貴州強降雪天氣過程環(huán)流形勢分析

曾 維

(民航貴州省空中交通管理分局氣象臺，貴州 貴陽 550012)

1 引言

貴州冬季多出現(xiàn)凍雨天氣，雨夾雪次之，大雪或暴雪天氣(稱為降雪)偶有出現(xiàn)。而一旦貴州降雪天氣和凍雨天氣連接出現(xiàn)，對工農業(yè)生產及人們的生活會造成極大影響。貴州有“雨夾雪、半個月”之說，說明降雪和凍雨天氣連接出現(xiàn)，其災害影響時間一般較長，影響較大。貴州降雪主要受西路冷空氣及南海暖濕氣流的共同影響而形成，同時南支槽的動力抬升及槽前西南氣流對水汽的輸送也對貴州的降雪起重要作用。宋丹［1］等對1962—2005年貴州出現(xiàn)的9次大范圍持續(xù)時間較長的降雪天氣過程的大氣環(huán)流場、水汽和動力條件進行診斷分析。高輝［2］等從氣候角度分析了2008年1月10日—2月初我國發(fā)生的大范圍低溫雨雪冰凍災害可能成因，認為湖南、貴州等地逆溫層不斷加強并長時間維持是上述地區(qū)大范圍凍雨持續(xù)出現(xiàn)的主要原因。

本文主要通過7個典型個例，從環(huán)流形勢、地面冷空氣等方面對貴州降雪天氣進行分析，為降雪天氣的預報提供一定的參考。個例時間分別為1965年3月4日、1976年3月2日、1977年2月7日、1983年12月28日、1999年1月10日、2000年1月29日、2008年1月28日，一共7個例，以上個例均為貴州歷史上比較典型的降雪天氣個例，個例從12月—3月均有代表。使用資料為地面觀測資料及NCEP/NCAR再分析資料。

2 降雪天氣環(huán)流型

從中短期天氣預報角度來講，預報員更為關心產生降雪的前期環(huán)流形勢，貴州降雪天氣的環(huán)流與高原北側的中高緯度環(huán)流、高原南側的低緯度環(huán)流以及貴州本地的天氣系統(tǒng)有關。本文根據(jù)1965—2008年貴州歷史上比較典型的降雪天氣過程，從短期天氣預報角度出發(fā)，注重高原上和高原南、北側500 hPa的天氣系統(tǒng)，特別是導致冷空氣入侵高原的中高緯度天氣系統(tǒng)，把導致該地區(qū)冬、春季降雪的環(huán)流形勢歸納為兩種類型:兩槽一脊型、橫槽轉豎型(表1)。以下通過典型個例，分別介紹它們的環(huán)流形勢、冷空氣入侵的路徑、高低空配置、水汽供應等。

表1 各降雪環(huán)流型情況統(tǒng)計

2.1 兩槽一脊型

1977年2月7日降雪天氣過程為兩槽一脊型。以此為例，分析1977年2月7日500 hPa日平均高度場(圖略)，亞洲中高緯地區(qū)主要受高壓脊影響，西部槽位于烏拉爾山附近，東亞大槽位于140°E以東地區(qū);南支槽異常深厚，位于85°E附近，貴州處于南支槽前西南暖濕氣流控制中，強烈的西南暖濕氣流為貴州降雪天氣提供了充足的水汽供應;河套地區(qū)西北部有弱槽發(fā)展東南移引導小股冷空氣從正北路徑南下補充。

700 hPa等壓面上(圖略)，繞高原的南北兩支氣流匯合于盆地東部的川渝地區(qū)，形成南北風的切變，同時，切變區(qū)有冷舌存在，說明沿高原東側有較強且深厚的冷空氣南下，該冷舌切變是貴州降雪天氣的關鍵系統(tǒng)，原因有二:其一，切變?yōu)橘F州降雪提供動力抬升條件。有無切變是貴州預報降雪或者凍雨的主要指標條件之一。在同等條件下，700 hPa有切變，貴州出現(xiàn)雨夾雪或降雪的可能性大，沒有切變貴州出現(xiàn)凍雨或者小雨的可能性較大。其二，冷舌說明冷空氣厚度較深，可以使得鋒面從貴州的東部地區(qū)沿地形爬升向西，直到云南貴州的交界處，鋒面影響貴州全省，且冷鋒勢力足夠強，能產生足夠的抬升力，為降雪天氣提供動力條件。由于地形的作用，冷空氣從高原東側正北路徑南下時，下沉增溫使得鋒面有所減弱，冷氣團有所變性，若冷空氣及一般強度冷空氣通常情況下造成貴州小雨或者凍雨天氣。同時，分析1977年2月7日、8日平均海平面氣壓場可知，冷空氣中心位于華北地區(qū)，如果沒有冷空氣的補充，僅靠地轉偏向力的作用無法使得冷空氣沿著地形爬升，從海拔略低(低洼地帶400～600 m)的貴州的東部地區(qū)向西爬升至海拔較高(2 000 m)的貴州西部地區(qū)。

從地面天氣圖(圖略)上可以看到，蒙古高壓較為強大，且高壓覆蓋東亞除青藏高原外的大部地區(qū)，但高壓中心已經分裂，分裂冷高壓中心位于華北地區(qū)，主體略偏東，鋒面位于華南地區(qū)，呈華南靜止鋒態(tài)勢，其西段位于貴州與湖南交界地區(qū);在河套小槽的引導下，冷空氣從高原東側從正北路徑補充南下，鋒面西段南壓到云南與貴州交界處，形成云貴靜止鋒開始形成的形勢。

2.2 橫槽轉豎型

2000年1月29日降雪天氣過程為橫槽轉豎型。以此為例，分析2000年1月29日500 hPa日平均高度場(圖略)，烏拉爾山地區(qū)溫度脊落后于高度脊，高度脊得以發(fā)展、穩(wěn)定建立，或者東移到西西伯利亞地區(qū)，其東側到貝加爾湖以東地區(qū)為發(fā)展的橫槽，當槽后冷平流發(fā)展較強時，橫槽轉豎，引導強冷空氣從正北或者偏東路徑南下影響或者補充影響貴州，造成貴州強降雪天氣。孟灣地區(qū)為深厚南支槽，槽前強西南氣流為強降雪天氣輸送大量的水汽，同時提供能量支持。

中低層(700 hPa及850 hPa)對應橫槽位置為較強的冷中心，且有冷舌向西南伸出，冷舌可伸到湖南和貴州地區(qū)，冷空氣的路徑基本與冷舌伸展方向一致。700 hPa貴州主要為較強西南氣流控制，風速超過12 m/s，切變位于四川與貴州交界處。

圖1 2000年1月29日700 hPa(a)、850 hPa(b)日平均風場及溫度場(等值線)

地面天氣圖上(圖略)，蒙古高壓非常強大，最強過程冷高壓中心可分析出1 057.5 hPa等值線，與兩槽一脊型強降雪天氣不同的是，橫槽轉豎型過程冷高壓中心位于貝湖附近，隨著橫槽轉豎而快速南下影響貴州。

3 探空圖特征

貴州降雪探空圖表現(xiàn)為底層存在明顯且深厚的鋒面逆溫層(大氣低層溫度及露點溫度均隨高度增加呈上升趨勢)，如1976年3月2日和2000年1月29日降雪過程的探空圖(圖2)。本文統(tǒng)計了6次典型個例的鋒面逆溫特征(表2)，由表2可知，逆溫強度(逆溫層頂溫度與逆溫層底溫度之差)普遍為3～5℃，最強可以超過10℃，2008年1月28日08的探空圖上，鋒區(qū)逆溫超過10℃。逆溫層頂多位于700 hPa以上，逆溫層厚度在600～1 300 m之間，說明冷空氣強度屬于強冷空氣。當然，這種逆溫似乎與地形有關，因為強降雪天氣發(fā)生時，700 hPa貴州幾乎均為強勁西南暖濕氣流。

表2 降雪天氣鋒面逆溫

按照李登文研究員對貴州冬季降水云體的分類方法，將云體分為鋒區(qū)云體、鋒上云體、無鋒面逆溫云體，7個典型降雪天氣個例中只有2000年1月29日降雪天氣發(fā)生時屬于鋒區(qū)云體，其余6個個例均為鋒上云體。值得注意的是，所有個例地面溫度在0℃附近，近地層溫度隨高度增加略有下降，800 hPa附近達到最低，所有個例均低于0℃。800 hPa以上溫度隨高度增加上升，到700 hPa附近達到最大值，逆溫層頂溫度在0℃附近，幾乎不存在融化層。這與貴州凍雨天氣“三層模式”特征有所不同，分析不作詳述。

4 結論及預報著眼點

貴州強降雪天氣過程在北支高空槽引導強冷空氣南下，位于孟灣地區(qū)的南支槽前的西南暖濕氣流為強降雪天氣提供水汽條件;中低層切變在貴州降雪天氣預報中有指標性意義;降雪云體多為鋒上云體。

貴州強降雪天氣預報著眼點主要有:

①冷空氣強度。預報業(yè)務中主要考慮蒙古高壓的強度、高空冷渦強度、冷空氣厚度，可以用冷高壓中心海平面氣壓或者閉合等值線值、500 hPa冷渦中心數(shù)值、700 hPa或850 hPa冷舌強度標示。

②引導系統(tǒng)。主要考慮500 hPa橫槽、河套西部發(fā)展斜壓小槽、700 hPa、850 hPa切變。尤其是700 hPa切變在貴州降雪天氣預報中有指標性意義。

圖2 1976年3月2日12時(UTC)(a)、2000年1月29日00時(UTC)(b)57816站Tlogp

③南支槽。位于孟灣地區(qū)的南支槽為貴州降雪預報的重要條件，預報中主要考慮南支槽深度、槽前偏南氣流的勢力、南支槽控制區(qū)水汽條件。干南支槽不利于出現(xiàn)降雪。

［1］宋丹，胡躍文，劉麗萍.貴州近44a降雪天氣形勢及物理量診斷分析［J］.氣象科學，2008，12:71－77.

［2］高輝，陳麗娟，賈小龍，等.2008年1月我國大范圍低溫雨雪冰凍災害成因分析［J］.氣象，2008，04:101－106.