薛博
(1.蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院,甘肅蘭州 730000;2.山西省長(zhǎng)治市氣象局,山西長(zhǎng)治 046000)
長(zhǎng)治2013年2月3日大到暴雪天氣過(guò)程分析
薛博1,2
(1.蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院,甘肅蘭州 730000;2.山西省長(zhǎng)治市氣象局,山西長(zhǎng)治 046000)
針對(duì)長(zhǎng)治市2013年2月3日大到暴雪天氣過(guò)程,從500hPa環(huán)流形勢(shì)、700hPa影響系統(tǒng)、地面氣壓場(chǎng)特征、物理量場(chǎng)的相對(duì)濕度垂直空間分布、fy-2c云圖演變特征進(jìn)行了綜合分析,得出結(jié)論:該次大到暴雪主要受500hpa西風(fēng)槽東移影響,700hpa西南急流為大到暴雪輸送了充沛的水汽,地面氣壓場(chǎng)受河套倒槽的控制,中低層空氣相對(duì)濕度大于80%處于近飽和狀態(tài),中尺度中低云團(tuán)東移是產(chǎn)生大到暴雪的主要因素。
大到暴雪;天氣形勢(shì);影響系統(tǒng);物理量場(chǎng);云圖
長(zhǎng)治市2013年2月3日普降大到暴雪,過(guò)程雪量平均為5.6mm。降雪主要時(shí)段集中在2日20h~3日08h。圖1顯示,強(qiáng)降雪主要分布于長(zhǎng)治市的東南部,中北部略少,其中潞城市、長(zhǎng)子縣、長(zhǎng)治縣、壺關(guān)縣、平順縣、屯留縣和沁源縣的雪量均在5.0mm以上。該次降雪為冬小麥的生長(zhǎng),增加土壤水分,減輕森林火險(xiǎn)壓力創(chuàng)造了非常好的條件,同時(shí)也給交通運(yùn)輸和城市交通都帶來(lái)很大影響,2日夜間到3日長(zhǎng)達(dá)近20個(gè)小時(shí)高速公路和機(jī)場(chǎng)封閉。大到暴雪天氣出現(xiàn)幾率遠(yuǎn)少于暴雨,預(yù)報(bào)難度較大,備受廣大氣象工作者所關(guān)注。王東勇等[1]對(duì)2004年末黃淮暴雪進(jìn)行了分析,指出在強(qiáng)降雪時(shí)近地面925hPa附近有很強(qiáng)的超低空急流;盛春巖等[2]利用對(duì)稱不穩(wěn)定對(duì)發(fā)生在山東的一次罕見暴雪進(jìn)行了診斷分析,認(rèn)為暴雪產(chǎn)生在對(duì)稱不穩(wěn)定大氣中;劉建軍等[3]則對(duì)“97.12”高原暴雪進(jìn)行了中尺度熱量和水汽收支診斷,得出非對(duì)流凝結(jié)降水起決定因素;宮德吉等[4]在對(duì)內(nèi)蒙古的大(暴)雪分析中得出了低空急流對(duì)暴雪的作用;張小玲等[5]對(duì)發(fā)生在高原地區(qū)的“96.1”暴雪的中尺度切變線的發(fā)生發(fā)展進(jìn)行了研究。本文對(duì)該次暴雪從500hPa環(huán)流形勢(shì)、700hPa影響系統(tǒng)、地面氣壓場(chǎng)特征、物理量場(chǎng)的相對(duì)濕度垂直空間分布、fy-2c云圖演變特征進(jìn)行了綜合分析,以期為大到暴雪天氣預(yù)報(bào)提供參考。
圖1 3日降雪量分布圖(單位:mm)
1.1500 hPa形勢(shì)分析
2日08 h500 hPa(圖2)顯示,鄂霍次克海到日本為一深厚的冷低槽,40°N以北的貝加爾湖到泰梅爾半島為龐大的暖高脊,新西伯利亞到我國(guó)新疆北部地區(qū)為一冷槽,中高緯呈現(xiàn)為穩(wěn)定的兩槽一脊型。河西走廊以北至四川盆地為一淺槽,槽前大于12m/s的西南氣流覆蓋陜西、山西以及我國(guó)西南地區(qū)東部。2日20h500hPa形勢(shì)比較穩(wěn)定(圖3),淺槽在東移過(guò)程中其前部西南氣流繼續(xù)加強(qiáng),太原和延安的西南風(fēng)速達(dá)到16m/s,加速了水汽的向北輸送,致使山西南部、陜西、河北南部、河南北部空氣濕度迅速增大,以上區(qū)域的T-Td值均少于2.5°C,為大到暴雪的形成提供了極為有利的環(huán)流形勢(shì)背景。
圖2 2日08h500hPa天氣形勢(shì)
圖3 2日20h500hPa天氣形勢(shì)
1.2700 hPa急流
圖4 2日08時(shí)700hPa形勢(shì)
圖5 2日20時(shí)700hPa形勢(shì)
本次大到暴雪的形成主要受40oN以南我國(guó)北槽南渦前部西南急流的影響。2日08h700hPa(圖4)分析表明,中高緯天氣形勢(shì)類同于500hPa兩槽一脊型。40oN以南我國(guó)北槽位于河西走廊一帶,300dagpm閉合低渦位于青海以及四川北部,渦槽前部大于12m/s的西南低空急流影響陜西、山西、四川盆地以及河南北部,造成暖濕空氣的輸送,為大到暴雪提供所需水汽。2日20h(圖5)北槽南渦打通形成南支冷槽,山西中南部仍受槽前西南低空急流區(qū)的控制。3日08h南支槽北端東移迅速,山西中南部轉(zhuǎn)受槽后西北氣流控制,降雪逐漸減弱停止。
1.3 地面氣壓場(chǎng)特征
地面氣壓場(chǎng)在降雪期間主要受河套地區(qū)倒槽的影響。從2 日08h、2日20h、3日08h三個(gè)時(shí)次平均地面氣壓場(chǎng)(圖6)分析,我國(guó)東北和巴湖地區(qū)分別為穩(wěn)定的冷高壓,兩個(gè)閉合高中心數(shù)值分別為1 040hPa、1 047.5hPa。河套地區(qū)到四川盆地為發(fā)展強(qiáng)盛的倒槽,由于東北冷高壓的不斷南伸(1 035hPa線南伸至20° N以南)阻擋,導(dǎo)致河套倒槽繼續(xù)加強(qiáng)向北伸展,陜西、山西受倒槽前部偏東、東南氣流控制,從2日20h到3日08h長(zhǎng)治市出現(xiàn)了連續(xù)性降雪。3日08h地面氣壓場(chǎng)發(fā)生調(diào)整,貝湖西部冷高壓不斷加強(qiáng)東移,迫使我國(guó)東部高壓迅速東移減壓,倒槽隨之減壓南退,降雪逐漸減弱。
圖6 2日08h、2日20h、3日08h地面平均氣壓場(chǎng)形勢(shì)特征
在冬末產(chǎn)生大到暴雪天氣必備條件是要有充沛的水汽條件。物理量場(chǎng)的相對(duì)濕度能夠較好的反映空氣中水汽含量,其值大小表明空氣距離飽和的程度,相對(duì)濕度愈大,空氣愈接近飽和狀態(tài)。圖7給出了本次大到暴雪期間2日08h、2日20h兩個(gè)時(shí)次平均1 000~100hPa相對(duì)濕度經(jīng)向(113°E)剖面圖。在33°~45° N,對(duì)流層中有兩個(gè)大的濕中心,第一個(gè)大的濕中心位于800hPa附近,中心值>90%;第二個(gè)大的濕中心位于200hPa附近,中心值>70%。從整個(gè)對(duì)流層相對(duì)濕度空間垂直結(jié)構(gòu)分布可見,大到暴雪期間有深厚的濕空氣層,尤其在36°N附近的500hPa層以下,中低層空氣一直處于近飽和狀態(tài),構(gòu)成了有利大到暴雪產(chǎn)生的濕度場(chǎng)垂直空間環(huán)境,而且最大濕中心與長(zhǎng)治大到暴雪落區(qū)近于一致。
圖7 2日08h、2日20h平均1 000~100hPa相對(duì)濕度徑向剖面圖(單位:%)
如前所述,該次大到暴雪主要受北槽南渦前部西南急流的影響,急流所在濕區(qū)不斷激發(fā)出中尺度中低云團(tuán)。降雪期間主要受兩個(gè)中尺度中低云團(tuán)相繼影響(圖8)。第一個(gè)中尺度中低云團(tuán)生成于華北南部,2日08~17h,在緩慢東移的過(guò)程中影響山西、河南及陜西大部地區(qū),此間長(zhǎng)治市產(chǎn)生連續(xù)性降雪。第二個(gè)中尺度中低云團(tuán)于2日21h中低云團(tuán)再次生成于河西走廊及青海地區(qū),該云團(tuán)主要受西南急流的牽引不斷加強(qiáng),并向東北擴(kuò)展開始影響長(zhǎng)治,近8個(gè)小時(shí)產(chǎn)生間斷性陣雪,3日06h云團(tuán)移出長(zhǎng)治,降雪結(jié)束。
圖8 2日08時(shí)~3日06時(shí)fy-2c云圖演變
該次大到暴雪天氣主要受500hPa河西走廊以北至四川盆地的東移淺槽影響。中低層700hPa西南低空急流為大到暴雪輸送了充沛的水汽,而且不斷激發(fā)出中低云團(tuán)。地面氣壓場(chǎng)受河套倒槽的控制,導(dǎo)致山西中南部持續(xù)受偏東東南氣流影響,產(chǎn)生連續(xù)性降雪。大到暴雪天氣過(guò)程中低層空氣相對(duì)濕度要大于80%處于近飽和狀態(tài),這樣有利于形成大到暴雪產(chǎn)生的濕度場(chǎng)環(huán)境。fy-2c衛(wèi)星云圖主要由兩個(gè)中尺度中低云團(tuán)相繼影響,是直接產(chǎn)生大到暴雪的主要因素。
[1]王東勇,劉勇,周昆.2004年末黃淮暴雪的特點(diǎn)分析和數(shù)值模擬[J].氣象,2006,32(1):30-35.
[2]盛春巖,楊曉霞.一次罕見的山東暴雪天氣的對(duì)稱不穩(wěn)定分析[J].氣象,2002,28(3):33-37.
[3]劉建軍,程麟生.“97.12”高原暴雪過(guò)程中尺度熱量和水汽收支診斷[J].氣象,2002,28(3):16-22.
[4]宮德吉,李彰俊.低空急流與內(nèi)蒙古的大(暴)雪[J].氣象,2002,27(12):3-7..
[5]張小玲,程麟生.“96.1”暴雪期中尺度切變線發(fā)生發(fā)展的動(dòng)力診斷I:渦度和渦度變率診斷[J].高原氣象,2000,19(3):285-294.
薛博,男,蘭州大學(xué)氣象學(xué)院,山西省長(zhǎng)治市氣象局,從事天氣預(yù)報(bào)研究工作。
P458
A
1003-5168(2014)04-0177-02