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        石河子地區(qū)一次寒潮型暴雪天氣成因分析

        2016-12-20 08:19:04楊舉芳尹育紅
        新疆農(nóng)墾科技 2016年11期
        關(guān)鍵詞:東移石河子寒潮

        楊舉芳,尹育紅

        (石河子氣象局,新疆石河子832000)

        石河子地區(qū)一次寒潮型暴雪天氣成因分析

        楊舉芳,尹育紅

        (石河子氣象局,新疆石河子832000)

        受北方冷空氣和西南暖濕氣流的共同影響,從2015年12月10日白天至11日夜間,石河子墾區(qū)普遍出現(xiàn)小到中量的雨夾雪轉(zhuǎn)雪,安集海片區(qū)大量,烏蘭烏蘇和石河子市達(dá)暴量(過程降水量烏蘭烏蘇17.0 mm,石河子市17.2 mm),13日最低氣溫較11日下降12.6~14.8℃,日平均氣溫下降11.8~13.1℃。本文從影響系統(tǒng)、水氣、動(dòng)力條件等分析了此次寒潮暴雪天氣的主要成因?yàn)椋?00 hPa形勢南北2個(gè)低渦東移過程中打通使鋒區(qū)加強(qiáng);地面冷高雖是西路路徑,東移過程中不斷加強(qiáng),和蒙古高壓匯合后增強(qiáng);700 hPa 90%~100%高濕區(qū)長時(shí)間維持;較長時(shí)間的整層上升運(yùn)動(dòng)為暴雪提供強(qiáng)動(dòng)力;200 hPa高空急流長時(shí)間存在維持中低空的持續(xù)上升運(yùn)動(dòng)。

        寒潮暴雪;成因;石河子

        1 成因分析

        1.1影響系統(tǒng)

        1.1.1500hPa-南北2個(gè)低渦東移過程中打通使鋒區(qū)加強(qiáng)

        12月6日20時(shí)500 hPa天氣圖上(見圖1),巴倫支海有一低渦(中心值496 hPa),里黑海南面有一低渦(中心值548 hPa),從里海至新疆為緯向環(huán)流。從6日至8日,巴倫支海低渦不斷東移南下,黑海南面的低渦也不斷東移減弱,至9日08時(shí),巴倫支海低渦已移至烏拉爾山以東(中心值496 hPa,冷中心-36℃),并攜帶低槽,南端位于里咸海之間,里、黑海南面低渦東移減弱成槽,9日20時(shí),南北2支低槽匯合,鋒區(qū)明顯增強(qiáng),10個(gè)經(jīng)距內(nèi)有10根等高線。10日白天至11日白天,受這兩支低槽的共同作用,石河子墾區(qū)普遍出現(xiàn)小到中量的雨夾雪轉(zhuǎn)雪,安集海片區(qū)大量,烏蘭烏蘇和石河子市達(dá)暴量。

        1.1.2地面影響系統(tǒng)

        從7日20時(shí)至12日08時(shí)海平面氣壓實(shí)況圖分析(圖2):7日20時(shí)地面高壓中心(1 037.5 hPa)在黑海以西,蒙古地區(qū)也有一高壓中心(1 035.0 hPa),黑海以西的冷高不斷東移,10日08時(shí)移至咸海(中心值1 040.0 hPa),于11日20時(shí)與蒙古高壓匯合并加強(qiáng),中心位于巴爾喀什湖南(中心值1 042.5 hPa),呈緯向帶狀分布,長時(shí)間影響石河子墾區(qū),12日08時(shí),1042.5 hPa的高壓控制石河子,石河子墾區(qū)氣溫驟降,之后石河子墾區(qū)氣溫逐漸下降。

        1.1.3冷空氣源地及路徑—西方路徑

        從ECMWF粗網(wǎng)格預(yù)報(bào)的12月7日至10日20時(shí)的海平面氣壓場分析得出(圖3),影響石河子墾區(qū)的寒潮暴雪天氣的冷空氣源地在黑海以西,冷空氣沿著北緯40°附近東移入侵石河子墾區(qū)冷空氣路徑為西方路徑。

        圖1 2015年12月6日20時(shí)(左)和9日20時(shí)(右)500hPa高空實(shí)況

        圖212 月7日20時(shí)(左)至11日20時(shí)(右)地面冷高移動(dòng)路徑

        圖3 ECMWF粗網(wǎng)格預(yù)報(bào)12月7日至10日20時(shí)的海平面氣壓場

        1.2云圖特征

        圖412 月10日22時(shí)30分云圖

        12月9日白天石河子墾區(qū)陰天,市區(qū)氣溫較高,為-3.4~-1.8℃,氣溫日較差只有1.6℃,這種背景為冷空氣入侵達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)奠定了良好基礎(chǔ)。衛(wèi)星云圖可見(圖4),12月9日19時(shí)30分以后,在巴爾喀什湖西南不斷有云系生成,沿國境線東北移,東移過程中不斷南壓加強(qiáng),10日夜間大片亮溫很低的云系維持在石河子上空,該時(shí)段也是石河子墾區(qū)降雪最強(qiáng)的時(shí)段。11日16時(shí)30分后云系主體已移出石河子墾區(qū),墾區(qū)的降水也迅速減弱,17時(shí)后沒有出現(xiàn)有量降水。

        1.3雷達(dá)回波特征

        在石河子雷達(dá)掃描圖上(圖5),從10日09時(shí)33分至11日15時(shí)41分的組合反射率因子圖上可以看出,回波強(qiáng)度15~20 dbz一直處于安集海至石河子市一帶,下野地和莫索灣片區(qū)的回波強(qiáng)度多在0~15 dbz,雷達(dá)回波強(qiáng)度和降水的大值區(qū)一致。

        1.4診斷分析

        1.4.1水汽條件——700 hPa 90%~100%高濕區(qū)維持36 h

        從12月7日20時(shí)ECMWF細(xì)網(wǎng)格相對濕度預(yù)報(bào)上反映,700 hPa 10日08時(shí)90%~100%高濕區(qū)已經(jīng)進(jìn)入石河子墾區(qū),850 hPa相對濕度08時(shí)達(dá)60%~70%,08時(shí)沒有出現(xiàn)降水,至10日11時(shí),700 hPa相對濕度達(dá)100%,而且一直維持到11日20時(shí)才減小到90%。降水在9時(shí)30分以后出現(xiàn)并逐漸加大,有量的降水持續(xù)到11日17時(shí)。700hPa相對濕度預(yù)報(bào)的大值時(shí)段與降水時(shí)段相吻合。

        1.4.2動(dòng)力條件

        1.4.2.1垂直速度場-較長時(shí)間的整層上升運(yùn)動(dòng)為暴雪提供強(qiáng)動(dòng)力

        從12月7日20時(shí)T639垂直速度場預(yù)報(bào)分析,10日02時(shí)700~200 hPa都是上升運(yùn)動(dòng)。700 hPa的上升運(yùn)動(dòng)一直維持到11日20時(shí),最強(qiáng)值-32出現(xiàn)在11日08時(shí);500 hPa的上升運(yùn)動(dòng)一直維持到10日20時(shí),最強(qiáng)值-36出現(xiàn)在10日14時(shí);200hPa的上升運(yùn)動(dòng)一直維持到11日14時(shí),最強(qiáng)值-8出現(xiàn)在11日08時(shí);850 hPa的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)11日02時(shí)才進(jìn)入石河子墾區(qū),維持到11日14時(shí),最強(qiáng)值-24出現(xiàn)在11日02時(shí)。垂直速度場維持了較長時(shí)間的整層上升運(yùn)動(dòng),10日夜間是降雪最大時(shí)段。

        1.4.2.2ECMWF細(xì)網(wǎng)格200 hPa風(fēng)場-急流長時(shí)間存在維持中低空上升運(yùn)動(dòng)

        ECMWF細(xì)網(wǎng)格7日20時(shí)200 hPa風(fēng)場預(yù)報(bào)(見圖6),從10日08時(shí)~11日02時(shí)>40 m/s的急流軸一直維持,起到強(qiáng)的抽吸作用,使中低空上升運(yùn)動(dòng)長時(shí)間維持,有利于暴雪的產(chǎn)生。

        圖512 月10日9時(shí)33分(左)11日4時(shí)31分(右)石河子雷達(dá)回波

        圖6 ECMWF7日20時(shí)預(yù)報(bào)11日02時(shí)200 hPa風(fēng)場

        4 結(jié)論與討論

        4.12015年12月10至13日石河子寒潮暴雪成因

        通過對2015年12月10至13日石河子寒潮暴雪天氣過程的高空、地面影響系統(tǒng)、水汽和動(dòng)力等條件分析,本次天氣成因有6方面的原因:(1)500 hPa形勢南北2個(gè)低渦東移過程中打通使鋒區(qū)加強(qiáng);(2)地面冷高雖是由西路路徑,東移過程中不斷加強(qiáng),和蒙古高壓匯合后(中心值由1 037.5 hPa增強(qiáng)為1 042.5 hPa),呈緯向帶狀分布,長時(shí)間影響石河子墾區(qū);(3)700hPa90%~100%高濕區(qū)長時(shí)間維持(36h);(4)較長時(shí)間的整層上升運(yùn)動(dòng)為暴雪提供了強(qiáng)動(dòng)力;(5)200 hPa高空急流長時(shí)間存在,維持中低空的持續(xù)上升運(yùn)動(dòng);(6)天氣來臨前氣溫維持較高,地面冷高進(jìn)來時(shí)降溫幅度大,容易達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)。

        4.2預(yù)報(bào)難點(diǎn)分析

        石河子墾區(qū)冬季出現(xiàn)暴雪的幾率較小,尤其是在這種非典型寒潮環(huán)流形勢下出現(xiàn)大降水天氣,其大降水強(qiáng)度、落區(qū)不好掌握[1]。預(yù)報(bào)員習(xí)慣參考模式的預(yù)報(bào),但是各家模式對這次降水量預(yù)報(bào)量級均偏?。‥CMWF細(xì):3~11 mm,T639:0~9 mm;瑞萬思:4.2~11.0 mm;MOS:1.3~8.5 mm)。ECMWF細(xì)和瑞萬思誤差相對小些,T639和MOS誤差較大,各模式均未報(bào)出暴雪。在一般性降水預(yù)報(bào)中,各模式預(yù)報(bào)的降水量偏大幾率多,所以各家模式對暴雪的預(yù)報(bào)能力還比較差,預(yù)報(bào)員應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)對低渦天氣預(yù)報(bào)技術(shù)的研究,尋找出確定性的預(yù)報(bào)指標(biāo)以提高暴雪落區(qū)、落時(shí)和強(qiáng)度的預(yù)報(bào)能力。

        4.3預(yù)報(bào)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)體會(huì)

        充分利用高空、地面實(shí)況圖、雷達(dá)、云圖和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品及自動(dòng)站資料,認(rèn)真分析有利和不利天氣條件,密切跟蹤天氣變化,及時(shí)訂正預(yù)報(bào),及時(shí)發(fā)布預(yù)警可以彌補(bǔ)預(yù)報(bào)的不足,也可以收到較好的社會(huì)效益。

        [1]王秀琴,李四清.石河子墾區(qū)2010年12月4日寒潮暴雪天氣過程分析[J].新疆農(nóng)墾科技,2011(3):65-66.

        2016—08—05

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