2017年1月辽宁一次暴雪天气过程分析

2018-09-10 13:17沈斌李俊乐王磊郑国伟马骁颖
农业灾害研究 2018年5期
关键词:动力机制水汽

沈斌 李俊乐 王磊 郑国伟 马骁颖

摘要 利用地面自动站资料、NCEP再分析资料对2017年1月辽宁省一次暴雪过程的环流演变进行了分析。结果表明,此次降雪过程是冬季500 hPa高空槽前降水过程,高空槽的合并加深发展为此次降雪过程提供了良好的动力条件。850 hPa低空急流主要从华南地区沿西南方向延伸到辽宁,偏南急流向东北地区输送大量暖湿空气,为此次过程提供了丰富的水汽条件。地面系统上,蒙古气旋逐渐生成并加强东移,与此次辽宁地区降雪的形成与发展有密切联系。此次过程是北路蒙古气旋结合倒槽型降雪天气过程。

关键词 低空急流;水汽;动力机制

中图分类号:P458.121 文献标识码:A 文章编号:2095-3305(2018)05-069-02

DOI: 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.05.026

我国是世界上气候灾害多发的国家之一,除了夏季的暴雨和春季的沙尘暴之外,冬季的暴雪也给社会经济和百姓生活带来了很多影响甚至损失。因此,准确地预报强降雪天气,提前发布预警,可以提早为各部门制定正确的防灾减灾措施,并提供相应的保障,给予广大人民群众防灾避险比较准确的提示。

一直以来国外气象工作者多从天气学角度对强降雪天气进行分析[1-2]。我国对于强降雪的研究从传统的天气学分析到非常规资料的应用,也取得了较大进展。马素艳等[3]利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料、卫星云图及多普勒天气雷达资料,对内蒙古自治区2次暴雪天气过程进行了分析。分析得出500 hPa西风槽、700 hPa急流和切变线及地面倒槽是内蒙古自治区2次暴雪过程的主要影响系统,中尺度云团是造成2次暴雪过程的直接原因。王宁等[4]利用常规气象观测资料和NCEP再分析资料对吉林省2015年2月21—22日一次极端暴雪大风天气过程进行诊断分析。结果表明,高空冷涡配合地面蒙古气旋东移发展为形成暴雪的重要因素。庄晓翠等[5]利用区域自动站逐时观测资料、ECMWF细网格初始场资料、红外云图、雷达产品及NCEP FNL再分析资料,对新疆西部2014年1月28日一次暴雪天气过程进行分析。结果表明,在有利的环流背景下,暴雪落区位于中尺度短波槽前、低层及地面中尺度系统强辐合与高空强辐散重叠区域,并出现在中尺度冷云团边缘及TBB梯度最大区域的前部。中尺度冷云团的数量及持续时间与降雪量呈正比。

2017年 1月 26—27 日辽宁省中东部地区出现一次强降雪过程,虽然此次降雪过程强度较小,未造成严重影响,但在预报过程中,此类暴雪易出现漏报,因此笔者对辽宁地区此次暴雪过程的系统进行诊断分析,以期为辽宁省暴雪预报提供参考。

1 天气概况

2017年1月26日08:00至27日07:00,辽宁省出现强降雪天气(图1)。全省平均降水量为3 mm,最大降水出现在本溪市区,降雪总量为13 mm。具体分布为本溪市区、本溪县、宽甸降暴雪,鞍山、抚顺、营口、辽阳、铁岭地区及沈阳市区、桓仁、丹东市区、东港、凤城降中雪到大雪,大连、盘锦地区及辽中、新民、康平、法库降小雪。

2 环流背景分析

2.1 500 hPa环流

降雪前期,2017年1月25日20:00 500 hPa环流上,欧亚大陆中纬度地区为平直的纬向环流,蒙古高原以东的河套地区上有短波浅槽缓慢东移。而高纬度地区呈两槽两脊型,西伯利亚附近为高压脊,脊前极地冷空气沿偏北气流南下,贝湖以东自北向南有高空槽存在,强度不大。辽宁地区处于高压脊内,受西北气流影响。到26日08:00,日本海至鄂海一带有高压脊发展加强,阻挡了西北冷空气东移,导致冷空气在贝湖以东不断堆积。同时受西来短波槽冷空气的持续补充,贝湖地区冷槽在东移南下的过程中逐渐发展加深。在贝湖以东至内蒙古中部已形成明显的南北向高空槽。高空急流呈西北-东南向,到达40°N附近。极地的冷空气东移南压到贝加尔湖东部地区,60°N、110°E附近冷空气中心強度为-48℃,冷平流较强,且温度槽落后于高度槽,强冷平流输送使得高空槽进一步增强加深。高空槽附近的锋区较强,500 hPa图上锋区附近45°~50°N有4条等温线。降雪前,形成南北跨度大于20纬度的一个深槽,东北地区处于槽前的上升气流区,这种环流为东北地区产生降雪提供了有利的背景场。受高空槽和斜压锋区影响,辽宁省出现一次明显降雪过程。26日20:00,随着冷空气的持续补充,高空槽进一步东移南下,内蒙古北部至山东北部高空槽明显且深厚,但主体已过120°E,对辽宁省影响趋于结束。参考《辽宁省13类灾害天气预报方法汇编》中“辽宁省区域性大雪预报指标研究”一章,经过500 hPa环流形势对比分析可知,此次过程与北路蒙古气旋结合倒槽型大雪概念模型相一致。

2.2 850 hPa环流

降雪前期,2017年1月25日20:00 850 hPa环流上,中纬度环流表现为两高对峙的形势,黄海至日本海一带受高压控制形成东阻形势(简称东阻),另外在110°E以西有高压脊从青藏高原延伸到贝加尔湖地区,两脊之间宽广的低槽区内存在低值系统。海上高压后部的西南气流与大陆高压前部的偏北风使河套地区以西至内蒙古以北形成低压槽,辽宁地区处于槽前的西南气流中。26日08:00,东阻形势维持且有所加强。随着大陆高压逐渐东移,在内蒙古与黑龙江交界处形成等高线的闭合中心(中心位于50°N,125°E),气旋性涡度加强,低压槽也随之东移南伸至黑龙江西部至河北北部一带。辽宁位于槽前,受西南风向控制,西南急流建立。急流主要从华南地区沿西南方向延伸到辽宁,最大风速可达28 m/s,偏南急流向东北地区输送大量暖湿空气,为此次过程提供了丰富的水汽条件。26日08:00—20:00正是辽宁中东部地区降雪最强阶段,降雪区主要位于槽前附近,小时最大降水量达4.6 mm,由此可见降雪天气与西南急流建立有直接关系。26日20:00,随着冷空气持续补充南下,低涡中心东移北上,低压槽东移至辽宁以东地区,辽宁省风向转为槽后西北气流控制,强降雪过程逐渐减弱停止。参考《辽宁省13类灾害天气预报方法汇编》中“辽宁省区域性大雪预报指标研究”一章,经过850 hPa环流形势对比分析可知,此次过程与北路蒙古气旋结合倒槽型大雪概念模型相一致。

2.3 地面系统

海平面气压场表现为蒙古气旋逐渐生成并加强东移。25日20:00,新疆北部地区及黄海至日本海附近持续有高压存在,两高之间形成广阔的低压带。随着贝湖以西地区高压增强,低压带整体向东北移,逐渐形成低压中心并加强。26日08:00,低压中心位于内蒙古、黑龙江及吉林交界处,低压中心值达1 010 hPa,气旋底部是一个狭长的低压槽区,此时辽宁位于低压底部。至26日20:00,气旋东移北抬并进一步加强,低压中心值达1 005 hPa,气旋位于黑龙江东北部,辽宁处于气旋底部偏北气流控制。低压中心移动与加强的过程,与辽宁地区降雪的形成与发展有密切联系。27日08:00,气旋主体东移入海,辽宁省转为高压前部西北大风影响,降水趋于结束。参考《辽宁省13类灾害天气预报方法汇编》中辽宁省区域性大雪预报指标“研究”一章,经过地面气压场演变对比分析可知,此次过程与北路蒙古气旋结合倒槽型大雪概念模型相一致。

3 结论

(1)此次降雪过程是冬季500 hPa高空槽前降水过程,高空槽的合并加深发展为此次降雪过程提供了良好的动力条件。

(2)850 hPa低空急流主要从华南地区沿西南方向延伸到辽宁,偏南急流向东北地区输送大量暖湿空气,为此次过程提供了丰富的水汽条件。

(3)地面系统上,蒙古气旋逐渐生成并加強东移,与此次辽宁地区降雪的形成与发展有密切联系。

(4)此次过程是北路蒙古气旋结合倒槽型降雪天气过程。

参考文献

[1] PATRICK S M, DAVID C. Formation of a sharp snow gradient in a Midwestern heavy snow event[J]. Weather Forcasteing, 2002(17):723-738.

[2] MICHAEL L J, MICHAEL S E. A compar?鄄ison of two banded, heavy snowstorms with very different synoptic settings[J]. Weather Forcasteing, 2004, 1919:1011-1028.

[3] 马素艳, 张超史,金丽.回流与倒槽作用引发的内蒙古自治区两次暴雪天气过程分析[J]. 气象与环境学报, 2017, 33(1): 19-26.

[4] 王宁,秦玉琳,姚帅,等.不同触发条件下吉林省一次极端暴雪大风天气过程诊断分析[J].气象与环境学报,2017, 33(3): 1-9.

[5] 庄晓翠, 覃家秀, 李博渊. 2014年新疆西部一次暴雪天气的中尺度特征[J]. 干旱气象, 2016, 34(2):326-334.

责任编辑:郑丹丹

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