楊振忠,楊 狄,白玉蘭
(鶴崗市氣象局,黑龍江 鶴崗 154100)
2010年3月15日暴雪個(gè)例分析
楊振忠,楊 狄,白玉蘭
(鶴崗市氣象局,黑龍江 鶴崗 154100)
通過對(duì)2010年3月15日02時(shí)~16日02時(shí)黑龍江省東北部出現(xiàn)的大范圍暴雪天氣過程的天氣形勢(shì)、影響系統(tǒng)、高低空急流、地形抬升、冷空氣、數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品等因素的綜合分析,提出了產(chǎn)生此類暴雪天氣的天氣學(xué)診斷模型,以及出現(xiàn)預(yù)報(bào)偏差的原因進(jìn)行分析。
區(qū)域性暴雪;高低空急流;地形作用;低壓倒槽
2010年3月15日02:00至16日02:00,黑龍江省出現(xiàn)了區(qū)域性強(qiáng)降雪天氣。牡丹江、佳木斯、鶴崗、雙鴨山、雞西5地市出現(xiàn)暴雪,黑龍江省除大興安嶺、黑河外其它地區(qū)大部為大雪。最大降水中心在佳木斯,降水量為14.3 mm,位于黑龍江東北部。本文從高空鋒區(qū)、急流、水汽輸送、云圖特征對(duì)本次暴雪天氣過程進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,討論了最大降雪出現(xiàn)在黑龍江的東北部而不是東南部的原因。
大范圍暴雪天氣是在有利的大尺度環(huán)流背景下產(chǎn)生的。500 hPa14日08:00到15日20:00,內(nèi)蒙低槽受到阻高引導(dǎo)的極地冷空氣沿貝湖槽南下,南北兩槽合并使得蒙古低壓迅速加強(qiáng)北上,15日08:00進(jìn)入黑龍江境內(nèi)。受高空冷空氣引導(dǎo),地面蒙古低壓也不斷加強(qiáng)東移,逐漸與東海低壓合并成為一條南北向的低壓帶,使槽前西南暖濕氣流顯著加強(qiáng),有利于對(duì)流層中部的水汽輸送,并給中低空影響系統(tǒng)的發(fā)展和北抬提供了有利的環(huán)流形勢(shì)條件。14日08:00至15日08:00該低壓帶使遼寧東部和吉林大部普降暴雪和雨夾雪,隨著高空槽北上,良好的水汽通道消失,15日白天降水基本結(jié)束,然而這時(shí)高空槽已經(jīng)到達(dá)內(nèi)蒙東部,500 hPa冷渦中心位于 120°E、45°N附近,并且已經(jīng)加強(qiáng)成渦,同時(shí)低壓北部進(jìn)入黑龍江境內(nèi),影響黑龍江南部(見圖1),在高空冷渦和地面低壓的共同影響下,產(chǎn)生了較強(qiáng)的東風(fēng)氣流,東風(fēng)氣流直接從日本海引導(dǎo)暖濕氣流進(jìn)入黑龍江東北部,造成黑龍江大部產(chǎn)生大雪天氣[1],并在佳木斯附近產(chǎn)生暴雪天氣。
圖1 15日08∶00高空和低空形勢(shì)(左圖為500 hPa高空,右圖為1000 hPa低空)
在該次降雪過程中,隨著天氣系統(tǒng)的演變,高低空急流的配置也發(fā)生著顯著變化。14日20:00高空急流中心位于123°E、45°N,中心風(fēng)力56 m/s,低空急流中心位于渤海灣至遼寧東部,中心風(fēng)力16 m/s,此時(shí)的高低空配置正好為遼寧、吉林產(chǎn)生暴雪天氣創(chuàng)造了良好的動(dòng)力條件和水汽條件,隨著高空槽的加強(qiáng)北移,高空急流也逐漸北移,至15日08:00高空急流核已經(jīng)移到 130~140°E、43~47°N,中心風(fēng)力 58 m/s。 原來位于渤海灣至遼寧東部的低空急流以及失去高空環(huán)流背景而逐漸減弱直至消失,至15日08:00在日本群島、日本海一帶建立新的東南-西北向的低空急流,該低空急流的建立為黑龍江省東北部建立了新的東風(fēng)暖濕氣流輸送帶,同時(shí)在急流的出口處產(chǎn)生風(fēng)速的輻合[2],為該區(qū)的暴雪的產(chǎn)生創(chuàng)造了動(dòng)力條件和水汽條件。
14日20:00正渦度中心位于吉遼蒙三省交界處119°E、45°N,隨著冷渦向北移動(dòng),正渦度中心在 15日08:00位于黑吉蒙三省交界處 122°E、47°N,中心值 6×10-5/s(見圖 2 左圖),可見冷渦的強(qiáng)度已經(jīng)不再增加,并且從此時(shí)的渦度平流分析(圖2右圖)可以看出,冷渦中心已經(jīng)出現(xiàn)負(fù)渦度平流,而在黑龍江東北部的133°E、47°N附近卻出現(xiàn)正渦度平流中心,說明該處有鋒生,冷渦中心向此處移動(dòng),而且該處正與實(shí)況暴雪中心對(duì)應(yīng),所以渦度平流項(xiàng)對(duì)降水的重要天氣預(yù)報(bào)具有重要指示意義。
圖2 15日08∶00 850 hPa渦度和渦度平流(左圖為渦度,右圖為渦度平流)
從850 hPa溫度平流和濕度平流分析可以看出14日20:00位于吉林、遼寧附近的暖濕氣流已經(jīng)減弱,然而受到高空冷渦和地面低壓的共同影響,在15日08:00位于日本海附近135°E、45°N處生成強(qiáng)的溫度平流中心和水汽平流中心,該中心正好與日本海低空急流相對(duì)應(yīng),該急流源源不斷的將暖濕氣流從日本海輸送到黑龍江東部,并且在該處產(chǎn)生強(qiáng)烈的風(fēng)速輻合,是在該處產(chǎn)生暴雪的一個(gè)主要原因。又由于黑龍江東部自東向西為三江平原向小興安嶺的過度地形,該風(fēng)向正好與地形形成輻合,地形的抬升作用又進(jìn)一步加大了低層水汽的輻合上升運(yùn)動(dòng),加大了該區(qū)域的降水[3],特別是鶴崗的地形特點(diǎn)最為明顯,在這種天氣形勢(shì)下,對(duì)鶴崗的降水最為有利。
14日20:00的紅外云圖(見圖3左圖)上可以清晰地分辨出云區(qū)的北邊界為300 hPa急流的位置,在其前部是由混合性云組成的云帶恰好是500,700 hPa高空槽的冷空氣一側(cè)。在500,700 hPa高空槽云系的前部有弱的云帶,它與700 hPa大濕度區(qū)和西南急流相對(duì)應(yīng),從水汽圖上可以看出,黑龍江境內(nèi)的水汽條件已經(jīng)大大降低,所以該紅外系圖的亮溫雖然很好,但由于該云系主要由中高云組成,故黑龍江境內(nèi)降水很小,多數(shù)地區(qū)沒有產(chǎn)生降水。在15日08:00的紅外云圖(見圖3右圖)上可以看出,雖然云系已經(jīng)減弱,亮溫降低,但由于高空槽進(jìn)一步東移,并在日本海建立起低空急流,致使低層水汽充沛,低云發(fā)展旺盛,所以此時(shí)降雪加大,而且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),這一點(diǎn)可以從15日白天的可見光云圖清晰的看出。
圖3 紅外云圖(左圖為14日20∶00,右圖為15日08∶00)
(1)南方氣旋東移北上強(qiáng)烈發(fā)展和500 hPa南北2支高空槽合并,是造成該次強(qiáng)降雪的主要影響系統(tǒng)。850 hPa東南低空急流為黑龍江東北部產(chǎn)生暴雪提供了充足的水汽來源;低空輻合、高空輻散配置形勢(shì)的強(qiáng)烈抽吸作用以及低空急流和高空急流的耦合作用為暴雪提供了強(qiáng)有利的上升動(dòng)力條件;強(qiáng)冷空氣東移南下與暖濕空氣的交綏作用,使得系統(tǒng)強(qiáng)烈發(fā)展,觸發(fā)了強(qiáng)降雪的發(fā)生。
(2)通過對(duì)各家數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果分析,可見目前數(shù)值預(yù)報(bào)能力較強(qiáng),預(yù)報(bào)精度較高,尤其是對(duì)大尺度區(qū)域性降水的預(yù)報(bào)效果較為理想,多家數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果基本一致,具有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用。這次降水的東風(fēng)暖濕氣流的作用,在數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品中也有較好的提示作用,但預(yù)報(bào)與實(shí)況相比仍存在某些差異,例如對(duì)強(qiáng)降水的量值預(yù)報(bào)以及系統(tǒng)邊緣位置的降水落區(qū)和梯度預(yù)報(bào)還存在一些不足之處,在今后的應(yīng)用當(dāng)中還要仔細(xì)地加以訂正。
[1]胡中明,周偉燦.我國(guó)東北地區(qū)暴雪形成機(jī)理的個(gè)例研究[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào),2005,28(5):679-684.
[2]袁美英,張桂華,葛梅.黑龍江大(暴)雪與2001年春季大(暴)雪分析[J].黑龍江氣象,2002(4):20-23.
[3]朱乾根,林錦瑞,壽紹文,等.天氣學(xué)原理與方法[M].北京:氣象出版社,2005.
March 15,2010 A Case Study of Blizzard
Yang Zhen-zhong,Yang Di,Bai Yu-lan
(Hegang Municipal Meteorological Bureau,Heilongjiang Hegang 154100)
a heavy snow event occured at 02 am 15th to 02 am 16th on the 15th March,2010 in northeast Heilongjiang Province we analyzed the process of weather conditions,the affecting system,lower level jet,terrain elevation,cold air,numerical weather prediction products,and put forward such a heavy snow weather produce diagnostic model,and the cause of forecast deviation.
regional heavy snow ;lower level jet;terrain elevation;cyclone trough
P458.1+2
A
1002-252X(2010)03-0008-02
2010-6-6
楊振忠(1961-),男,黑龍江省鶴崗市人,齊齊哈爾大學(xué),本科生,工程師.