fā)展中的氣旋系統(tǒng)影響時，氣旋鋒面掃過會產(chǎn)生降雪。氣旋減弱填塞以后，降雪過程結(jié)束；3）當(dāng)站區(qū)受高壓脊控制時間較

長，并在普里茲灣東部形成高壓壩時，易使低緯度的暖濕空氣向高緯地區(qū)大量輸送，并阻擋氣旋東移，有利于氣旋發(fā)展。此時，氣旋會對站區(qū)產(chǎn)生持續(xù)影響，帶來強(qiáng)降雪與強(qiáng)風(fēng)和極低能見度的雪暴天氣。

基于南極中山站多年天氣預(yù)報的實踐經(jīng)驗和研究成果，本文認(rèn)為在中山站制作短期天氣預(yù)報時，要充分利用能夠收集到的各種數(shù)據(jù)資料，包括國內(nèi)外的各種數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品，還要綜合運用天氣學(xué)知識和各種分析技術(shù)，確定影響中山站的天氣形勢及天氣類型，不斷摸索站區(qū)天氣的規(guī)律，積累經(jīng)驗。本文總結(jié)的天氣預(yù)報經(jīng)驗可供制作南極沿岸站點天氣預(yù)報時參考。

圖12 2010年9月11日12時至9月13日00時印度洋MSLP分析場

圖13 2010年9月13—14日NOAA系列衛(wèi)星紅外云圖

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Short-rangeweather forecastand typical cases study at Zhong Shan station, Antarctic

MENG Shang1，SUNQi-zhen1，ZHANG Xun-tu2，LIBai-chao3
（1.NationalMarine Environmental Forecasting Center，Beijing 100081China；2.JinanMeteorologicalBureau,Jinan 250031China；3.HeilongjiangMeteorologicalBureau，Harbin 150036 China）

Meteorological support is increasingly important as China's Antarctic scientific expedition is proceeding.Based on the experience and research of weather forecasting at Zhongshan station formany years, the method of the operational weather forecast at Zhongshan Station is summarized.Firstly,the analysis charts and numerical forecast products are described,and the impact of weather systems w ith different scales on the station is analyzed;secondly,the short-range weather forecast methods and steps at Zhongshan Station are concluded;finally,the forecasting experience for three typical types ofweather process in w inter at Zhongshan Station are summed up,including clear sky,snow fall and snow blizzard process.When the Zhongshan Station is not affected by cyclones,it should be clear and the temperature should drop under the high pressure control. Snow appearswhen the frontal cyclone swept the station area,and ends after the cyclone weakened.Cyclones w ill have a sustained impact on the station area and produce low visibility weather snow blizzard when there is presence of high dam blocking cyclone eastward.This article is a reference to weather forecasting for expedition along the coastof theAntarctic continent.

Antarctic；Zhongshan station；short-rangeweather forecast

P732.4

A

1003-0239（2015）05-0069-11

2014-10-31

國家自然科學(xué)基金（41206185，41076128）；國家極地專項（CHINARE 2014-04-01）

孟上（1962-），女，工程技術(shù)帶頭人，本科，主要從事極地水文氣象預(yù)報研究工作。E-mail：mengshang@nmefc.gov.cn

10.11737/j.issn.1003-0239.2015.05.009