劉文煒

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.113

摘 要：本文利用高低空形勢(shì)場(chǎng)、地面場(chǎng)、物理量場(chǎng)對(duì)內(nèi)蒙古西部冬季一次極端降雪過(guò)程進(jìn)行分析，結(jié)果表明：低空急流是極端降雪天氣最直接的成因，特別是偏南急流強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，帶來(lái)充沛、深厚的水汽，其與西北急流結(jié)合，產(chǎn)生“人”字切變，強(qiáng)烈輻合，造成極端降雪；渦度場(chǎng)垂直時(shí)間剖面圖表現(xiàn)為高層強(qiáng)烈輻散，低層強(qiáng)烈輻合，為本次降雪提供了必要的動(dòng)力條件；系統(tǒng)深厚和地面倒槽也是產(chǎn)生極端降雪的重要因素。

關(guān)鍵詞：極端降雪 低空急流 天氣分析

中圖分類號(hào)：P45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）09（a）-0113-03

大、暴雪是內(nèi)蒙古冬季主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，它的發(fā)生對(duì)農(nóng)牧業(yè)、交通、人民生活等有著重要的影響。內(nèi)蒙古年降雪量具有東強(qiáng)西弱的分布特征，大雪過(guò)程主要發(fā)生在3、4、10月，5、11月次之，隆冬季節(jié)大雪發(fā)生較少[1]。內(nèi)蒙古西部（包括阿拉善盟、烏海市、巴彥淖爾市和鄂爾多斯市）冬季與中東部相比，降雪量極少，頻次極低，其中2月平均降雪量只有1.8mm。所以，內(nèi)蒙古西部冬季降雪天氣的研究，對(duì)降雪預(yù)報(bào)和防災(zāi)減災(zāi)有著重要的價(jià)值。

關(guān)于內(nèi)蒙古冬季大、暴雪的發(fā)生機(jī)理，我國(guó)氣象工作者已經(jīng)做了許多的研究[2-3]。本文主要從天氣成因的角度對(duì)高空環(huán)流場(chǎng)、物理量場(chǎng)、地面氣壓場(chǎng)進(jìn)行分析，找出其高低空環(huán)流配置情況、影響系統(tǒng)、水汽條件、物理量特征、觸發(fā)機(jī)制等。

1 降水實(shí)況

2017年2月20日20時(shí)至21日20時(shí)內(nèi)蒙古西部四盟市23站出現(xiàn)極端降雪事件，其中，鄂爾多斯市鄂托克旗、烏審旗、烏審召、河南和巴彥淖爾市大佘太共5站超過(guò)歷史極值，鄂爾多斯市、巴彥淖爾市、烏海市、阿拉善盟4個(gè)盟市共18站超過(guò)極端降雪閾值。

2 天氣分析

2.1 高空環(huán)流形勢(shì)

19日20時(shí)500hPa（圖略）東亞暖脊東移，該暖脊十分深厚，向上一直發(fā)展到200hPa；700hPa上蒙古阻高形成，其底部東南氣流在青海西部形成氣旋性環(huán)流，于20日08時(shí)形成低渦，中心強(qiáng)度達(dá)292hPa，低渦前部東南急流建立，極大風(fēng)速達(dá)24m/s，河西走廊、內(nèi)蒙古阿拉善盟正好位于急流區(qū)中。20日20時(shí)500hPa（圖1）暖脊繼續(xù)東移，從新疆移動(dòng)到河西走廊的高空槽有所加深，內(nèi)蒙古西部位于槽前西南氣流中，華北暖性高壓脊依然十分深厚，一直延伸到200hPa高度場(chǎng)，并呈后傾型；700hPa（圖2）從巴爾喀什湖東南下的冷空氣產(chǎn)生兩支西北急流，一支位于新疆西北部，一支位于河西走廊，正是該支西北急流與華北暖脊前南風(fēng)急流在內(nèi)蒙古西部形成“人”字形切變，此時(shí)地面受倒槽控制，內(nèi)蒙古西部降雪開(kāi)始。21日08時(shí)，500hPa內(nèi)蒙古西部仍受槽前西南氣流控制，700hPa高空鋒區(qū)已過(guò)內(nèi)蒙古西部區(qū)，原來(lái)兩支西北急流合為一支，使得“人”字形切變加深為槽，內(nèi)蒙古西部地區(qū)轉(zhuǎn)為冷槽控制，降雪減弱，轉(zhuǎn)為冷性降水，一直到21日20時(shí)，500hPa高空槽過(guò)境，降雪結(jié)束。

從環(huán)流場(chǎng)演變可以看出，低空急流是此次降水最直接的成因，由于偏南急流強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，帶來(lái)充沛、深厚的水汽，其左側(cè)氣旋性環(huán)流與西北急流結(jié)合，產(chǎn)生“人”字形切變，輻合強(qiáng)烈，造成此次極端降雪天氣過(guò)程。宮德吉等[4]的研究表明，低空急流與內(nèi)蒙古大暴雪的關(guān)系非常密切，不但為大暴雪提供了水汽，而且還造成了上升運(yùn)動(dòng)和不穩(wěn)定條件。本次極端降雪亦遵循這一規(guī)律。

系統(tǒng)深厚是此次降水的一大特點(diǎn)，從850hPa到400hPa為深厚的水汽層，內(nèi)蒙古西部下游華北阻高從850hPa一直延伸到200hPa。本次降水環(huán)流形勢(shì)仍然與內(nèi)蒙古西部夏季暴雨形勢(shì)相似，呈現(xiàn)“東高西低”、地面倒槽觸發(fā)降水的天氣特征。

2.2 物理量場(chǎng)診斷

20日20時(shí)500hPa渦度場(chǎng)（圖略），內(nèi)蒙古西部上下游存在正負(fù)渦度中心，“+”中心位于甘肅玉門鎮(zhèn)附近，中心值達(dá)60×10-5s-1；“-”中心位于北京到天津一帶，中心值達(dá)-60×10-5s-1。從20日20時(shí)700hPa渦度場(chǎng)（圖3）看出，與500hPa相似，西部上下游也存在正負(fù)渦度中心，“+”中心位于阿拉善盟中東部，中心值達(dá)40×10-5s-1；“-”中心位于錫林郭勒盟朱日和附近，中心值達(dá)-40×10-5s-1。從中心值看出，中低層“+”渦度場(chǎng)呈后傾態(tài)勢(shì)，內(nèi)蒙古西部地區(qū)700hPa渦度平流很強(qiáng)，阿拉善盟中東部對(duì)流強(qiáng)烈，處于強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)。

對(duì)突破歷史極值的大佘太渦度場(chǎng)進(jìn)行時(shí)間垂直剖面（圖略）分析發(fā)現(xiàn)，20日20時(shí)到21日08時(shí)主降雪時(shí)段，400hPa以下為深厚的輻合區(qū)，400hPa以上為深厚的輻散區(qū)，大佘太高低層渦度中心值為“-55×10-5s-1，+45×10-5s-1”，高層強(qiáng)烈輻散，低層強(qiáng)烈輻合，為本次降雪提供了必要的動(dòng)力條件?？盗岬萚5]研究?jī)?nèi)蒙古大、暴雪物理量特征，大、暴雪臨近時(shí)，700hPa、500hPa渦度圖上，正渦度中心值一般為（+40～+120）×10-5s-1，本次降雪高空?qǐng)D上正渦度中心值亦達(dá)到這一指標(biāo)。

從大佘太水汽通量散度時(shí)間垂直剖面圖（圖4）可以看出，20日白天水汽開(kāi)始流入，20日20時(shí)700hPa水汽通量散度達(dá)到最大，為-4.0g/（s·cm2·hPa），降雪開(kāi)始，從850hPa到400hPa水汽輸入一直持續(xù)到21日05時(shí)左右，之后中高層水汽開(kāi)始流出，低層850hPa水汽繼續(xù)流入，一直持續(xù)到21日20時(shí)降雪結(jié)束。分析得知深厚的水汽層、水汽的長(zhǎng)時(shí)間輸入為本次降水提供了充沛的水汽條件。

2.3 地面氣壓場(chǎng)

20日20時(shí)地面倒槽伸入內(nèi)蒙古西部地區(qū)，觸發(fā)此次降水開(kāi)始，分析地面輻合線發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生極端降雪的站點(diǎn)均位于輻合線周圍。

3 結(jié)論

（1）低空急流是此次極端降雪天氣最直接的成因。由于偏南急流強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，帶來(lái)充沛、深厚的水汽，與西北急流結(jié)合，產(chǎn)生“人”字切變，強(qiáng)烈輻合，造成極端降雪。

（2）系統(tǒng)深厚是產(chǎn)生極端降雪的重要條件之一。內(nèi)蒙古西部從850hPa到400hPa為深厚的水汽層，下游華北阻高從850hPa一直延伸到200hPa。

（3）地面倒槽觸發(fā)了此次降雪天氣。

參考文獻(xiàn)

[1] 孟雪峰，孫永剛，云靜波，等.內(nèi)蒙古大雪的時(shí)空分布特征[J].內(nèi)蒙古氣象，2011（1）：3-6.

[2] 江毅，錢維宏.內(nèi)蒙古大（暴）雪的區(qū)域特征[J].地理學(xué)報(bào)，2003（S1）：38-48.

[3] 孟雪峰，孫永剛，王式功，等.內(nèi)蒙古大雪發(fā)生的規(guī)律及環(huán)流特征[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，48（5）：61-70.

[4] 宮德吉，李彰俊.低空急流與內(nèi)蒙古大（暴）雪[J].氣象，2001，27（12）：3-7.

[5] 康玲，李彰俊，祁伏裕，等.內(nèi)蒙古大、暴雪環(huán)流類型及物理量特征[J].內(nèi)蒙古氣象，2000（3）：13-18.endprint