摘要:本文利用地面觀測資料、NCEP再分析資料、臺站觀測資料等,對2018年1月初河南省暴雪天氣過程進行分析。結果表明:2018年1月初河南省暴雪天氣過程的主要影響系統(tǒng)是500hPa西風槽、700hPa急流和低渦切變線的共同作用;因冷空氣活動較弱,850hPa的0℃溫度線最南到達沿江地區(qū),降雪天氣集中分布在長江以北地區(qū);中低層一直有較強的正渦度平流存在,且正渦度的增長和加強對于云團的發(fā)展和降水的維持提供了有利條件;低層輻合加強,高低空的抽吸作用使得垂直上升運動加強,為暴雪天氣的發(fā)生發(fā)展提供了動力條件;從850hPa到500hPa高度處存在假相當位溫梯度大值區(qū),且同時存在明顯鋒區(qū),鋒區(qū)在向南轉移的過程中,來自東北的干冷空氣不斷入侵到華北平原,中高層暖濕氣流被迫抬升,促進了暴雪天氣的發(fā)生發(fā)展。
關鍵詞:暴雪;環(huán)流形勢;物理量場;河南省
引言
暴雪天氣嚴重影響農業(yè)、電力、保險、交通、通訊等行業(yè)以及公共安全,甚至威脅人民群眾生命財產安全,對暴雪天氣進行研究一直是氣象科研和業(yè)務部門關注的重點。暴雪災害的影響面積廣、危害大、造成的損失嚴重,也是政府和社會大眾每年冬季高度關注的災害性天氣之一。隨著社會經濟的快速發(fā)展和城市化進程不斷加快,對暴雪天氣成因機理和維持機制等加強研究,對于增強暴雪天氣預報準確率具有重要的科學意義和應用價值。河南位于中國中東部、黃河中下游,地處中國中部,呈西高東低地勢,屬于暖溫帶-亞熱帶、濕潤-半濕潤季風氣候。因受到地理位置和氣候特征的共同影響,河南省冬季極易出現(xiàn)暴雪天氣,在緩解農業(yè)干旱的同時,也會影響工農業(yè)生產,甚至是危害人民生命財產安全。因此,本文主要以2018年1月2~5日出現(xiàn)在河南省的暴雪天氣過程為例,對暴雪天氣形勢和物理量場進行分析,以進一步提升對暴雪天氣發(fā)生機理的認識,為今后此類暴雪天氣的預報預測提供有價值的參考依據(jù)。
1、暴雪天氣實況
受西風槽和強冷空氣的共同影響,2018年1月2日08時開始,河南南部最先出現(xiàn)降水天氣,之后受強冷空氣的影響,逐漸轉為降雪,其中3~4日是最強降雪時段。截止1月5日08時,河南省大部分地區(qū)均出現(xiàn)了10mm以上的暴雪天氣,其中河南中南部地區(qū)出現(xiàn)了20mm以上的大暴雪天氣,而信陽、駐馬店、南陽部分縣市出現(xiàn)30mm以上特大暴雪,其中信陽:48.9mm,駐馬店:35.3mm,漯河:27.4mm,南陽:22.7mm,平頂山:21.9mm,周口:21.5mm,全省平均:19.1mm。
2、環(huán)流形勢
2018年1月初河南省暴雪天氣過程的主要影響系統(tǒng)是500hPa西風槽、700hPa急流和低渦切變線的共同作用。在暴雪天氣過程還沒有開始前,700hPa中低空處的增濕增暖作用較為明顯,河南省中低層受暖脊控制。1月3日08時,500hPa中高緯度的阻塞高壓在貝加爾湖以西地區(qū),有一橫槽影響我國東北到新疆北部地區(qū);中緯度有低槽活動,此時的河南省處在槽前;中低緯度地區(qū)的孟加拉灣始終維持南支槽。
700hPa沿江附近有西南急流存在,淮河附近存在切變線;850hPa以下的東風風速較大,切變線不斷向長江東部延伸,江淮之間的南部地區(qū)分布有0℃線,冷空氣經過內蒙古后沿著河套地區(qū)不斷向南方地區(qū)轉移,溫度鋒區(qū)呈現(xiàn)出東西走向,切變線北部的偏東風和溫度鋒區(qū)之間的夾角相對較小,過程中的冷平流強度相對較弱;切變線南側則恰好相反,風向與溫度鋒區(qū)幾乎垂直,說明有明顯的暖平流輸送。3日20時,700hPa沿江一帶的西南風速數(shù)值增加,850hPa的冷空氣向南擴散,0℃線繼續(xù)南壓,受到南下弱冷空氣的影響,在近地面層有淺薄的冷墊形成,對于暖濕氣流的抬升提供了有利條件。出現(xiàn)在河南省的這次暴雪天氣過程,冷空氣活動較弱,850hPa的0℃溫度線最南到達沿江地區(qū),降雪天氣集中分布在長江以北地區(qū)。
3、物理量場診斷
3.1動力條件
在河南省暴雪天氣出現(xiàn)的時段內,中低層一直有較強的正渦度平流存在,且正渦度的增長和加強對于云團的發(fā)展和降水的維持提供了有利條件。3日08時,500hPa處的渦度值達到了2.6×10-5s-1,850hPa淮河以南地區(qū)的渦度值為-1.8×10-5s-1;到了20時,河南省上空的正渦度值明顯增加,700hPa河南省黃河以南地區(qū)渦度值達到5×10-5s-1,正渦度平流中心在南陽信陽一帶,850hPa淮河以南地區(qū)渦度值達到2×10-5s-1,正渦度區(qū)位置偏南,而在長江一帶則分布有正渦度中心值。因700hPa和850hPa的正渦度區(qū)分別出現(xiàn)在河南南部到江淮一帶,且降水中心與低層處的正渦度平流中心較為一致。
結合散度場的垂直時間分布,1月3日,河南省500hPa高空以上為輻散區(qū),而500hPa以下則為輻合區(qū),3日08時,400hPa處的輻散值達到了1.6×10-5s-1,850hPa存在輻合中心,輻合中心值達到了-1.4×10-5s-1,進而形成高層輻散、低層輻合的流場形式;到了20時,850hPa處的輻合值為-1.5×10-5s-1,低層輻合加強,高低空的抽吸作用使得垂直上升運動加強,為暴雪天氣的發(fā)生發(fā)展提供了動力條件。
3.2熱力條件
在暴雪天氣出現(xiàn)前期,溫度平流較為明顯,在700hPa中低空以下不斷有冷空氣入侵。在暴雪天氣還未出現(xiàn)前,短時間內的低層溫度下降幅度達到了4~6℃,700hPa中低空以上的溫度幾乎沒有下降,還有小幅度增加的趨勢;結合假相當位溫值,700hPa以下逐漸變冷,700hPa以上則逐漸變暖,說明低層有較強的冷空氣,高層以暖濕氣流為主。在暴雪天氣出現(xiàn)的過程中,從850hPa到500hPa高度處存在假相當位溫梯度大值區(qū),且同時存在明顯鋒區(qū),鋒區(qū)在向南轉移的過程中,來自東北的干冷空氣不斷入侵到華北平原,中高層暖濕氣流被迫抬升,促進了暴雪天氣的發(fā)生發(fā)展。
3.3水汽條件
結合850hPa~700hPa高度層,在江南到華南地區(qū)一帶存在一條強的水汽輸送帶,3日20時,河南到江淮一帶850hPa的比濕數(shù)值3~4g/kg之間,水汽通量散度值在-4~-8 ×10-7g/(cm2·s·hPa)之間,部分地區(qū)存在水汽輻合中心,水汽輻合條件較好;3日夜間到4日白天河南省降雪強度最大,其中降水大值中心與較強水汽通量散度負值區(qū)有很好的對應關系,說明850hPa~700hPa高度層的水汽通量散度負值區(qū)對強降雪天氣有一定的指示作用。另外,850hPa處的河南南部水汽輻合條件要比北部地區(qū)好,根據(jù)降雪實況資料,河南南部地區(qū)的降雪強度大,且在水汽輻合條件良好的區(qū)域是強降水落區(qū),水汽通量散度負值中心與強降水落區(qū)保持一致。
參考文獻
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作者簡介:張夢彤(1992-),女,漢族,河南焦作人,本科學歷,助理工程師,從事研究方向或職業(yè):天氣預報。
(作者單位:焦作市氣象局)