王安娜,呂 爽,付 雯,趙 玲
(綏化市氣象局,黑龍江 綏化152000)
黑龍江省每年的3-4月和10-11月,是冷暖空氣交替的活躍期,存在大量潛在不穩(wěn)定能量,較強的天氣系統(tǒng)會帶來較大的降水過程,2012年 3月16日和2012年3月 29日,綏化市出現(xiàn)了降水范圍和量級都比較大的降水天氣,2次過程對農業(yè)、交通等方面都造成一定的影響。
2012年3月16日00-20時,綏化市降水量8.0 mm、望奎8.4mm、慶安9.0mm、安達11.1mm、蘭西10mm。降雪分布特點是北部小,中南部偏多。
2012年3月29日08時-30日08時,綏化市降水量11 mm、望奎 14.8 mm、慶安 11.6 mm、明水 8.3 mm、海倫 15.7 mm、青岡14.5mm,綏棱12.8mm。本次降雪分布特點是中北部降雪量大,南部偏小。
這2次降水天氣均有利于土壤保墑,但由于雪后的溫度變化,發(fā)生了路面結冰,對交通產生了一定影響。
降水相態(tài)與溫度層結有一定的關系,3.16過程,高空500 hPa溫度低于-4℃,地面溫度始終處于0℃左右,降水時段(16日02時40分-13時30分)內,降水相態(tài)沒有變化,降水性質為雪。
3.29 過程,降水于3月29日11時36分開始,高空500 hPa為0℃線控制,地面溫度9℃左右,降水開始以雨為主。18時20分后轉為雨夾雪,此時高空500 hPa溫度-4℃控制,地面溫度下降至5℃ 左右。30日00時08分左右轉為雪,此時高空500 hPa溫度-8℃線控制,地面溫度下降到0℃以下。
這次降雪前期,中緯度500 hPa高度場一直維持著平直的緯向型環(huán)流,貝加爾湖西北的高緯度地區(qū)有高壓脊存在。15日 20時低渦中心位于 60°N、130°E附近,16日 08時低渦中心位置南壓至50°N、120°E附近。15日20時低層850 hPa高度場上貝加爾湖西北的高壓脊發(fā)展強烈,致使西伯利亞冷空氣開始向南爆發(fā)。15日20時-16日08時綏化市處于低渦前部西南氣流控制之下,低層水汽輸送帶形成。
28日20時中高緯500 hPa高度場為兩脊一槽的形勢,位于巴爾喀什湖附近有一個較強的高壓脊控制,貝加爾湖附近存在寬廣的槽區(qū),黑龍江省為較弱的高壓脊控制。在低層850hPa高度場上,貝加爾湖與巴爾喀什湖之間的高壓區(qū)內存在一個閉合中心,黑龍江省及內蒙北部地區(qū)處于槽前。隨著冷空氣的不斷南下,29日08時在500hPa高度場52°N、120°E附近形成一個閉合低渦中心,同時在850hPa高度場也存在一個低渦,中心位置位于48°N、122°E,綏化市處于低渦前部西南氣流區(qū)。
3.16 過程與3.29過程的地面形勢基本類似,在巴爾喀什湖東部與貝加爾湖之間存在閉合高壓中心,貝加爾湖廣大地區(qū)處于高壓前部偏北氣流區(qū),綏化市位于低壓前部西南氣流控制之下。從高空到地面配置看,3.16過程主要是由700 hPa以下較淺薄的影響系統(tǒng)在低層鋒區(qū)上產生波動的形勢下產生的,而3.29過程從500hPa到地面均存在閉合低值中心,且中心強度相對較大,系統(tǒng)維持時間也較長,對應降水時間跨度也較3.16過程要長。
3.16 過程,地面低壓附近的云系,完整成片。降水發(fā)生時,始終有大片云系覆蓋綏化市及周邊廣大地區(qū)。
3.29 過程,早在地面低壓尚未形成閉合中心時,有成片的低壓云系位于貝湖與蒙古國之間。28日14時地面低壓形成中心數值為1002.5hPa閉合中心時,主體云系位于低壓的東北部。隨著系統(tǒng)的發(fā)展,29日02時低壓云系散布在低壓外圍,呈碎塊狀,不成片。降水發(fā)生時,綏化市上空云覆蓋面積并不大,但在云系發(fā)展過程中,有一些塊狀云在行進中得以加強。
圖1 3.16過程渦度垂直剖面
圖2 3.29過程渦度垂直剖面
3.16 過程,從圖1可看出15日20時-16日20時,1000~200hPa渦度表現(xiàn)為上負下正的結構,0線從700~300hPa呈傾斜狀,500hPa以下整層表現(xiàn)為正渦度,這種結構有利于垂直運動的發(fā)展與高層輻散、低層輻合及降雪時間相對應。3.29過程,從圖2可看出28日20時-29日08時,渦度的垂直結構也表現(xiàn)為上負下正,29日14時-30日20時表現(xiàn)為大面積的正渦度區(qū),對降水的產生提供有利的條件。
圖3 3.16過程垂直速度剖面
圖4 3.29過程垂直速度剖面
從圖3-4可看出,3.16與3.29兩次過程中垂直上升運動的分布和演變相類似,均呈橢圓形、垂直分布,降水發(fā)生時段內垂直速度場整層都為負值,表示有很強的上升運動,最大垂直速度中心均位于500 hPa附近。
低層的水汽輻合是形成強降水的條件之一,從圖5可看出3.16過程水汽輻合主要集中在中低層。15日20時-16日20時最大輻合處于925 hPa的高度上。從圖6可看出,3.29過程的水汽主要集中在700 hPa以下,這樣有利于低層水汽聚積,29日08-20時大值區(qū)中心在925 hPa左右的高度上,說明水汽輸送帶處在中低層,在氣旋的作用下更有利于抬升凝結,對降水的貢獻非常大。
圖5 3.16過程水汽通量散度剖面
圖6 3.29過程水汽通量散度剖面
圖7 3.16過程相對濕度剖面
圖8 3.29過程相對濕度剖面
從圖7可看出,3.16降水過程相對濕度大值區(qū) (80%)位于925~700 hPa,700 hPa以上相對濕度較?。粡膱D8可看出,本次降水過程相對濕度大值區(qū)(70%)位于850~400 hPa。
(1)高空的冷空氣補充,是產生春季大雪的很重要的動力條件。地面存在一個發(fā)展的氣旋,在較強的偏南氣流控制下,水汽條件也比較充分。
(2)3.16過程是由700 hPa以下較淺薄的影響系統(tǒng)在低層鋒區(qū)上產生波動的形勢下產生的,而3.29過程是一個深厚的系統(tǒng),系統(tǒng)維持時間相對久,造成降水時間跨度也較大。由于溫度層結差異,3.16過程不存在降水相態(tài)變化,而3.29過程,先雨后雪。
(3)這2次過程的渦度垂直剖面均表現(xiàn)為整層大面積的正渦度區(qū)。垂直速度場均顯示出很強的上升運動。水汽通量散度剖面圖表明這2次過程的水汽輸送帶均處于中低層。從相對濕度的垂直時間剖面看,這2次過程的相對濕度大值區(qū)有所區(qū)別,3.16過程的大值區(qū)(80%)位于 925~700 hPa,3.29過程的大值區(qū)(70%)位于850~400 hPa。