張帥 崔景林 徐爽 李曉鷗 張治 魯楊 吳宇童

摘 要：該文利用實(shí)況觀測(cè)資料，針對(duì)2017年2月21—22日沈陽(yáng)地區(qū)一次暴雪過(guò)程進(jìn)行了分析，重點(diǎn)研究了環(huán)流背景場(chǎng)、渦度場(chǎng)、散度場(chǎng)等方面。結(jié)果表明：高空低槽、低空急流和切變線以及地面低壓倒槽和冷鋒共同配置為此次過(guò)程提供了良好的動(dòng)力抬升條件和水汽條件，渦度和散度在一定程度上能反映水平輻合輻散。低層輻合、高層輻散有利于垂直運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，與強(qiáng)降雪天氣有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

關(guān)鍵字：暴雪；渦度；散度；沈陽(yáng)地區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào) P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）03-04-0095-3

暴雪天氣過(guò)程是在多種天氣系統(tǒng)的綜合作用下產(chǎn)生的，機(jī)理復(fù)雜，其預(yù)報(bào)是世界性的難題之一。近年來(lái)，中國(guó)氣象學(xué)者對(duì)暴雪天氣過(guò)程的氣候特征環(huán)流型動(dòng)力過(guò)程和水汽輸送有了較深入的研究[1-10]，一些學(xué)者分別對(duì)中國(guó)各地區(qū)發(fā)生的暴雪天氣過(guò)程進(jìn)行了分析，得到了很多有益的結(jié)論。例如，黃海波等[11]指出高空西南氣流誘發(fā)的強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)和對(duì)流層低層天氣尺度系統(tǒng)之間強(qiáng)烈的相互作用是暴雪天氣形成的動(dòng)力因子；趙桂香等[12]對(duì)于華北大到暴雪過(guò)程切變線進(jìn)行了動(dòng)力診斷，發(fā)現(xiàn)正渦度對(duì)預(yù)報(bào)強(qiáng)降雪的出現(xiàn)有先兆指示意義，渦度變率較渦度更能準(zhǔn)確反映切變線發(fā)生發(fā)展的物理機(jī)制；蔣后碩等[13]研究了高低空急流中的錮囚鋒環(huán)流，發(fā)現(xiàn)高空西風(fēng)急流的存在使錮囚鋒非地轉(zhuǎn)環(huán)流和鋒區(qū)上升速度迅速增強(qiáng)。本文利用實(shí)況觀測(cè)資料和歐洲中心細(xì)網(wǎng)格模式預(yù)報(bào)場(chǎng)資料，針對(duì)一次暴雪過(guò)程進(jìn)行了分析，重點(diǎn)探討了環(huán)流背景場(chǎng)、渦度場(chǎng)、散度場(chǎng)等方面，試圖尋找預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)，提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率及預(yù)警時(shí)效。

1 降水實(shí)況

2017年2月21日20時(shí)至22日14時(shí)我市出現(xiàn)大雪局部暴雪天氣。21日晚上20時(shí)30分開(kāi)始，沈陽(yáng)南部地區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)降雪，22時(shí)開(kāi)始，沈陽(yáng)北部地區(qū)開(kāi)始降雪。沈陽(yáng)各區(qū)縣國(guó)家觀測(cè)站降水量：蘇家屯13.5mm，渾南13.3mm，沈北新區(qū)12.6mm，法庫(kù)11.3mm，新民8.3mm，康平7.4mm，遼中6.8mm；新增積雪深度：沈北13.5cm，渾南12.2cm，蘇家屯11.5cm，法庫(kù)9.7cm，康平7.4cm，新民6.8cm，遼中4.9cm。

2 環(huán)流背景場(chǎng)分析

2.1 500hPa形勢(shì)場(chǎng) 2017年2月20日歐亞中高緯度環(huán)流形勢(shì)為兩槽一脊型，高緯度地區(qū)有寬平的低渦區(qū)，在俄羅斯東部130°E，65°N和新地島分別存在冷渦中心（圖1）。21日08時(shí)烏拉爾山脊增強(qiáng)北抬，這使得俄羅斯東部冷渦加強(qiáng)并南壓東移，氣旋性增大，新地島冷渦以南高空槽東移下擺從60°N延伸至貝加爾湖西部，冷渦分裂出的冷空氣在對(duì)流層中低層加強(qiáng)成渦并東南下。在我國(guó)河套西部到四川東部有高空槽東移發(fā)展，形成南北兩槽的環(huán)流形勢(shì)。21日20時(shí)南北兩槽疊加。在貝加爾湖以西有一個(gè)-40℃的冷中心，溫度槽向南伸展至內(nèi)蒙古西部。整個(gè)東北地區(qū)以及華北地區(qū)被暖脊所控制，使地面氣旋發(fā)展強(qiáng)烈。冷渦底部偏西氣流和槽前西南氣流在沈陽(yáng)地區(qū)交匯，促成強(qiáng)降水。22日08時(shí)，高空槽依然在我國(guó)華北、東北地區(qū)維持，但徑向度有所減弱。

2.2 850hPa形勢(shì)場(chǎng) 2月20日08時(shí)，內(nèi)蒙古中部有高壓中心存在，30～40°N有7條密集的等溫線，這表示附近有一強(qiáng)鋒區(qū)。強(qiáng)鋒區(qū)以北有溫度槽存在，東北地區(qū)位于溫度槽內(nèi)，為-20℃的冷中心。20日20時(shí)，高壓脊東移，沈陽(yáng)地區(qū)位于脊前。由于暖脊的東移影響，沈陽(yáng)850hpa溫度急劇升高，由-21℃升高至-14℃。2月21日08時(shí)（圖2），環(huán)流場(chǎng)徑向度加大，在貝加爾湖東南側(cè)已經(jīng)形成東北西南向的低槽，槽東移下擺，致使高壓脊南退，位相也由南北向轉(zhuǎn)為西北—東南向，此時(shí)，溫度場(chǎng)落后于高度場(chǎng)，2月21日20時(shí)，我國(guó)華東到西南地區(qū)為一條寬廣的低壓帶，華北、東北地區(qū)形成一個(gè)跨越10個(gè)緯度的大槽，遼寧北部至黑龍江一帶建立了一條西南急流帶，華北地區(qū)有一深厚的溫度槽，遼寧省位于高度槽和溫度槽前。22日08時(shí)，850hPa槽區(qū)依然影響東北地區(qū)，切變線壓在遼寧中部，隨著溫度槽的滑過(guò)，沈陽(yáng)站高空溫度由-6℃降至-11℃。22日20時(shí)，槽區(qū)移出遼寧，整個(gè)遼寧省受西北氣流控制，降水過(guò)程結(jié)束。

2.3 地面形勢(shì)場(chǎng) 2月21日08時(shí)（圖3）地面上遼寧吉林交界處有一高壓中心，沈陽(yáng)地區(qū)位于高壓中心后部，有蒙古低壓向東移動(dòng)。而且受到暖平流的作用，蒙古低壓加強(qiáng)。21日20時(shí)，高壓東移入海，蒙古低壓東移至內(nèi)蒙古東部，沈陽(yáng)地區(qū)位于低壓底前部，同時(shí)，江西至山東一帶有倒槽發(fā)展。高壓后部東南風(fēng)與低壓前部西南風(fēng)輻合，產(chǎn)生了暴雪天氣。22日08時(shí)低壓由東北——西南向轉(zhuǎn)為南北向，沈陽(yáng)地區(qū)位于低壓底部，低壓中心數(shù)值增大到1015hPa，倒槽北伸至渤海，低壓中心附近的降水依然在持續(xù)。

3 物理量診斷分析

3.1 渦度場(chǎng) 21日08時(shí)850hPa渦度場(chǎng)上（圖4）遼西有一個(gè)狹長(zhǎng)的負(fù)渦度中心，中心數(shù)值為-54.8×10-5s-1，沈陽(yáng)地區(qū)在負(fù)渦度中心前部，位于（-40～-30）×10-5s-1之間的負(fù)渦度區(qū)，有強(qiáng)烈的下沉運(yùn)動(dòng)。在內(nèi)蒙古東部、湖北中部以及黑龍江西南部有3個(gè)輻合中心，強(qiáng)度分別為56.8×10-5s-1、49.2×10-5s-1和16×10-5s-1。21日20時(shí)遼西負(fù)渦度中心東移北退至吉林東部，內(nèi)蒙古東部輻合中心緩慢減弱東移，湖北中部輻合中心東移加強(qiáng)至安徽北部。22日08時(shí)，內(nèi)蒙古東部輻合中心東移并再次發(fā)展加強(qiáng)，湖北中部輻合中心同時(shí)加強(qiáng)，在東北地區(qū)西部、我國(guó)東海形成強(qiáng)度分別為48.1×10-5s-1和69×10-5s-1的輻合中心，自黑龍江起一直到廣西有東北——西南向的正渦度帶。沈陽(yáng)地區(qū)在輻合中心南部，渦度為40×10-5s-1，降水過(guò)程仍在繼續(xù)。22日20時(shí)正渦度帶東移，輻合中心移出我國(guó)，遼西為負(fù)渦度區(qū)，降水過(guò)程結(jié)束。

3.2 散度場(chǎng) 21日08時(shí)200hPa散度場(chǎng)（圖5）內(nèi)蒙古東部和日本海上分別為兩個(gè)強(qiáng)大的輻合中心，中心值為-40×10-6s-1、

-70×10-6s-1。華北至華南一帶和吉林至朝鮮半島一帶為寬廣的正散度區(qū)，沈陽(yáng)地區(qū)200hPa呈現(xiàn)出弱的輻合，散度值為-12.4×10-6s-1。22日20時(shí)負(fù)散度區(qū)合并，東移入海，輻散中心北抬至遼寧西部和山東半島地區(qū)，散度值加強(qiáng)到34.8×10-6s-1，沈陽(yáng)地區(qū)出現(xiàn)明顯的強(qiáng)降水。23日08時(shí)，正散度區(qū)東移北抬，中心數(shù)值減小到25.5×10-6s-1，沈陽(yáng)地區(qū)依然位于正散度區(qū)之內(nèi)，降雪過(guò)程持續(xù)。23日20時(shí)，沈陽(yáng)200hPa散度減弱顯著，降水過(guò)程結(jié)束。

3.3 垂直速度場(chǎng) 21日08時(shí)500hPa垂直速度場(chǎng)（圖4）朝鮮半島有一個(gè)強(qiáng)下沉運(yùn)動(dòng)中心，中心強(qiáng)度達(dá)到60×10-3 hPa·s-1，遼寧地區(qū)北部為在弱的下沉運(yùn)動(dòng)。渤海灣一帶有一個(gè)上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，遼寧南部500hPa垂直上升運(yùn)動(dòng)可達(dá)-18.8×10-3 hPa·s-1，內(nèi)蒙古中部和江漢平原西部分別存在2個(gè)中心強(qiáng)度為-51.6×10-3 hPa·s-1以及-58.6×10-3 hPa·s-1的強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)中心，華北至西南為寬廣的南北向上升運(yùn)動(dòng)區(qū)。21日20時(shí)下沉運(yùn)動(dòng)區(qū)東移入海，華北至西南的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)東移加強(qiáng)至東北——華南一帶，最大上升運(yùn)動(dòng)中心位于膠東半島，中心數(shù)值為-65.2×10-3 hPa·s-1，沈陽(yáng)在強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)區(qū)內(nèi)，產(chǎn)生強(qiáng)降水。22日08時(shí)上升運(yùn)動(dòng)區(qū)移至日本海，沈陽(yáng)轉(zhuǎn)為弱下沉運(yùn)動(dòng)，降水過(guò)程結(jié)束。

4 結(jié)論

高空低槽、低空急流和切變線以及地面低壓倒槽和冷鋒共同配置為此次過(guò)程提供了良好的動(dòng)力抬升條件和水汽條件，渦度和散度在一定程度上能反映水平輻合輻散。低層輻合、高層輻散有利于垂直運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，與強(qiáng)降雪天氣有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

參考文獻(xiàn)

[1]池再香，胡躍文，白慧.“2003.1”黔東南暴雪天氣過(guò)程的對(duì)稱(chēng)不穩(wěn)定分析[J].高原氣象，2005，24（5）：792-797.

[2]周淑玲，朱先德，符長(zhǎng)靜，等.山東半島典型冷渦暴雪個(gè)例對(duì)流云及風(fēng)場(chǎng)特征的觀測(cè)與模擬[J].高原氣象，2009，28（4）：935-944.

[3]梁軍，張勝軍，王樹(shù)雄，等.大連地區(qū)一次區(qū)域暴雪的特征分析和數(shù)值模擬[J].高原氣象，2010，29（3）：744-754.

[4]孫仲毅，王軍，靳冰凌，等.河南省北部一次暴雪天氣過(guò)程診斷分析[J].高原氣象，2010，29（5）：1338-1344.

[5]張迎新，張守保，裴玉杰，等.2009年11月華北暴雪過(guò)程的診斷分析[J].高原氣象，2011，30（5）：1204-1212.

[6]王正旺，姚彩霞，劉小衛(wèi)，等.“2009.11”山西大暴雪天氣過(guò)程診斷分析[J].高原氣象，2012，31（2）：477-486.

[7]陳雪珍，慕建利，趙桂香，等.華北暴雪過(guò)程中的急流特征分析[J].高原氣象，2014，33（4）：1069-1075，doi：10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00205.

[8]林志強(qiáng)，假拉，薛改萍，等.1980-2010年西藏高原大到暴雪的時(shí)空分布和環(huán)流特征[J].高原氣象，2014，33（4）：900-906.

[9]周晉紅，馬鴻青，孫少雄，等.山西一次低空偏東風(fēng)暴雪天氣結(jié)構(gòu)特征分析[J].高原氣象，2014，33（5）：1305-1314.

[10]吳慶梅，楊波，王國(guó)榮.北京地區(qū)一次回流暴雪的鋒區(qū)特征分析[J].高原氣象，2014，33（2）：539-547.

[11]黃海波，徐海容.新疆一次秋季暴雪天氣的診斷分析[J].高原氣象，2007，26（3）：624-627.

[12]趙桂香，杜莉，范衛(wèi)東，等.一次冷鋒倒槽暴風(fēng)雪過(guò)程特征及其成因分析[J].高原氣象，2011，30（6）：1516-1525.

[13]蔣后碩，呂克利.高低空急流中的錮囚鋒環(huán)流[J].高原氣象，2000，19（3）：265-276.

（責(zé)編：張宏民）