魏璐璐

摘要利用高空地面觀測資料、歐洲數(shù)值預(yù)報(bào)，結(jié)合CINRAD/SB多普勒天氣雷達(dá)產(chǎn)品，對2016年11月21—22日發(fā)生在三門峽市的大暴雪天氣過程的形成機(jī)制和過程特征進(jìn)行了總結(jié)分析，結(jié)果表明：500 hPa低槽、700 hPa低槽帶切變線配合地面強(qiáng)冷空氣是產(chǎn)生三門峽市大暴雪天氣的有利天氣形勢配置；11月份暖濕氣流比較強(qiáng)盛，雪中的液態(tài)水含量較多，易出現(xiàn)暴雪或大暴雪。雷達(dá)資料顯示，源源不斷的30 dBz強(qiáng)回波的維持以及“列車效應(yīng)”是產(chǎn)生大暴雪的重要原因。11月份，當(dāng)雷達(dá)回波頂高達(dá)到 11 km時(shí)，三門峽市出現(xiàn)打雷現(xiàn)象，這是冬季極其少見的。

關(guān)鍵詞大暴雪；環(huán)流形勢；物理量場；雷達(dá)產(chǎn)品

中圖分類號S161.6；P458文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2017）11-0161-03

AbstractBased on the data of high altitude ground observation， European numerical forecast and CINRAD /SB Doppler weather radar， the formation mechanism and process characteristics of the heavy snowstorm process in Sanmenxia City in November 21-20， 2016 were analyzed.The results showed that the 500 hPa low trough， 700 hPa low trough shear line and ground strong cold air were favorable weather conditions for the occurrence of heavy snowstorm in Sanmenxia City.Warm and humid air flow in November was relatively strong， the liquid water content in the snow was more，which was prone to snowstorm or heavy snowstorm.Radar data showed that the maintenance of a steady stream of 30 dBz strong echo and "train effect" was an important reason for the occurrence of heavy snowstorm.In November， Sanmenxia City appeared thunder phenomenon when the radar echo top reached 11 km，which was extremely rare in winter.

Key wordsHeavy snowstorm；Circulation situation；Physical field；Radar products

暴雪是三門峽市冬季主要災(zāi)害性天氣之一，降雪形成的積雪和道路結(jié)冰給交通、電力等部門造成了嚴(yán)重影響，也給人們的生產(chǎn)生活和出行帶來不便。許多學(xué)者對暴雪進(jìn)行了研究，并取得了一定的研究成果[1-5]。丁棟生等[4]對冬季一次“雷打雪”過程進(jìn)行分析，指出上干冷、下暖濕是這種現(xiàn)象出現(xiàn)的大尺度背景；楊柳等[5]分析認(rèn)為，暴雪產(chǎn)生在對稱不穩(wěn)定的大氣中，對稱不穩(wěn)定是暴雪發(fā)生和發(fā)展的一種動力機(jī)制。筆者利用高空地面觀測資料、歐洲數(shù)值預(yù)報(bào)，結(jié)合CINRAD/SB多普勒天氣雷達(dá)產(chǎn)品，分析2016年11月21—22日發(fā)生在三門峽市的大暴雪天氣過程，以期為今后暴雪的預(yù)報(bào)提供參考依據(jù)。

1過程概況

2016年11月21—22日三門峽全市出現(xiàn)了大范圍雨雪天氣過程，21日08∶00—22∶00三門峽市大部分地區(qū)出現(xiàn)小雨天氣，降雨量分別為三門峽站3.9 mm、靈寶站2.3 mm、澠池站4.6 mm，盧氏站無降水。21日22∶00至22日夜里，三門峽全市出現(xiàn)大暴雪，降雪主要集中在22日白天，降雪量分別為三門峽站22.9 mm、靈寶站25.7 mm、澠池站29.4 mm、盧氏站22.2 mm。降雪期間最大雪深分別為三門峽站25 cm、靈寶站26 cm、澠池站29 cm、盧氏站15 cm。此次降雪過程三門峽站、靈寶站、澠池站刷新1981年以來雪深極值記錄。1981—2015年雪深極值分別為三門峽站17 cm、靈寶站15 cm、澠池站22 cm、盧氏站23 cm。此次過程同時(shí)伴有打雷和強(qiáng)降溫現(xiàn)象。20—22日三門峽站、靈寶站、澠池站、盧氏站最低氣溫48 h內(nèi)分別下降10.7、10.5、11.7、12.0 ℃，最低氣溫分別為三門峽站-4.4 ℃、靈寶站-5.3 ℃、澠池站-5.1 ℃、盧氏站-5.5 ℃，均達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)。盧氏在21日13∶43出現(xiàn)雷電，持續(xù)10 min。

此次暴雪天氣過程造成三門峽靈寶市陽平鎮(zhèn)、陽店鎮(zhèn)、焦村鎮(zhèn)、蘇村鄉(xiāng)、西閆鄉(xiāng)、朱陽鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的338座菌類（香菇、羊肚菌等）養(yǎng)殖大棚，35間彩鋼房以及8個(gè)豬、雞、羊等養(yǎng)殖圈舍不同程度倒塌，凍死羊9只。受災(zāi)人口691人，香菇等菌類受災(zāi)面積8.5 hm2，成災(zāi)面積6.0 hm2。另外，大雪還造成澗西區(qū)建設(shè)村康樂市場、八一路市場、蘇村鄉(xiāng)集貿(mào)市場、故縣鎮(zhèn)棗香市場、澗東區(qū)東關(guān)市場等5個(gè)市場大棚棚頂坍塌，面積約5 000 m2。此次災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失280余萬元，其中農(nóng)業(yè)損失200萬元，基礎(chǔ)設(shè)施損失80萬元。

2環(huán)流特征分析

2.1高空形勢從圖1可看出，11月21日08∶00，500 hPa在蘭州到成都有一低槽，700 hPa相比500 hPa略有滯后，是一個(gè)前傾槽，850 hPa在撫順—邢臺—長治—銅川—寶雞有一冷切變線，三門峽市處在槽前、切變線南邊西南暖濕氣流里，有利于降水產(chǎn)生[6]。到22日08∶00，500 hPa低槽東移至長武—寶雞—廣元一線，700 hPa低槽和500 hPa低槽位置相近，700 hPa在河南省境內(nèi)民權(quán)—許昌—盧氏一帶有一切變線發(fā)展生成，中層輻合明顯，有利于強(qiáng)降水產(chǎn)生[7]。因此受低槽前偏南氣流和700 hPa切變線共同影響，22日白天三門峽市降雪持續(xù)且加大，全市出現(xiàn)了大暴雪。到22日20∶00，500 hPa低槽東移減弱，三門峽市處在平直西風(fēng)氣流里，700 hPa低槽減弱，切變線東移南壓，三門峽市處于切變線北部偏北氣流里，隨著降水系統(tǒng)過境，三門峽市降水也逐漸減弱結(jié)束。

2.2地面形勢11月21日08∶00（圖2a），在貝加爾湖西側(cè)有一冷高壓，冷中心強(qiáng)度達(dá)1 060 hPa，三門峽市處在冷高壓底部，在邢臺—洛川有一冷鋒，三門峽市處在冷鋒前降水區(qū)里，有利于降水產(chǎn)生。到22日20∶00（圖2b），隨著冷高壓不斷東移南壓，三門峽市逐漸轉(zhuǎn)受冷高壓控制，降水逐漸結(jié)束。

此次冷空氣較強(qiáng)，地面冷高壓中心達(dá)1 060 hPa，達(dá)到三門峽市秋季1 045 hPa以上寒潮指標(biāo)，20—22日三門峽市出現(xiàn)了48 h寒潮。由于此次冷空氣過強(qiáng)，冷暖氣流交匯，對流發(fā)展旺盛，使得三門峽市南部盧氏境內(nèi)出現(xiàn)了短暫打雷現(xiàn)象[8]。

3物理量場分析

3.1相對濕度從11月21日08∶00 850 hPa相對濕度（圖3a）上看，三門峽市處在大濕區(qū)里，相對濕度達(dá)100%，水汽處于飽和狀態(tài)，有利于降水產(chǎn)生，到22日08∶00（圖3b），三門峽市仍然處于100%的大濕區(qū)中，但大濕區(qū)一直在向東南方向移動。到了22日夜間，大濕區(qū)移出三門峽市，降水結(jié)束。

3.2渦度場22日08∶00 700 hPa，三門峽市處在10×10-5s-1正渦度區(qū)里（圖4），也就是說三門峽市處在水汽輻合上升氣流里，有利于降水產(chǎn)生[9]。

4雷達(dá)產(chǎn)品特征分析

4.1組合反射率演變特征降水粒子的相態(tài)是影響雷達(dá)回波強(qiáng)度的主要因子之一，因而，冬季的降雪過程雷達(dá)回波強(qiáng)度一般都不強(qiáng)。根據(jù)三門峽市降雪雷達(dá)回波特征指標(biāo)，當(dāng)組合反射率強(qiáng)度達(dá)15 dBz時(shí)就能產(chǎn)生降雪。而此次降雪過程雷達(dá)回波強(qiáng)度最大達(dá)35 dBz，回波強(qiáng)度維持在35 dBz，這是比較少見的，也是這次降雪過程能夠達(dá)到如此量級的原因之一。

此外，分析這次過程雷達(dá)組合反射率演變（圖5）發(fā)現(xiàn)，降雪開始時(shí)有南北2條回波帶，呈東西向窄帶狀分布，后來北部窄帶回波東移過程減弱消失，南部窄帶回波加強(qiáng)維持，正好自西向東影響三門峽市靈寶市、陜州區(qū)、湖濱區(qū)、澠池縣和義馬市，而且回波源源不斷沿著這個(gè)窄帶東移，形成明顯的“列車效應(yīng)”，有效增強(qiáng)了強(qiáng)降雪的維持時(shí)間，這是這次降雪過程能夠達(dá)到特大暴雪量級的另外一個(gè)原因。

4.2回波頂產(chǎn)品特征分析這次降雪過程的雷達(dá)回波頂高演變（圖6）發(fā)現(xiàn)，回波頂均維持在6 km以上，最大達(dá)11 km，明顯高于一般降雪過程的2～3 km回波頂高。說明這次降雪過程云層厚度比較厚，這是產(chǎn)生強(qiáng)降水天氣的重要條件之一。而達(dá)到11 km的回波頂高說明這次降雪過程有局地對流發(fā)展，不穩(wěn)定能量比較充沛。

5結(jié)論

（1）500 hPa低槽、700 hPa低槽帶切變線配合地面強(qiáng)冷空氣是產(chǎn)生三門峽市大暴雪天氣的有利天氣形勢配置。

（2）在秋季11月份，當(dāng)冷高壓中心位于貝加爾湖附近，且冷高壓中心高達(dá)1 045 hPa以上時(shí)，三門峽市易出現(xiàn)秋季寒潮。

（3）11月份，天氣處于秋、冬交接時(shí)候，暖濕氣流比較強(qiáng)盛，雪中的液態(tài)水含量較多，易出現(xiàn)暴雪或大暴雪。

（4）源源不斷的30 dBz強(qiáng)回波的維持以及“列車效應(yīng)”是產(chǎn)生此次大暴雪過程的重要原因之一。

（5）11月份，雷達(dá)回波頂高達(dá)到 11 km時(shí)，三門峽市出

現(xiàn)打雷現(xiàn)象，這是冬季極其少見的。

（6）較厚的云層厚度、強(qiáng)的不穩(wěn)定能量為這次強(qiáng)降雪提供了有利的環(huán)境條件。

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