摘要:利用常規(guī)高空、地面氣象觀測(cè)資料、NCEP1.0°×1.0°再分析等資料,對(duì)2017年2月21日周口市一次大范圍暴雪(霰)天氣過(guò)程進(jìn)行診斷分析。結(jié)果表明:本次過(guò)程是在南支槽、中低空切變線以及冷空氣共同影響下造成的,低層的暖濕空氣輸送提供了較充分的水汽條件,西伯利亞南下的冷高壓和我國(guó)東部弱高壓共同形成高壓壩,對(duì)系統(tǒng)的移動(dòng)形成阻擋,有一定停滯作用,造成了較長(zhǎng)時(shí)間的降雪;近地層逆溫層的存在或是造成相態(tài)為霰的主要原因。
關(guān)鍵詞:周口暴雪;高壓壩;霰
中圖分類號(hào): P458.121? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:? A ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI編號(hào):? ?10.14025/j.cnki.jlny.2019.22.084
暴雪是河南省冬季常出現(xiàn)的災(zāi)害性天氣之一,由暴雪引起的積雪和道路結(jié)冰常給農(nóng)業(yè)、交通、電力等部門造成嚴(yán)重影響,也給人們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)許多不便。近年來(lái),不少學(xué)者對(duì)河南暴雪天氣的氣候特征進(jìn)行了分析總結(jié),王新敏等[1]普查了1951年~1998 年冬季河南省降雪資料,分析了河南暴雪時(shí)空分布特征及其天氣形勢(shì)特征,并提出了預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)。梁鈺等[2]對(duì)比了2003 年河南省兩場(chǎng)區(qū)域性暴雪天氣,得出切變線上氣旋性曲率東擴(kuò)或低渦東移是產(chǎn)生兩場(chǎng)暴雪重要原因的結(jié)論。宋婧等[3]分析了周口市1986年~1997年11月至次年2月強(qiáng)降水天氣基本天氣形勢(shì)及特點(diǎn), 定性定量地找出了本地暴雪天氣的預(yù)報(bào)指標(biāo)。本文對(duì)2017年2月21日周口地區(qū)出現(xiàn)的大范圍暴雪過(guò)程進(jìn)行診斷分析,研究其發(fā)生及演變機(jī)理,以期獲得一些經(jīng)驗(yàn),為以后預(yù)報(bào)此類災(zāi)害性天氣提供參考依據(jù)。
1 天氣過(guò)程概況
受低槽東移和較強(qiáng)冷空氣共同影響,2月21日07時(shí)始,周口市自西向東陸續(xù)出現(xiàn)雨雪天氣,其相態(tài)先是小雨,繼而出現(xiàn)霰粒,然后出現(xiàn)短時(shí)間的雪丸,之后是霰夾雪晶,截至20時(shí),全區(qū)均達(dá)到暴雪量級(jí),并造成一定積雪(如下表)。此次過(guò)程降水分布相對(duì)均勻。降雪時(shí)間段主要集中在11時(shí)~19時(shí),雪強(qiáng)在14時(shí)~15時(shí)期間達(dá)到最大,達(dá)到3.8mm。此次過(guò)程期間出現(xiàn)明顯降溫過(guò)程,22日全市氣溫最低氣溫為:-4.8℃~-3.0℃,較前48h最低氣溫(10.2℃~13.5℃)下降達(dá)8℃以上,均達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)。
2 環(huán)流形勢(shì)
這次大范圍的雨雪降溫天氣是由兩股冷空氣前后“合作”所致。第一股冷空氣強(qiáng)度較強(qiáng),于19日~20日影響我國(guó)北方,將之前明顯偏高的氣溫拉回到0℃上下,為后面的降雪創(chuàng)造了溫度條件;后一股冷空氣接踵而至,并與南方暖濕氣流配合,制造出大范圍的雨雪。
此次暴雪過(guò)程屬低槽切變型,21日08時(shí)周口市上空處500hPa槽前,700hPa切變右前方,850hPa切變左前方,各層動(dòng)力系統(tǒng)配置良好。850hPa急流大于12m/s,水汽輸送良好,低空急流可造成很強(qiáng)的短時(shí)暖濕空氣的平流,并加強(qiáng)低層擾動(dòng)。200hPa高空急流大于30m/s,此時(shí)有高空急流通過(guò),與高空急流相伴隨的輻散場(chǎng)和次級(jí)環(huán)流為該次暴雪提供了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。急流入口區(qū)右側(cè)的抽吸作用,有利于潛熱的釋放,潛熱釋放使對(duì)流層高層位勢(shì)高度增加,輻散作用進(jìn)一步促進(jìn)暖濕空氣的上升,形成正反饋機(jī)制[4]。
3 物理量分析
3.1 動(dòng)力條件
從垂直上升速度剖面分析來(lái)看,21日08時(shí)到20時(shí)為增大趨勢(shì),其中14時(shí)左右達(dá)到-20m/s,這與14時(shí)~15時(shí)的較強(qiáng)雪強(qiáng)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從散度剖面分析可以看出,21日08時(shí)后,周口市上空300hPa以上存在正散度區(qū),高空輻散有利于地面渦旋加深,上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)。
3.2 水汽條件
沿周口市作水汽通量散度的剖面圖可以看出,08時(shí)水汽含量大值區(qū)在該市略偏西,達(dá)到10g/(cm·s),水汽通量散度在周口市850hPa附近有負(fù)值區(qū),其絕對(duì)值達(dá)到8.5g/(cm2·hPa·s),說(shuō)明中低層有強(qiáng)烈的水汽輻合,為降雪提供了必要條件。20時(shí),隨著水汽大值區(qū)逐漸移出,水汽輻合也逐漸減弱,降雪逐漸停止。
4 降水相態(tài)及霰雪成因
根據(jù)《河南省天氣預(yù)報(bào)技術(shù)手冊(cè)》,暴雪日發(fā)生前一個(gè)時(shí)次20時(shí)850hPa上邢臺(tái)、章丘、鄭州三站的溫度同時(shí)在-4℃以下。分析降雪時(shí)段850hPa溫度可知,08時(shí)-4℃線在開(kāi)封-漯河、南陽(yáng)東一帶。以周口市區(qū)處在-1℃,此時(shí)地面伴隨降雪,氣溫隨之下降。21日20時(shí),850hPa溫度降至-6℃;925hPa溫度08時(shí)為-4.5℃,地面氣溫在降雪過(guò)程中逐漸下降。
此次過(guò)程主要為固態(tài)降水,嚴(yán)格意義上講,降雪相態(tài)為霰。從08時(shí)阜陽(yáng)站探空?qǐng)D可見(jiàn)近地面層存在逆溫層,850hPa處存在相對(duì)干的氣層,初步推測(cè)這或是相態(tài)為霰的主要原因。推測(cè)雪花從高處下降時(shí),遇到相對(duì)干的氣層,雪花外側(cè)蒸發(fā)一部分,在其下降時(shí),因?yàn)槟鏈貙拥拇嬖?,溫度隨之降低,雪花再次結(jié)晶,最后形成霰粒。
5 結(jié)論
大尺度環(huán)流形勢(shì)提供了此次降雪過(guò)程的發(fā)生背景,來(lái)自低緯度的暖濕空氣和北方南下的冷空氣交匯形成降雪。與高空急流相伴隨的輻散場(chǎng)和次級(jí)環(huán)流為該次暴雪提供了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。
周口處于700hPa、850hPa切邊線之間,中低層均有水汽輸送,低空急流可造成很強(qiáng)的暖濕空氣的平流,強(qiáng)烈的水汽輻合提供了暴雪發(fā)生的水汽條件。近地面逆溫層的存在有可能是霰雪的主要成因。
參考文獻(xiàn)
[1]王新敏,布亞林,等.河南省暴雪天氣特征及預(yù)報(bào)模型[J].河南氣象,2000(04):1-2.
[2]梁鈺,蘇愛(ài)芳.2003 年河南省兩類典型暴雪天氣對(duì)比分析[J].河南氣象,2004(01):12-14.
[3]宋婧,任曉燕,等.周口市暴雪及冬季強(qiáng)降水預(yù)報(bào)[J].氣象與環(huán)境科學(xué),2001(01):16-17.
[4]邢如峰.空急流對(duì)天氣系統(tǒng)的影響及其變化機(jī)制[D]. 中國(guó)海洋大學(xué),2015.
作者簡(jiǎn)介:王瑞祥,本科學(xué)歷,助理工程師,研究方向:中短期天氣預(yù)報(bào)及災(zāi)害性天氣研究。