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        2021年11月錫林郭勒盟一次極端暴雪天氣過程分析

        2022-08-12 05:36:12李曉坤
        農(nóng)業(yè)災害研究 2022年5期

        李曉坤

        錫林郭勒盟氣象局,內(nèi)蒙古錫林浩特 026000

        眾所周知,暴雪對國民經(jīng)濟和人民生活的危害有時比暴雨更大。我國的暴雪災害主要集中在西部高原地區(qū)[1-2]和東北地區(qū)[3-5],而華北地區(qū)[6-7]、黃淮地區(qū)[8]、寧夏北部地區(qū)等地區(qū)也有暴雪災害。在內(nèi)蒙古冬季,暴雪幾乎年年發(fā)生,尤其沿陰山和大興安嶺一帶經(jīng)常發(fā)生。強暴雪過程的形成原因比較復雜,因此,利用常規(guī)觀測資料、雷達等資料,運用天氣學分析和物理量場診斷分析,對錫林郭勒盟此次大暴風雪過程進行分析,總結指標有利于提高預報準確率。

        1 天氣實況

        2021年11月5 —7日,錫 盟 出 現(xiàn)秋末冬初第一場強降雪天氣,此次大暴雪天氣過程影響范圍廣、強度大、持續(xù)時間長,存在雨雪轉換特征,伴有霧霾、大風、暴風雪天氣,西烏珠穆沁旗日降雪量突破歷史極值,二連浩特、蘇尼特左旗、正鑲白旗、太仆寺旗、正藍旗、多倫縣日降雪量超過極端閾值。降雪從2021年11月5日17:00開始,一直持續(xù)至7日夜間,主要時段集中在5日20:00~6日20:00,只有二連浩特、蘇尼特右旗涉及降水相態(tài)的轉換,且在5日20:00之前為雨或雨夾雪,之后均轉為純雪的相態(tài)。

        5日20:00 ~6日20:00(表1),最大降雪量出現(xiàn)在太仆寺旗貢寶拉格蘇木,為28.6 mm大暴雪。國家站最大降雪量出現(xiàn)在西烏珠穆沁旗,為24.4 mm大暴雪,最大積雪深度達到24 cm。西烏珠穆沁旗大部地區(qū)降雪量均在10 mm以上,蘇尼特右旗、正鑲白旗、太仆寺旗、正藍旗、多倫縣大部地區(qū)為10.2~16.4 mm暴雪,積雪深度均在10 cm以上,錫林浩特、烏拉蓋、阿巴嘎旗、蘇尼特左旗、二連浩特、鑲黃旗、朱日和為5.5~8.9 mm大雪,積雪深度4~9 cm。6日20:00~7日20:00降雪區(qū)移至我盟南部地區(qū),其中太仆寺旗東部、多倫縣11.6~14.9 mm暴雪,太仆寺旗西部、正藍旗南部8.4~9.9 mm大雪(圖1)。

        表1 2021年11月5—7日錫林郭勒盟地區(qū)過程降水量

        圖1 2021年11月6日05:00~15:00錫林郭勒盟太仆寺旗貢寶拉格蘇木逐小時降雪量

        2 災情情況

        此次降雪導致錫林浩特、阿巴嘎旗、西烏珠穆沁旗、太仆寺旗、多倫縣遭受雪災。截至2021年11月10日15:00,5個旗縣,16個蘇木鄉(xiāng)鎮(zhèn)2 846人受災,災害導致育苗大棚146座壓塌,蔬菜大棚79座、牛棚123座、豬舍9座不同程度損壞,倒塌倉房2間,雞舍4個,損壞牛槽子7個,牛架7個,1處太陽罩,死亡牛1頭,傷1頭,死亡樣122只。直接經(jīng)濟損失約為853.53萬元。同時,受降雪天氣影響,6日高速公路部分路段實施交通管制,客運班車和機場航班全部停運,給人們出行和交通運輸帶來不利影響。

        3 環(huán)流背景

        200 hPa高空急流明顯加強,錫盟處于高空急流出口區(qū)左側,“抽吸作用”明顯,有利于上升運動的加強,造成強降雪天氣。

        500 hPa中高緯為“兩脊一槽”,新疆東側至貝加爾湖上空為東北—西南向的低壓槽,巴爾喀什湖和我國東北地區(qū)上空分別有一高壓脊,錫盟處于新疆東側至貝加爾湖上空低壓槽前西南氣流控制。從5日08:00~7日08:00,隨著低壓槽的東移,錫盟受其槽前影響,西南氣流明顯增強,有利于西南水汽通道的建立為暴雪區(qū)提供水汽條件。

        850 hPa錫盟北部與南部交界地區(qū)上空存在一條明顯的東北風與偏南風的暖式切變線,且東北風速14 m/s,偏南風風速達10 m/s。隨著切變線的南壓,風速風向輻合明顯,為暴雪提供了有利的動力條件。高層西南氣流配合低層東北氣流的相互作用,使得暖濕空氣沿著冷墊爬升,有利于強降雪天氣的產(chǎn)生。

        地面5日14:00錫盟南部地區(qū)受河套倒槽的影響,北部地區(qū)受地面冷高壓底前部影響,5日17:00地面冷高壓明顯增強,中心值由1 045 hPa增至1 047.5 hPa,迫使河套倒槽減弱南壓,錫盟地區(qū)處于冷高壓底前部,受地面冷鋒影響。隨著地面冷高壓的南壓,5日20:00~6日11:00錫盟受冷鋒過境影響,冷墊增厚,有利于降水效率的提高,出現(xiàn)了強降雪、大風、暴風雪的天氣。

        4 物理量場分析

        4.1 動力條件

        從散度場分析,5日20:00 850 hPa錫盟西部處于負值區(qū)控制,東部地區(qū)處于正值區(qū)控制,而200 hPa處于錫盟西部處于正值區(qū)控制,東部地區(qū)處于負值區(qū)控制,說明西部地區(qū)低層輻合高層輻散,而東部地區(qū)低層輻散高層輻合,疊加冷鋒鋒區(qū)影響,存在明顯的次級環(huán)流,有利于上升運動的進一步加強,造成強降雪天氣。

        4.2 水汽條件

        850 hPa存在一支風速>12 m/s的東北風急流,有利于將鄂霍次克海的水汽源源不斷地輸送至錫盟上空,提供充足的水汽條件。此次強降雪天氣錫盟南部地區(qū)比濕達到2~4 g/kg,水汽通量散度存在明顯的負值區(qū),有利于水汽的輻合上升。

        4.3 層結條件

        選取錫林浩特(54102)的探空圖進行分析,5日20:00存在逆溫層,低層850 hPa為東北風,700 hPa以上為西南風,說明暖濕氣流沿著冷墊爬升,有利于提高降雪效率,造成強降雪天氣。0℃層位于2 km左右,-20℃層位于5 km左右,有利于過冷水滴的進一步冷卻,增加冰晶雪花,造成大雪天氣。同時,大風指數(shù)為35,說明錫林浩特易出現(xiàn)大風天氣,伴隨降雪的產(chǎn)生,暴風雪天氣將襲擊錫林浩特機場上空。

        5 雷達資料分析

        5.1 基本反射率因子

        從5日14:27開始,有20 dBz的雷達回波開始影響那仁寶力格站,回波向東方向移動,移速在80 km/h左右,回波呈片狀,至16:23最大回波強度達30 dBz,維持此強度至20:26,之后強度增至35 dBz,并移動至西烏珠穆沁旗上空。由于35 dBz影響時間較長,西烏珠穆沁旗在5日夜間出現(xiàn)暴雪天氣。6日05:25回波開始影響錫盟南部地區(qū),回波強度維持在30 dBz左右,一直持續(xù)至7日04:10,影響時間較長,東南部地區(qū)出現(xiàn)暴雪天氣。

        5.2 平均徑向速度

        5日22:57 ,風向存在明顯的轉變,由偏南風轉東北風,存在速度模糊,最大正速度達39 m/s,由此可知,近地層有鋒面過境,出現(xiàn)大風天氣,配合降雪,易出現(xiàn)暴風雪。到6日04:00,風向一致轉為東北風,風速有所減弱,6日12:00風向轉為偏北風影響,風速減弱為27 m/s。

        5.3 導出產(chǎn)品

        此次降雪過程最大組合反射率因子為35 dBz,但35 dBz影響時間較長,造成暴雪天氣。從1 h降水量產(chǎn)品分析,07:00~08:00的小時降水量西烏珠穆沁旗為0.1 mm,錫林浩特為1 mm,但實況西烏珠穆沁旗出現(xiàn)2.4 mm降雪,錫林浩特0.6 mm。說明OHP產(chǎn)品對降雪量級的反演偏小。由于測量范圍有限,錫盟南部地區(qū)OHP產(chǎn)品無法應用。

        從回波演變特征看,從5日14:27開始存現(xiàn)回波頂特征,最大高度為6 km左右,至5日18:47,回波頂高度達8 km,5日19:34~6日05:25西烏珠穆沁旗上空最大回波頂高度達9 km左右,錫林浩特上空為6 km,說明大片層狀云回波中夾雜著局地發(fā)展旺盛的強回波,上升運動強烈,有利于暴雪天氣的發(fā)生。

        6 結論

        (1)此次強降雪天氣過程中,高層西南氣流配合低層東北氣流的相互作用,使得暖濕空氣沿著冷墊爬升,有利于強降雪天氣的產(chǎn)生。

        (2)高空急流加強,錫盟處于出口區(qū)左側,“抽吸作用”加強,高空槽、低層風向風速切變、地面冷鋒影響促使上升運動加強,有利于暴雪天氣的發(fā)生。

        (3)錫盟西部地區(qū)低層輻合高層輻散,而東部地區(qū)低層輻散高層輻合,疊加冷鋒鋒區(qū)影響,存在明顯的次級環(huán)流,有利于上升運動的進一步加強,造成強降雪天氣。

        (4)比濕達到2~4 g/kg,水汽通量散度為負值影響,850 hPa存在一支風速>12 m/s的東北風急流,有利于將鄂霍次克海的水汽源源不斷地輸送至錫盟上空,提供充足的水汽。

        (5)雷達產(chǎn)品顯示降雪天氣過程基本反射率因子最大回波強度為35 dBz,回波影響時間長,徑向速度顯示近地層風力為39 m/s,組合反射率最大強度35 dBz,回波頂高6~8 km,OHP產(chǎn)品預計1 h降水量反演的量級較小。

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