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        2014年2月18日寧波市雨雪天氣過程分析

        2018-01-08 23:19:05許岳庭顧人穎王雷
        現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2017年17期

        許岳庭++顧人穎++王雷

        摘要 利用環(huán)流形勢(shì)、氣象要素差異、雷達(dá)資料對(duì)2014年2月18日寧波市一次雨雪過程進(jìn)行分析,并總結(jié)出降水相態(tài)預(yù)報(bào)的著眼點(diǎn)。結(jié)果表明,橫槽和南支槽配合使暖濕氣流強(qiáng)盛,東路冷空氣總體較弱,850 hPa平流降溫不明顯,雨雪分界線在浙北維持;中低層存在逆溫層,850 hPa氣溫<-2 ℃,2 m氣溫約2 ℃,可以為雨轉(zhuǎn)雪預(yù)報(bào)作參考;純雪回波反射率<25 dBZ,回波頂高<3 km,雨夾雪會(huì)造成回波強(qiáng)度隨高度降低而增加,低空“牛眼”回波、高空速度模糊對(duì)降雪預(yù)報(bào)有重要的指示意義。

        關(guān)鍵詞 雨雪天氣過程;橫槽;南支槽;逆溫層;降雪雷達(dá)回波特征;浙江寧波;2014年2月18日

        中圖分類號(hào) P458.1+21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2017)17-0203-02

        1 天氣實(shí)況

        2014年2月18日寧波市出現(xiàn)了一次明顯的雨雪天氣過程,降雪主要集中在中北部地區(qū)。18日早晨起,浙江省西北部已陸續(xù)出現(xiàn)降雪,18日中午寧波市北部的慈溪、余姚等地開始轉(zhuǎn)雨夾雪,14:00前后北部轉(zhuǎn)純雪,寧波市區(qū)、鄞州、鎮(zhèn)海等地為雨夾雪或雪,南部則為持續(xù)降雨,直至19日上午雨雪過程結(jié)束,雨雪分界線基本維持在寧波市中部。慈溪、余姚出現(xiàn)1~3 cm積雪,西北部山區(qū)中到大雪、局部暴雪,普遍積雪深度5~10 cm,高海拔山區(qū)超過15 cm,其他地區(qū)由于以降雨或雨夾雪為主,且地溫偏高,積雪不明顯。

        本次雨雪過程中,雨雪分界線長時(shí)間穩(wěn)定維持,通過對(duì)環(huán)流形勢(shì)、南北部氣象要素差異、雷達(dá)資料特征進(jìn)行分析,總結(jié)降雪預(yù)報(bào)的著眼點(diǎn),以期為今后的降雪監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)提供依據(jù)。本文所用資料包括常規(guī)天氣圖、自動(dòng)觀測(cè)站資料和寧波雷達(dá)資料。

        2 形勢(shì)分析

        從中高緯度形勢(shì)來看,2014年2月中旬極渦基本都維持在貝湖以北地區(qū),前期有橫槽向巴湖以西延伸,13日起橫槽開始轉(zhuǎn)豎東移,并有南支槽配合,同時(shí)里海附近有高壓脊向北發(fā)展。至18日8:00,高空槽已移至河套以西,南支槽位于湖北—四川一線,浙江省位于南支槽前,西南氣流強(qiáng)盛,最大風(fēng)速中心超過30 m/s;西南急流在700 hPa形勢(shì)圖上同樣有所體現(xiàn),槽后西北氣流與西南急流在長江中下游形成輻合場(chǎng);850 hPa鋒區(qū)已南壓到華南地區(qū),0 ℃線剛好穿過寧波市,浙江省中北部為東到東北風(fēng),與等溫線幾乎平行,冷平流較弱,18日20:00 0 ℃線仍位于寧波南部。由地面圖可知,在急流較為強(qiáng)盛的階段,河套地區(qū)以及東南沿海分別有低壓向北發(fā)展,冷空氣從東北經(jīng)渤海往西南方向擴(kuò)散,影響兩湖盆地,從17日夜間起隨著東南沿海低壓入海,冷鋒逐漸南壓,開始影響浙江、福建等地,此次冷空氣為典型的東路冷空氣。

        由于長波槽和南支槽移速較慢,使得高空西南急流從16日8:00到17日20:00長時(shí)間穩(wěn)定維持,為前期降雨提供了充足的水汽來源,也使850 hPa 0 ℃線穩(wěn)定在蘇南地區(qū)。直到18日高空槽移近、冷空氣東路南下,急流才開始減弱,850 hPa氣溫開始<0 ℃,有利于降雪的形成。由于冷空氣較弱,850 hPa平流降溫慢,使寧波市較長時(shí)間位于0 ℃線附近,從而造成了南北部降水形態(tài)差異。除了大范圍天氣形勢(shì)外,降雪還與近地面氣溫、氣溫層結(jié)等因素有關(guān)(圖1)。

        3 邊界層溫度條件分析

        溫度條件對(duì)于降水性質(zhì)的影響是至關(guān)重要的,一般認(rèn)為降雪需滿足2個(gè)條件。一是本站地面氣溫<5 ℃,850 hPa溫度<0 ℃,700 hPa溫度在0 ℃左右;二是中低層有逆溫層[1]。

        3.1 探空曲線

        對(duì)流層下部逆溫層的位置和結(jié)構(gòu)對(duì)云的物理過程有著重要的作用,從而影響降水形態(tài)[2]。由2月18日單站探空?qǐng)D上可看出,杭州站近地層氣溫在3 ℃左右,700~850 hPa之間有弱的逆溫層存在,850 hPa的溫度<-2 ℃,此時(shí)杭州站剛開始從降雨轉(zhuǎn)變?yōu)榻笛?。同一時(shí)間,衢州和洪家站亦有逆溫存在,但700 hPa以下氣溫均>0 ℃,2站都為降雨過程。至18日20:00杭州站逆溫層出現(xiàn)在700 hPa以上,衢州站整層氣溫<0 ℃,2站逆溫層較8:00的更為深厚,都為降雪;而洪家站850 hPa在0 ℃附近,700~850 hPa之間僅有1 ℃左右的逆溫,仍為降雨(圖2)。

        3.2 2 m氣溫

        由于地理特征差異以及冷空氣影響的程度不同,慈溪站、鄞州站、象山站18日下午開始降水形態(tài)出現(xiàn)顯著差異,慈溪站為純雪,鄞州站為雪和雨夾雪交替,象山站為持續(xù)降雨,分析3站的氣溫差異具有一定的指示意義。由圖3可以看出,3個(gè)測(cè)站的降溫拐點(diǎn)依次延后2 h出現(xiàn),降溫后慈溪站小時(shí)氣溫穩(wěn)定在1 ℃左右,鄞州站在2 ℃左右,象山站為3~4 ℃。根據(jù)日常預(yù)報(bào)標(biāo)準(zhǔn),寧波地區(qū)2 m氣溫在2~3 ℃可預(yù)報(bào)雨夾雪,2 m氣溫<2 ℃可預(yù)報(bào)雪,本次過程氣溫符合這一預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)。

        4 雷達(dá)回波特征分析

        冬季降雪產(chǎn)生、發(fā)展的物理環(huán)境和天氣條件與普通降水有明顯差異。因此,有許多不同于普通降水的回波特點(diǎn)。

        4.1 反射率因子特征

        由于冰晶和雪片對(duì)微波的散射能力比水滴小得多,對(duì)微波的衰減作用也較小。因此,純雪的回波強(qiáng)度通常要比連續(xù)性降水回波弱[3];并且降雪是層狀云降水,回波具有均勻、連續(xù)、范圍大的特點(diǎn)[3-4]。由圖4(a)可知,大部分地區(qū)反射率因子<25 dBZ,但在雷達(dá)周邊有>30 dBZ的強(qiáng)回波,在雷達(dá)北側(cè)尤為明顯,局部>45 dBZ,其原因是此時(shí)雷達(dá)所處地區(qū)剛開始出現(xiàn)降雪,近地層溫度仍較高,雪在降落過程中部分融化,回波強(qiáng)度隨高度降低而增加。此外,在象山、寧海等地區(qū)也有分散的較強(qiáng)回波,這可能與氣溫較高、回波仍帶有積云特征有關(guān)。

        4.2 回波頂高特征

        由于冬季溫度低,水汽含量隨高度的增加而迅速減少,上升運(yùn)動(dòng)比其他季節(jié)弱,降水方式主要通過降溫形成冰晶和雪片并降落,因而降雪回波的高度一般都比較低。由圖4(b)可知,大部分地區(qū)回波頂高<6 km,其中杭州灣及以北轉(zhuǎn)雪時(shí)間較早的地區(qū)回波頂高在2 km左右,其他地區(qū)為2~6 km,南部個(gè)別地區(qū)達(dá)到8 km。

        4.3 徑向速度特征

        通過多普勒雷達(dá)的徑向速度圖可以獲取風(fēng)場(chǎng)的垂直結(jié)構(gòu)。由圖4(c)可以看出,0速度線低層為順時(shí)針旋轉(zhuǎn),到高空為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),即在低層有暖平流,高空有冷平流,此結(jié)構(gòu)有利于降雪云的發(fā)展。此外,在低空出現(xiàn)“牛眼”回波,速度特征為先變大再變小,說明有低空急流或大風(fēng)區(qū),對(duì)應(yīng)850 hPa附近的東北大風(fēng);同時(shí)高空出現(xiàn)速度模糊現(xiàn)象,對(duì)應(yīng)500~700 hPa的西南急流[5]。

        5 結(jié)論

        (1)橫槽和南支槽配合提供強(qiáng)盛的暖濕氣流,冷空氣東路南下滲透影響,為2014年2月18日寧波市降雪過程提供有利條件,但冷空氣總體較弱,850 hPa平流降溫不明顯,0 ℃線南下推進(jìn)較慢,雨雪分界線在浙北地區(qū)維持。

        (2)中低層存在逆溫層,850 hPa氣溫<-2 ℃,2 m氣溫為2 ℃左右,這樣的氣溫條件可以為雨轉(zhuǎn)雪預(yù)報(bào)作參考。

        (3)本次過程中純雪回波反射率<25 dBZ,回波頂高 <3 km;雨夾雪會(huì)造成回波強(qiáng)度隨高度降低而增加;低空“牛眼”回波、高空速度模糊對(duì)降雪預(yù)報(bào)有重要的指示意義。

        6 參考文獻(xiàn)

        [1] 錢卓蕾,張建海.2010—2011年冬季浙江兩次強(qiáng)降雪天氣過程對(duì)比分析[J].科技導(dǎo)報(bào),2011,29(13):66-74.

        [2] 藍(lán)俊倩,余健,王健疆.浙江2011-01-20強(qiáng)降雪過程降雪帶南壓成因的診斷分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué),2011,34(4):52-58.

        [3] 姚立宏,方瓊玉.2008年桂林降雪天氣的雷達(dá)回波特征分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(33):16440-16442.

        [4] 周治黔,朱燕,黃世芹,等.2011年貴州兩次降雪天氣過程的多普勒雷達(dá)產(chǎn)品特征分析[J].貴州氣象,2012,36(6):11-15.

        [5] 張小輝.虛擬交通場(chǎng)景中的雨雪仿真[D].成都:西南交通大學(xué),2010.

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