本溪地區(qū)一次大到暴雪天氣過程分析

張海軍　王煥毅

摘要 利用本溪地區(qū)2014年3月3—4日降水天氣過程中的地面加密自動(dòng)站資料、常規(guī)探空資料及T639、日本、歐洲數(shù)值產(chǎn)品輸出資料對(duì)此次大到暴雪過程進(jìn)行了分析。通過環(huán)流背景分析及物理量場診斷分析，揭示了大尺度環(huán)流背景、高低空急流、地面氣旋的演變等對(duì)此次大到暴雪過程的影響。結(jié)果表明，此次大到暴雪過程是大尺度環(huán)流背景下產(chǎn)生的，東北冷渦與烏拉爾山高壓脊的穩(wěn)定與發(fā)展，有利于冷空氣持續(xù)南下，使遼寧西部低值系統(tǒng)建立和發(fā)展，為本溪地區(qū)的大雪到暴雪天氣提供了有力的環(huán)流背景；本溪地區(qū)3月降水相態(tài)主要包括雪、雨夾雪和雨，在降水的預(yù)報(bào)中根據(jù)850 hPa、925 hPa、地面溫度以及0 ℃層高度可以作出降水相態(tài)的預(yù)判；在低空急流的影響下，暖濕西南氣流沿低空急流傾斜上升，與高層冷空氣形成下暖濕、上干冷的大氣不穩(wěn)定層，低空急流作為低層能量和水汽的集中輸送帶對(duì)此次大到暴雪過程的產(chǎn)生和維持起到重要作用；切變線、高低空急流及地面倒槽的共同影響，為此次大雪到暴雪天氣提供有力的動(dòng)力條件。

關(guān)鍵詞 暴雪天氣過程；東北冷渦；華北倒槽；低空急流；降水相態(tài)；遼寧本溪

中圖分類號(hào) P458.121 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）07-0245-03

Abstract The article analyzed the big to the blizzard process of Benxi area during March 3rd to 4th in 2014 by the ground in the process of encryption automatic weather station precipitation data andconventional sounding data and T639，Japan，Europe numerical product output data.The analysis of the circulation background and physical quantity diagnosis revealled the large scale circulation background；high and low air jet and the evolution of the ground cyclone influence on the process of big to blizzard.The results showed that the process was caused by large scale circulation background，the stable development of northeast cold eddyandrural mountains ridge contribute to the cold air southward continuously and the low system establishment and development in western Liaoning，which provided strong circulation background for the heavy snow of Benxi area.The precipitation of Benxi in marchmainly included snow，sleet and rain，we could forecast the precipitation phase by the temperature of 850 hPa and 925 hPa，ground temperature and the 0 ℃ layer height；Under the influence of low level jet，southwest of warm moist air rised along the low-level jet and generatesunstable atmospheric layer of warm，moist upper part and dry，cold lower part，low level jet played an important role to the big to blizzard process of produce and maintainas lower energy and water vapor concentration of conveyor belt；The Shear line，the height and low of air jet and ground inverted provided powerful dynamic conditions for the heavy snow.

Key words weather process of a heavy snow；northeast cold vortex；north China trough；low altitude jet flow；precipitation phase；Benxi Liaoning

冬季暴雪是中高緯度國家常見的一種災(zāi)害性天氣現(xiàn)象，我國暴雪災(zāi)害主要集中在東北地區(qū)和西北高原山區(qū)[1]，暴雪也是遼寧省冬季預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的重點(diǎn)之一。近些年，我國北方多次出現(xiàn)雨雪冰凍災(zāi)害，降雪、積雪及其造成的影響引起了北方天氣預(yù)報(bào)工作人員的廣泛關(guān)注，并從多方面進(jìn)行了深入研究[2-7]。本溪縣3月是最易出現(xiàn)暴雪或雨轉(zhuǎn)暴雪的月份，本文從環(huán)流背景和天氣形勢特點(diǎn)入手，通過對(duì)特性層溫度的分析，判斷出此次過程的降水相態(tài)；通過對(duì)反映動(dòng)力、熱力和水汽條件的相關(guān)物理量實(shí)況場的診斷分析，為今后本溪地區(qū)冬末春初的強(qiáng)降雪過程預(yù)報(bào)提供部分參考依據(jù)。

1 天氣過程概述

2014年3月3—4日受華北倒槽影響，本溪地區(qū)出現(xiàn)大范圍降雪天氣過程，引發(fā)局地暴雪災(zāi)害性天氣。從3日20：00開始至4日13：00降雪結(jié)束，過程降雪量在4.3～11.0 mm之間，雪量分布不均，最大降雪出現(xiàn)在本溪縣小市鎮(zhèn)，雪量11.0 mm，雪深5 cm，最小降雪出現(xiàn)在本溪南部草河口站，雪量4.3 mm，雪深4 cm（表1）。此次降雪過程具有持續(xù)時(shí)間長、影響范圍廣、降雪分布不均等特點(diǎn)。

2 資料與方法

利用地面加密自動(dòng)站資料、常規(guī)探空資料及T639、歐洲數(shù)值產(chǎn)品輸出資料對(duì)此次大到暴雪過程進(jìn)行分析。通過環(huán)流背景分析及物理量場診斷分析，揭示大尺度環(huán)流背景、高低空急流、地面氣旋的演變等對(duì)此次大到暴雪過程的影響。

3 成因分析

3.1 環(huán)流形勢分析

3.1.1 500 hPa中層環(huán)流。過程前期高空500 hPa歐亞中高緯度為一渦一脊環(huán)流形勢。3日8：00—20：00，東亞沿岸冷渦系統(tǒng)穩(wěn)定少動(dòng)，渦后橫槽下擺過程中冷空氣不斷補(bǔ)充南下，配合西南急流攜帶暖濕水汽北上，加之地形的抬升作用使得這次天氣過程降雪時(shí)間長、雪量大。該過程500 hPa形勢特點(diǎn)為東北冷渦后部西北氣流引導(dǎo)極地冷空氣南下，低渦橫槽下擺，促使西風(fēng)急流轉(zhuǎn)為西南向急流，冷暖空氣在遼寧省上空交綏形成較強(qiáng)的輻合區(qū)，顯然這場大雪到暴雪的發(fā)生在高低空急流的焦點(diǎn)附近，高空急流右側(cè)的輻散區(qū)，低空急流左前方的輻合區(qū)（圖1a、b）。

3.1.2 850 hPa低層環(huán)流。配合500 hPa高層一脊一渦的環(huán)流形勢，在850 hPa低層歐亞地區(qū)為明顯的一槽一脊，亞歐高緯地區(qū)烏拉爾山—貝加爾湖地區(qū)有一強(qiáng)冷高壓加強(qiáng)，高壓前部溫壓場正交，冷平流輸送作用強(qiáng)。烏拉爾山前部的極地冷空氣沿貝加爾湖南下為北支鋒區(qū)，鋒區(qū)強(qiáng)度達(dá)到每10緯度16 ℃降溫，南支鋒區(qū)位于我國的河套地區(qū)，鋒區(qū)附近已有低渦生成，在其前部出現(xiàn)12 m/s低空急流。3日20：00，北支鋒區(qū)繼續(xù)南壓與東北上空的南支鋒區(qū)合并，鋒區(qū)加強(qiáng)，風(fēng)速明顯加大，多站出現(xiàn)16 m/s低空急流從而形成西南急流帶，低層正渦度平流加強(qiáng)，有利于地面減壓（圖1c、d）。

3.1.3 地面環(huán)流。從3月3日8：00地面圖上，華北地區(qū)有一明顯的倒槽發(fā)展東移，在其南部的低渦東移和北部倒槽合并，低壓倒槽后部河套西部冷鋒鋒區(qū)明顯東移南壓，氣壓梯度加大，斜壓性加強(qiáng)。3日14：00在地面倒槽北部3 h變壓最大中心為-3.2 hPa，預(yù)示未來倒槽向東北方向發(fā)展，在倒槽暖區(qū)伴隨有暖鋒鋒生。該3 h負(fù)變壓大值區(qū)正好位于本溪附近，說明本溪地區(qū)位于倒槽暖區(qū)，地面減壓作用明顯，有利于暖區(qū)降水的發(fā)生（圖2）。

3.2 降水相態(tài)分析

本溪地區(qū)雨雪轉(zhuǎn)換的指標(biāo)主要參考850 hPa的溫度，850 hPa的溫度范圍在-6 ℃

3.3 物理量診斷分析

3.3.1 水汽條件。大型降水離不開充沛的水汽條件。此次降水準(zhǔn)飽和濕層在850 hPa以下，近地層比濕在3 g/kg，溫度露點(diǎn)差在1～3 ℃之間，范圍涵蓋了本溪地區(qū)、遼陽東部和丹東北部地區(qū)；而850 hPa比濕為2 g/kg左右，850 hPa以上濕度不是很大，整層的水汽并沒有達(dá)到飽和狀態(tài)。從水汽通量及水汽通量散度來看，水汽通量在渤海灣—營口—本溪東部地區(qū)有1條較窄的西南東北向水汽輸送帶，水汽通量散度在850 hPa有一大值區(qū)，中心在本溪市西北部，對(duì)應(yīng)降水中心。

低空急流作為低層能量和水汽的集中輸送對(duì)此次大到暴雪過程產(chǎn)生和維持起到重要作用。3日20：00東?！綎|半島—渤海、黃海北部出現(xiàn)風(fēng)速12 m/s以上的西南急流，渤海海區(qū)上空風(fēng)速均在16 m/s以上，低空急流的建立（圖3陰影部分為12 m/s和16 m/s低空急流），急流軸把豐富的水汽經(jīng)渤海源源不斷地向遼寧中東部輸送，并在本溪市西部上空出現(xiàn)了明顯的系統(tǒng)性風(fēng)速輻合，造成大量水汽堆積。當(dāng)上游的低渦系統(tǒng)逼近時(shí)，受渦底部較弱的偏西氣流影響，可引起較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放?？梢?，低空急流長時(shí)間維持不僅可以將水汽輸送到本溪市，提供豐富水汽，并在低空急流出口左前方形成強(qiáng)的水汽輻合中心，造成強(qiáng)輻合上升運(yùn)動(dòng)，有利于暴雪的產(chǎn)生（圖4）。

3.3.2 動(dòng)力條件。3月3日20：00地面倒槽頂部發(fā)展到渤海灣至遼寧中部地區(qū)，在其前部有明顯的正渦度平流輸送，地面倒槽向東北方向移動(dòng)中，渦度中心與地面倒槽的位置大體一致。本溪西部地區(qū)高空中低層正渦度增強(qiáng)，850 hPa為強(qiáng)輻合，500 hPa弱輻散，850 hPa垂直速度大值區(qū)位于遼寧西部，本溪上空的垂直速度一般；而從地面風(fēng)場可以看到，風(fēng)向的輻合區(qū)和低空西南急流位置基本吻合。說明中低層系統(tǒng)是這次降雪過程的主要影響機(jī)制。

3.3.3 熱力條件。強(qiáng)降雪天氣前期的回暖增濕是產(chǎn)生強(qiáng)降雪天氣的充分條件。強(qiáng)降雪之前850 hPa槽前有大片的升溫區(qū)，本溪地區(qū)處于暖脊控制，本溪3日12：00—20：00氣溫一直維持在4～6 ℃，降雪前期的能量儲(chǔ)備較好[8]。

4 結(jié)語

（1）此次大到暴雪過程是大尺度環(huán)流背景下產(chǎn)生的，東北冷渦與烏拉爾山高壓脊的穩(wěn)定與發(fā)展，有利于冷空氣持續(xù)南下，使遼寧西部低值系統(tǒng)建立和發(fā)展，為本溪地區(qū)的大雪到暴雪天氣提供了有力的環(huán)流背景。

（2）本溪地區(qū)3月降水相態(tài)主要包括雪、雨夾雪和雨，在降水的預(yù)報(bào)中根據(jù)850 hPa、925 hPa、地面溫度以及0 ℃層高度可以作出降水相態(tài)的預(yù)判。

（3）在低空急流的影響下，暖濕西南氣流沿低空急流傾斜上升，與高層冷空氣形成下暖濕、上干冷的大氣不穩(wěn)定層，低空急流作為低層能量和水汽的集中輸送帶對(duì)此次大到暴雪過程產(chǎn)生和維持起到重要作用。

（4）切變線、高低空急流及地面倒槽的共同影響，為此次大雪到暴雪天氣提供有力的動(dòng)力條件。

5 參考文獻(xiàn)

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