劉俊卿 德吉白珍

（①西藏自治區(qū)人工影響天氣中心 ②西藏自治區(qū)氣象臺 西藏拉薩 850000）

西藏南部地區(qū)區(qū)域性暴雪天氣過程診斷分析

劉俊卿①德吉白珍②

（①西藏自治區(qū)人工影響天氣中心 ②西藏自治區(qū)氣象臺 西藏拉薩 850000）

文章利用常規(guī)的高低空氣象觀測資料、T639數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品以及衛(wèi)星云圖產(chǎn)品，對2013年2月16～18日西藏南部區(qū)域性暴雪天氣過程的環(huán)流背景、水汽條件及動力條件進(jìn)行了診斷分析。結(jié)果表明：此次西藏南部區(qū)域性暴雪天氣是由南支槽前西南風(fēng)風(fēng)速輻合，輸送暖濕水汽上青藏高原，以及北支槽分裂的短波槽南下共同作用的結(jié)果。物理量診斷分析表明，區(qū)域性暴雪過程期間，水汽通量、水汽通量散度場、散度場、渦度場和垂直運動場都反映出西藏南部邊緣存在大量水汽輸送和水汽輻合，上升運動較強(qiáng)，有利于暴雪天氣的形成。

西藏南部地區(qū)；區(qū)域性暴雪；診斷分析

引言

西藏南部暴雪天氣一般出現(xiàn)在10月至次年4月，主要受孟加拉灣和阿拉伯半島的低緯度系統(tǒng)以及南支槽的影響。南支槽前西南暖濕氣流北上高原，與北下的冷空氣匯合，在西藏南部極易形成暴風(fēng)雪天氣，其降雪強(qiáng)度往往達(dá)到暴雪、大暴雪，甚至是特大暴雪，造成災(zāi)害性天氣，導(dǎo)致房屋被壓垮，暴雪天氣出現(xiàn)強(qiáng)烈降溫，致使道路結(jié)冰而中斷，同時厚厚的積雪掩蓋牧草，大量牲畜因無法覓食而死亡等，給當(dāng)?shù)厝嗣竦纳敭a(chǎn)、牧業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、電力和通訊設(shè)施等帶來了極大的損害。

青藏高原暴雪天氣強(qiáng)度和落區(qū)的預(yù)報一直是氣象工作者關(guān)注的焦點，如：戴加冼[1]、鄒進(jìn)上[2]、林志強(qiáng)[3]、楊志剛[4]分別就西藏高原雪災(zāi)氣候規(guī)律進(jìn)行了分析；普布卓瑪[5]對西藏高原雪災(zāi)中期成因進(jìn)行了研究；朱富康等[6]對藏南暴雪過程的水汽圖像進(jìn)行了分析；何曉紅[7]、林建[8]、周倩[9]對2008年10月26～28日由孟加拉灣風(fēng)暴引發(fā)的西藏暴雪雨天氣過程進(jìn)行了分析。2013年1～2月西藏南部陸續(xù)發(fā)生了四次暴雪天氣，均由南支槽引發(fā)，尤以2月16～18日的強(qiáng)度最大、范圍最廣,其中聶拉木最大降雪量達(dá)到72mm(超歷史同期極值——2007年2月14日51.6mm)。本文在分析2013年2月16～18日西藏南部區(qū)域性暴雪天氣背景和影響系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用常規(guī)的高低空氣象觀測資料、T639數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品以及衛(wèi)星云圖產(chǎn)品針對強(qiáng)降雪的水汽和動力條件等進(jìn)行分析，探討此次強(qiáng)降雪過程的形成及其發(fā)展成因。

1 天氣過程概述

1.1 天氣實況

2013年2月16～18日西藏大部分地區(qū)出現(xiàn)了降雪，其中南部各地均出現(xiàn)了暴雪天氣，降雪量在13～109mm之間。其中暴雪最強(qiáng)落區(qū)位于日喀則西南部聶拉木一帶，聶拉木16～18日最大積雪深度達(dá)到86cm；尤其是2月16日聶拉木最大降雪量72mm。期間日喀則地區(qū)南部出現(xiàn)了11級以上的大風(fēng)天氣（其中16日聶拉木26.4m/s，極大風(fēng)速38.2m/s）。此次暴雪天氣不僅影響區(qū)域廣，且強(qiáng)度大，導(dǎo)致西藏南部交通、供水供電、通訊網(wǎng)絡(luò)中斷，部分地方房屋坍塌，造成了較為嚴(yán)重的損害。

1.2 影響系統(tǒng)分析

2013年2月16～18日500hPa形勢場上中高緯度呈兩槽一脊型，歐洲和我國東北為低壓槽區(qū)，里海至巴爾喀什湖一帶為脊區(qū)，高原南側(cè)伊朗高壓和西太平洋副高之間為較寬廣的低壓槽區(qū)；15日南支槽位于65°E附近，北支槽底部不斷分裂出短波槽，在穩(wěn)定的強(qiáng)西風(fēng)氣流引導(dǎo)下東移南下影響西藏高原。16日08時（見圖1a）南支槽加深，在印度半島形成閉合低壓，中心值為556hPa；17日20時（見圖1b），巴爾喀什湖底部低壓槽繼續(xù)南伸；同時伊朗高壓退至47°E，副高西伸至112°E，南支槽北上影響高原。由于高原處于南支槽槽前西南氣流控制區(qū)，槽前暖濕氣流為高原的水汽輸送創(chuàng)造了條件；同時與南下的短波槽共同作用為暴雪過程提供了有利的天氣背景。

另外，從高低空急流的配合看（見圖1）：15日8時開始，西藏南部上空有一支西南-東北走向的低空急流，風(fēng)速在12m/s以上。同時，從15日20時開始，200hPa高度場上高空急流維持在高原腹地30-35°N附近，風(fēng)速＞40m/s。2月16日8時西風(fēng)急流軸風(fēng)速增大至60m/s以上，2月17日8時風(fēng)速達(dá)到最大，為70m/s。

圖1 2013年2月16～18日500hPa環(huán)流場特征（a.16日08時；b.17日20時；陰影區(qū)為高空急流區(qū)）

2 物理量診斷分析

2.1 水汽條件分析

暴雪過程期間，500hPa水汽通量大值區(qū)位于印度半島東部至中南半島西北部，配合南支槽前西南氣流將水汽輸送到西藏高原。水汽通量大值區(qū)在16日20時開始逐漸增強(qiáng)，于17日8時達(dá)到最強(qiáng)，中心＞8g·hPa-1·cm-1·s-1。另外，研究[10-12]表明，暴雪的落區(qū)及強(qiáng)度與底層水汽通量散度關(guān)系更為密切。分析500hPa水汽通量散度場發(fā)現(xiàn)，15日8時～16日8時，西藏西南部以及印度半島處于弱的負(fù)值區(qū)，阿拉伯海有一低值中心，中心＜-2×10-8g·hPa-1·cm-2·s-1；整個高原16日20時上午（見圖2a）500hPa水汽通量散度均為負(fù)值，在日喀則至青?，敹嘁粠в幸坏椭抵行?，中心＜-4×10-8g·hPa-1·cm-2·s-1。而400hPa以上水汽通量散度為正值，正值中心位于孟灣北部至仲巴一帶，其中心＞4×10-8g·hPa-1·cm-2·s-1，由此說明仲巴—聶拉木一線低層呈水汽積聚、高層則呈水汽散失的狀態(tài)，有利于水汽的上升運動。對應(yīng)時段，暴雨雪主要出現(xiàn)在水汽通量輻合中心西南側(cè)，聶拉木、普蘭、帕里降雪較為集中，12小時降雪量分別占過程降雪量的67%、60%和61%，降雪落區(qū)和強(qiáng)度與500hPa水汽通量散度負(fù)值相對應(yīng)。17日8～20時（見圖2b和圖2c），500hPa水汽通量散度負(fù)值區(qū)有所東移，中心位于云貴川一帶，90°E以西為弱的正值區(qū)，西藏的東南部處于負(fù)值區(qū)；200hPa水汽通量散度場上，整個高原均為正值區(qū)。此時90°E以西地區(qū)降雪減弱，而以東地區(qū)降雪明顯增強(qiáng)，其中錯那和察隅17日8時～20時的降雪量分別占過程降雪量的68%和55%。18日8時（見圖2d）500hPa水汽通量散度負(fù)值區(qū)移出西藏高原，高原上降水結(jié)束。分析可知，高低層水汽通量散度差的大值區(qū)與降雪中心基本重合，說明大量水汽在南支槽前氣流引導(dǎo)下向高原輸送并在西藏南部形成輻合，是造成此次強(qiáng)降雪的主要原因。

圖2 2013年2月16～18日水汽通量散度（單位：10-8·g·hPa-1·cm-2·s-1）

2.2 動力條件分析

2.2.1 散度場

圖3為暴雪過程期間散度場剖面圖。16日20時（見圖3a），80°E～85°E之間500～400hPa為輻合區(qū)，中心（＜-12×10-5s-1）位于500hPa、80°E附近，400hPa以上為輻散區(qū)，輻散最大中心（＞45×10-5s-1）位于200hPa、80°E附近，說明聶拉木附近高層上空為強(qiáng)烈輻散，而且高空輻散明顯大于低層輻合，高（200hPa）低（500hPa）層的輻散差值較大；相應(yīng)時段16日20時～17日8時聶拉木的降雪量達(dá)65.5mm，高低層散度差大值區(qū)與暴雪的落區(qū)趨于一致?？梢姷蛯虞椇稀⒏呖蛰椛⒌呐渲脤Ρ┭┑男纬蓸O為有利。17日8時（見圖3b）高層輻散仍較強(qiáng)，中心位于82°E（中心值＞42×10-5s-1），但80°E～85°E低層輻合較前一時段減弱，因此8時以后聶拉木的降雪減弱。17日20時（見圖3c）隨著系統(tǒng)東移，500hPa低層輻合有所增強(qiáng)，但高層輻散減弱8×10-5s-1，高低層散度差明顯減弱，90°E以西的降雪也明顯減弱，90°E以東的高低層散度差明顯增大，最大達(dá)22×10-5s-1，該區(qū)域的降水明顯增強(qiáng)。17日8時～20時察隅降雪達(dá)12mm，并繼續(xù)維持。可見，高低層散度差越大越有利于降雪的發(fā)展和維持，高低層散度差大的區(qū)域?qū)?yīng)強(qiáng)降雪發(fā)生地域。

圖32013 年2月16～18日散度垂直剖面（單位：10-5·s-1）

圖4 2013年2月16～18日渦度的垂直剖面（單位：10-6·s-1）

2.2.2 渦度場

圖4為暴雪期間渦度場剖面圖。16日20時（見圖4a），80°E～86°E之間從低層到高層均為正渦度區(qū)，200hPa上空有兩個正渦度中心，位于76°E和84°E附近，中心值分別＞24×10-6·s-1和＞18×10-6·s-1；86°E以東整層為負(fù)渦度區(qū)且等渦度線密集，渦度梯度非常大，說明負(fù)渦度平流較強(qiáng)。17日8時（見圖4b）隨著系統(tǒng)東移，80°E-90°E基本上都為正渦度區(qū)，強(qiáng)度較前12小時明顯增強(qiáng)，400hPa出現(xiàn)了正渦度中心，強(qiáng)降雪落區(qū)上空均受正渦度區(qū)控制，且強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。400hPa和200hPa分別有正渦度中心（＞32×10-6·s-1和＞56× 10-6·s-1），位于83°E～84°E附近，該區(qū)域?qū)?yīng)時段的降雪最強(qiáng)。17日20時（見圖4c）系統(tǒng)繼續(xù)移動，80°E左右上空受負(fù)渦度控制，正渦度中心移至88°E左右，其中心值＞42×10-6·s-1，因此西部的降水明顯減弱，東部的降水明顯增強(qiáng)。18日8時（見圖4d），85°E以西基本受負(fù)渦度區(qū)控制，以東正渦度區(qū)明顯減弱，東部的降雪也趨已結(jié)束?？梢姡瑴u度愈大愈有利于降雪系統(tǒng)的維持，對應(yīng)的區(qū)域為強(qiáng)降雪發(fā)生的地域。

2.2.3 垂直速度

圖5為暴雪期間垂直速度ω剖面圖。16日20時開始（見圖5a），ω從低層到高空均為負(fù)值，中心位于400hPa，80°E～84°E之間，中心值＜-40×10-2hPa·s-1；同時西藏南部位于喜馬拉雅山南坡，由于地形抬升對暴雪天氣的形成有一定的促進(jìn)作用。對應(yīng)16日20時～17日8時聶拉木的降雪量達(dá)65.5mm，由此可見，強(qiáng)降雪的落區(qū)與強(qiáng)上升運動區(qū)關(guān)系較為密切。17日8時（見圖5b），隨著系統(tǒng)東移，垂直速度中心相應(yīng)東移至87°E附近，中心值＜-40×10-2hPa·s-1。此時，對應(yīng)的強(qiáng)降雪區(qū)域也東移，降雪強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，錯那17日8時～20時降雪量達(dá)12mm。17日20時（見圖5c），隨著南支槽的繼續(xù)東移北抬，垂直速度場中心移至90°E附近，中心值＜-40×10-2hPa·s-1，且垂直速度線較為密集。90°E以西垂直速度較小，上升運動較差，降雪明顯減弱。而90°E以東的降雪繼續(xù)維持。18日8時（見圖5d），西藏南部整層的垂直速度場大幅度減弱，降雪結(jié)束?？梢姡怪彼俣鹊膹?qiáng)度與強(qiáng)降雪區(qū)域關(guān)系密切，垂直速度的時空變化對強(qiáng)降雪區(qū)域有很好的指示作用。

圖5 2013年2月16～18日垂直速度的垂直剖面（單位：10-2·hPa·s-1）

3 FY-2E紅外云圖演變特征

從FY-2E紅外云圖的發(fā)展演變看（見圖6），15日南支槽系統(tǒng)活躍，為高原輸送較為充沛的水汽。20：00開始（見圖6a），南疆地區(qū)上空有對流云團(tuán)生成。16日8時（見圖6b），南支槽東移北抬和400hPa對流層中部冷空氣入侵加劇了大氣不穩(wěn)定的發(fā)展，在阿里西北部有零散的對流云團(tuán)生成。16日20時（見圖6c）,北支槽南壓，高原上的云團(tuán)連成一片，且云團(tuán)強(qiáng)度增強(qiáng)，在西藏西南部有較強(qiáng)的對流云團(tuán)，TBB值＜-50℃生成，導(dǎo)致該區(qū)域出現(xiàn)短時強(qiáng)降雪天氣。17日8時（見圖6d），高空風(fēng)速明顯增大，高原上空生成南支槽帶狀云系并向東北方向移動；17日20時（見圖6e），南支槽帶狀云系移至青海境內(nèi)，其尾部云塊仍影響西藏南部邊緣，西藏高原西南部降雪明顯減弱。到18日8時（見圖6f），云系完全移出西藏高原，南部降雪過程結(jié)束。

圖6 2013年2月16～18日紅外云圖演變特征

4 結(jié)論

①2013年2月16～18日西藏南部邊緣區(qū)域性暴雪天氣是南支槽前西南風(fēng)風(fēng)速輻合，輸送暖濕水汽上西藏高原和和北支槽分裂的短波槽南下共同作用的結(jié)果；高低空急流的配置有利于暴雪在高原的發(fā)生發(fā)展。

②高低層水汽通量散度差的大值區(qū)與降雪中心重合，進(jìn)一步說明南支槽前氣流引導(dǎo)水汽向高原輸送并在西藏南部形成輻合是強(qiáng)降雪形成的有利條件。

③強(qiáng)降雪區(qū)域高低層散度差大、正渦度較強(qiáng)和垂直速度較大都反映出西藏南部存在水汽輻合，上升運動較強(qiáng)盛，為暴雪天氣的發(fā)生創(chuàng)造了動力條件。

④從衛(wèi)星云圖的演變可以判斷暴雪演變趨勢，能夠準(zhǔn)確預(yù)報強(qiáng)降雪區(qū)的位置及變化。

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Analysison the diagnostic of regionalsnow storm weather process in Southern Tibet

Liu Jun-qing①DejiBaizhen②

(①ArtificialModificationWeather Centerof Tibet,Lhasa 850000,Tibet;
②Meteorologicalstation of Tibet,Lhasa850000,Tibet)

The circulationbackground,water vapor condition and dynamic conditions of the regional snow storm weather process in South-Tibeton February 16～18 in 2013were synthetically analyzed by using the routineupper and surfacemeteorological data,the physical quantity field data of T639 numerical forecast and satellite cloud images.The results showed that theregional snow storm was caused by the front south-westwind speed convergence of Southern Branch Trough leading to the warm currentmoving into the Tibetan Plateau and the short wave trough of North Branch Trough divisionmoving to south.Physical quantities diagnostic analysis showed that therewerewatervapor flux,water vapor flux divergence field,divergence field,vorticity field and verticalmotion field during the regional snow storm process indicating the existence of a large amountofwater vapor transport and convergence at the edge of the Southern Tibetand strong risingmovement.These are favorable conditions for the formation ofsnow storm weather in the region.

Southern Tibet;regionalsnow storm;diagnosisanalysis

10.16249/j.cnki.54-1034/c.2016.02.006

P458.121.1

A

1005-5738（2016）02-037-008

[責(zé)任編輯：張建偉]

2016-08-16

劉俊卿，女，漢族，河北石家莊人，西藏自治區(qū)人工影響天氣中心高級工程師，主要研究方向為大氣物理與人工影響天氣。