河北北部?jī)纱螐?qiáng)降雪過程對(duì)比分析

楊杰，楊梅，高艷春，張曉輝

（承德市氣象局，河北 承德 067000）

河北北部?jī)纱螐?qiáng)降雪過程對(duì)比分析

楊杰，楊梅，高艷春，張曉輝

（承德市氣象局，河北 承德 067000）

選取河北北部承德市2010年1月3—4日和2015年2月20—21日兩次強(qiáng)降雪過程，利用常規(guī)觀測(cè)資料和NECP（1°×1°）逐6 h再分析資料，對(duì)環(huán)流形勢(shì)和物理量場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，兩次過程影響系統(tǒng)雖有不同，但500 hPa貝加爾湖附近有冷渦、低層有切變線緩慢東移、地面上貝加爾湖以西存在冷高壓,海平面氣壓場(chǎng)呈“西北高東南低”是其共同特征，也是承德出現(xiàn)強(qiáng)降雪的有利天氣形勢(shì)。物理量場(chǎng)在強(qiáng)降雪期間有以下共同特征：低層水汽通量呈輻合，輻合中心與強(qiáng)降雪有很好對(duì)應(yīng)關(guān)系；700 hPa以下為強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，且850 hPa附近有上升中心；850 hPa以上渦度為正值；垂直螺旋度整層為正值或呈“上負(fù)下正”結(jié)構(gòu)。

強(qiáng)降雪；水汽；垂直速度；渦度；垂直螺旋度

我國(guó)氣象工作者對(duì)不同強(qiáng)降雪過程的環(huán)流背景和物理量場(chǎng)等進(jìn)行研究。張恒德等[1]通過對(duì)華北一次強(qiáng)降雪進(jìn)行模擬和診斷，得出強(qiáng)降雪區(qū)存在強(qiáng)輻合上升運(yùn)動(dòng)，螺旋度大值區(qū)對(duì)應(yīng)強(qiáng)降雪中心。任麗等[2]通過分析黑龍江省3次暴雪過程中螺旋度分布與暴雪落區(qū)的關(guān)系，得出垂直螺旋度空間分布特征可用于確定影響系統(tǒng)位置和降雪落區(qū),垂直方向上螺旋度強(qiáng)度與降雪強(qiáng)度呈正相關(guān)。段麗等[3]通過分析2009年北京大雪過程，得出強(qiáng)降雪發(fā)生前500 hPa正渦度平流區(qū)、對(duì)流層中上層水平輻散中心及對(duì)流層中下層水平輻合中心呈垂直結(jié)構(gòu)，為有利于上升的動(dòng)力環(huán)境。吳振玲等[4]通過對(duì)天津一次大到暴雪天氣進(jìn)行診斷，得出降雪前天津及其周邊有較強(qiáng)對(duì)流不穩(wěn)定能量和對(duì)稱不穩(wěn)定性，有利于對(duì)流發(fā)展。宮德吉等[5]通過分析低空急流與內(nèi)蒙古大（暴）雪的關(guān)系,指出高低空急流位置及強(qiáng)度可作為降雪量及暴雪落區(qū)短期預(yù)報(bào)指標(biāo)。陳雪珍[6-9]對(duì)華北強(qiáng)對(duì)流與暴雪過程中急流特征作了分析。呂新生等[10]通過分析北疆一次暴雪過程中濕位渦特征，得出暴雪落區(qū)在700 hPa負(fù)濕位渦中心值附近。李如琦等[11]對(duì)北疆一次暴雪天氣過程進(jìn)行分析，指出暴雪發(fā)生在MPV1>0得到較大增長(zhǎng)且MPV2絕對(duì)值較大增長(zhǎng)、等θse線密集區(qū)域。這些工作從不同方面對(duì)強(qiáng)降雪發(fā)生發(fā)展機(jī)制進(jìn)行了深入研究。

近年來承德市出現(xiàn)了兩次強(qiáng)降雪過程，分別發(fā)生在2010年1月3—4日和2015年2月20—21日。強(qiáng)降雪導(dǎo)致高速公路關(guān)閉，山區(qū)道路無法行駛車輛，更有許多農(nóng)戶的蔬菜大棚被壓垮，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，對(duì)兩次過程發(fā)生發(fā)展機(jī)制進(jìn)行對(duì)比分析，找出相同或相似之處，得出對(duì)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)有指導(dǎo)意義的結(jié)論，為今后預(yù)報(bào)此類天氣提供參考。

1 資料和方法

利用2010年1月3—4日和2015年2月20—21日承德市9個(gè)氣象站的常規(guī)觀測(cè)資料和NECP（1°×1°）逐6 h再分析資料，針對(duì)強(qiáng)降雪形成特點(diǎn)，采取天氣學(xué)分析與物理量診斷方法，對(duì)比分析兩次強(qiáng)降雪過程環(huán)流形勢(shì)及物理量場(chǎng)特征，找出兩次過程中物理量場(chǎng)與強(qiáng)降雪有較好匹配關(guān)系時(shí)的共同特征。

2 降雪概況

2010年1月3—4日（以下簡(jiǎn)稱“過程1”），承德市出現(xiàn)了大范圍強(qiáng)降雪天氣，降雪開始于3日02時(shí)，4日08時(shí)降雪基本結(jié)束，降雪主要集中在3日05時(shí)—4日08時(shí)，過程降雪量為2.8～12.3 mm，最大降雪出現(xiàn)在承德市西部灤平縣，累計(jì)降雪量達(dá)12.3 mm（表1）。3日02時(shí)承德市西北部豐寧縣最先出現(xiàn)降雪，08時(shí)降雪范圍擴(kuò)大到全市；4日08時(shí)大部地區(qū)降雪停止，局部地區(qū)有零星降雪，10時(shí)左右全市停止降雪。2015年2月20—21日（以下簡(jiǎn)稱“過程2”），承德市普降中到大雪，降雪主要集中在20日07時(shí)—21日02時(shí)，過程降雪量為1.8～9.9 mm，其中東南部寬城縣降雪量最大，累計(jì)降雪量達(dá)9.9 mm（表1）。20日07時(shí)承德市西南部興隆縣最先開始出現(xiàn)降雪，13時(shí)降雪范圍擴(kuò)大到全市；21日02—09時(shí)大部地區(qū)降雪停止，局部有微量降雪，10時(shí)承德市中東部出現(xiàn)間歇性降雪，但強(qiáng)度較弱，最終降雪在18時(shí)左右結(jié)束。

表1 2010年1月3—4日和2015年2月20—21日降雪量/mm

兩次強(qiáng)降雪過程相同點(diǎn)：降雪持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，分布不均，中南部降雪大于北部；不同點(diǎn)：“過程1”強(qiáng)降雪中心（117.33°E，40.93°N）與“過程2”強(qiáng)降雪中心（118.5°E，40.6°N）位置不同，并且前者降雪明顯大于后者。2010年和2015年承德市自進(jìn)入冬季后降水均嚴(yán)重偏少，其中2015年較歷史同期偏少了52.2%。

3 環(huán)流形勢(shì)和影響系統(tǒng)

3.1 “過程1”

3日08時(shí)500 hPa上，貝加爾湖東南部有冷渦，中心位于112°E、50°N附近，冷渦維持穩(wěn)定少動(dòng)，其伸展出的低槽至河套北部。槽后有冷溫度槽，冷平流明顯，槽前偏南風(fēng)與等溫線有交角，有暖平流（上升區(qū)）。承德上空為緯向環(huán)流，與高緯度地區(qū)無顯著能量交換，冷空氣活動(dòng)不強(qiáng)（圖1a）。隨著500 hPa低槽緩慢東移并逐漸加深，槽后不斷有冷平流進(jìn)入山西、河北，承德位于高空槽前，其槽前西南暖濕氣流與東北南下回流冷空氣在承德上空強(qiáng)烈交匯。4日20時(shí)承德上空轉(zhuǎn)為槽后西北氣流控制，降雪過程結(jié)束。700 hPa在河套東北部有弱氣旋性環(huán)流，其伸展出的冷式切變線位于河套東北部至陜西南部,切變線右側(cè)為低空急流區(qū)。850 hPa上河套北部有低渦，低渦伸展出的冷式切變線在河套東部—陜西—重慶一帶，切變線右側(cè)為西南急流區(qū)。700 hPa切變線和850 hPa低渦在東移至河北北部過程中逐漸加強(qiáng)，然后沿東南方向移出承德。低空西南急流從渝、鄂、豫,經(jīng)河北南部直達(dá)河北北部，沿切變線右側(cè)將大量水汽和暖濕氣流源源不斷輸送至承德上空。3日08時(shí)地面圖上（圖1b），海平面氣壓場(chǎng)呈“東北高西南低”型。在東西兩股冷空氣夾擊影響下，河套地區(qū)有倒槽生成，東北南下的回流冷空氣形成冷墊，為暖濕空氣爬升提供抬升機(jī)制,也為形成降雪提供必要溫度條件。系統(tǒng)移動(dòng)過程中，河套倒槽向東北方向發(fā)展加強(qiáng)，經(jīng)向度加大，倒槽前西南暖濕空氣與東南氣流相遇,兩支氣流耦合加強(qiáng),大量暖濕氣流在南風(fēng)帶動(dòng)下沿低層強(qiáng)冷墊向北、向上爬升,暖濕空氣被強(qiáng)迫抬升，使冷暖氣流在鋒面附近強(qiáng)烈交匯。降雪過程中，暖濕氣流和干冷空氣在承德上空長(zhǎng)時(shí)間強(qiáng)烈交匯形成強(qiáng)降雪。

圖1 2010年1月3日08時(shí)500 hPa形勢(shì)場(chǎng)（a）和海平面氣壓場(chǎng)（b）

3.2 “過程2”

20日08時(shí)500 hPa上，貝加爾湖西部受高空冷渦及其低槽控制，冷渦中心位于97°E、53°N附近，并伴有-44℃冷中心，等溫線和等高線密集，溫度槽落后于高度槽，槽底不斷有冷空氣分裂南下華北。河套西部有一西風(fēng)帶短波槽，槽前西南氣流與等溫線有明顯交角，有暖平流向下游輸送，同時(shí)其東側(cè)沿海有暖脊，南支槽位于104.2°～107.5°E、25.6°～33.7°N區(qū)域內(nèi)，承德上空為西南氣流（圖2a）。冷渦緩慢東移南壓過程中不斷有冷空氣從冷槽中分裂南下并在華北地區(qū)堆積，南北兩支槽在112°E附近同位相疊加后繼續(xù)東移，槽前西南氣流加大。700 hPa上在河北上游有一冷式切變線，在移至河北過程中發(fā)展加強(qiáng)，切變線右側(cè)西南風(fēng)速加大，承德始終位于切變線右側(cè)。850 hPa上在河北上游也存在一冷式切變線，切變線不斷加強(qiáng)并沿東南方向移至天津及以南地區(qū)，其右側(cè)偏南風(fēng)加大。切變線使承德上空產(chǎn)生較強(qiáng)動(dòng)力抬升作用，有利于上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展加強(qiáng)，其右側(cè)西南暖濕氣流源源不斷向承德上空輸送水汽，為強(qiáng)降雪的發(fā)生提供了豐富水汽。20日20時(shí)地面圖上（圖2b），海平面氣壓場(chǎng)呈“西北高東南低”型。地面冷高壓位于貝加爾湖西部，中心氣壓高達(dá)1050 hPa，冷高壓在渦后西北氣流引導(dǎo)下向東南方向緩慢移動(dòng)，其前部不斷有副冷鋒南下。蒙古氣旋中心氣壓為1010 hPa，中心位于46°N、110°E附近。地面鋒線位于高空槽前，槽后有較強(qiáng)冷平流，促使氣旋冷鋒前后溫度梯度加大，造成鋒生，加強(qiáng)了抬升作用，有利于輻合上升運(yùn)動(dòng)。在冷空氣的不斷補(bǔ)充和高空槽前正渦度平流減壓雙重作用下，蒙古氣旋發(fā)展加強(qiáng)，并以東偏南路徑緩慢移動(dòng)，冷鋒后的強(qiáng)冷空氣為低空西南暖濕氣流抬升創(chuàng)造了條件，鋒前西南暖濕氣流沿著暖輸送帶爬升與北方南下干冷空氣在承德上空長(zhǎng)時(shí)間交匯形成強(qiáng)降雪。

兩次過程環(huán)流形勢(shì)共同特征：500 hPa上貝加爾湖附近有冷渦,低層有切變線東移，持續(xù)的西南暖濕氣流向承德上空輸送了豐富水汽，地面上貝加爾湖以西有冷高壓。不同的是：“過程1”中槽前西南暖濕氣流與回流冷空氣共同作用形成回流天氣，低層有低渦并且有低空急流通過河北上空，地面影響系統(tǒng)為冷鋒倒槽；“過程2”中高空冷渦、西風(fēng)槽和蒙古氣旋共同構(gòu)成有利環(huán)流形勢(shì)，與“過程1”相比沒有低渦、低空急流和倒槽，地面影響系統(tǒng)為蒙古氣旋。

圖2 2015年2月20日08時(shí)500 hPa形勢(shì)場(chǎng)（a）和20日20時(shí)海平面氣壓場(chǎng)（b）

4 物理量場(chǎng)診斷分析

4.1 水汽條件

水汽通量散度是一個(gè)與垂直運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)的物理量[12]。從兩次強(qiáng)降雪過程的水汽通量散度時(shí)間—高度剖面來看，“過程1”，降雪過程中850 hPa以下為輻合高值區(qū)（圖3a），說明水汽輸送主要來自低層且低層輻合上升運(yùn)動(dòng)明顯。3日02—20時(shí)，850 hPa以下為輻合區(qū)，850 hPa附近為輻散區(qū)，700 hPa至600 hPa之間輻合，這種輻合輻散交替結(jié)構(gòu)，有利于加強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)和降雪。3日20時(shí)—4日08時(shí)，850 hPa以下輻合逐漸減弱，850 hPa以上輻散也迅速減弱，降雪隨之減弱。結(jié)合地面觀測(cè)資料可知，水汽通量散度輻合增強(qiáng)，則降雪增強(qiáng)；水汽通量散度輻合減弱，則降雪逐漸減弱。水汽通量散度輻合大值中心與強(qiáng)降雪有很好對(duì)應(yīng)關(guān)系?！斑^程2”，20日02—08時(shí)，850 hPa以下為輻散區(qū)（圖3b），中心位于925 hPa附近，850 hPa以上為輻合區(qū)，這種垂直結(jié)構(gòu)不利于上升運(yùn)動(dòng)和降雪，降雪也較弱。20日08—14時(shí)，850 hPa以下輻散逐漸減弱，降雪開始逐漸增強(qiáng)。20日14時(shí)—21日02時(shí)，925 hPa以下為輻合區(qū)，925～850 hPa為輻散區(qū)，850～700 hPa為輻合區(qū)，700 hPa以上為輻散區(qū)，這種從低層到高層輻合輻散交替結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)了大氣抽吸效應(yīng)，使低空暖濕氣流上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，為發(fā)生強(qiáng)降雪提供有利水汽條件和動(dòng)力條件，降雪強(qiáng)度也較大。21日02—14時(shí)，降雪區(qū)上空整層為輻散區(qū)，中心位于925 hPa附近，中心值為15 g/（hPa·cm2·s），這種結(jié)構(gòu)有利于下沉運(yùn)動(dòng)發(fā)展而不利于降雪，降雪隨之減弱停止。21日14—20時(shí)，低層輻合迅速增強(qiáng)，輻合中心位于850～700 hPa之間，其中心值為-15 g/（hPa·cm2·s），強(qiáng)烈的輻合非常有利于水汽集中上升，從而為降雪提供水汽，但由于降雪持續(xù)時(shí)間短，降雪量級(jí)較小，最終隨著系統(tǒng)移出承德，降雪結(jié)束。

圖3 “過程1”強(qiáng)降雪中心水汽通量散度時(shí)間—高度剖面（a）和“過程2”強(qiáng)降雪中心水汽通量散度時(shí)間—高度剖面（b）（單位：g/（hPa·cm2·s））

4.2 動(dòng)力條件

4.2.1 垂直速度

“過程1”，2日20時(shí)—3日02時(shí)，850 hPa以上為下沉運(yùn)動(dòng)，850 hPa以下為上升運(yùn)動(dòng)（圖4a）。3日02—20時(shí)，隨著系統(tǒng)移近，動(dòng)力抬升增強(qiáng)，上升運(yùn)動(dòng)逐漸加強(qiáng)同時(shí)向上擴(kuò)展至400 hPa，850 hPa和500 hPa附近均有一中心值為-6×10-3hPa/s的上升中心；3日20時(shí)—4日08時(shí)，系統(tǒng)逐漸移出承德，動(dòng)力下沉加強(qiáng)，上升運(yùn)動(dòng)逐漸減弱，下沉運(yùn)動(dòng)不斷發(fā)展，降雪也隨之減弱。上升運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)時(shí)段與降雪最強(qiáng)時(shí)段相對(duì)應(yīng)，可見強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)有利于降雪?！斑^程2”，20日02—08時(shí)垂直運(yùn)動(dòng)較弱，因?yàn)槔錅u和低層切變線距承德較遠(yuǎn)，動(dòng)力抬升條件弱，降雪也較弱（圖4b）。20日08—20時(shí)垂直運(yùn)動(dòng)逐漸加強(qiáng)，700 hPa以上為下沉運(yùn)動(dòng),中心位于400 hPa附近，中心值為2× 10-3hPa/s；700 hPa以下為上升運(yùn)動(dòng)，中心位于850 hPa附近，中心值為-4×10-3hPa/s，這種“高層下沉、低層上升”結(jié)構(gòu)有利于促進(jìn)降雪。隨著冷渦中心南壓、切變線及蒙古氣旋迫近，承德上空產(chǎn)生較強(qiáng)動(dòng)力抬升作用，引發(fā)上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展，而上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展有利于水汽上升凝結(jié)并增強(qiáng)降雪[13]。21日02時(shí)，下沉運(yùn)動(dòng)發(fā)展旺盛，強(qiáng)下沉運(yùn)動(dòng)抑制了降雪的發(fā)生發(fā)展，降雪減弱至停止。21日08—14時(shí)，隨著上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展而引發(fā)降雪重新開始并逐漸加強(qiáng)，但由于降雪持續(xù)時(shí)間短，降雪量級(jí)較小。隨著系統(tǒng)繼續(xù)東移，下沉運(yùn)動(dòng)發(fā)展加強(qiáng)，降雪在傍晚減弱停止。

圖4 2010年1月2日20時(shí)—4日08時(shí)（a）和2015年2月20日02時(shí)—21日20時(shí)（b）強(qiáng)降雪中心垂直速度時(shí)間—高度剖面（單位：hPa/s）

4.2.2 渦度

“過程1”，2日20時(shí)—3日08時(shí)整層均為隨時(shí)間減弱的負(fù)渦度；3日08—20時(shí)隨著正渦度迅速發(fā)展加強(qiáng)同時(shí)向上下擴(kuò)展（圖5a），降雪也逐漸加強(qiáng)。850 hPa以上均為正渦度,正渦度大值中心位于400 hPa附近，中心值為12×10-5s-1；850 hPa以下為負(fù)渦度，負(fù)渦度大值中心位于925 hPa附近，中心值為-6×10-5s-1；3日20時(shí)—4日08時(shí)，渦度表現(xiàn)為整層均為正，降雪強(qiáng)度也明顯小于3日白天，這是地面倒槽減弱東移逐漸遠(yuǎn)離承德的緣故?！斑^程2”，20日02—08時(shí)承德上空為正渦度區(qū)控制（圖5b），強(qiáng)度較弱，冷空氣活動(dòng)不強(qiáng)，降雪也較弱。20日08時(shí)—14時(shí)，隨著冷渦進(jìn)一步東移南壓，從高空冷渦區(qū)有正渦度向下輸送，引發(fā)高低層渦度發(fā)展加強(qiáng)，而整層均為正渦度對(duì)上升運(yùn)動(dòng)最有利[14]，這種結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了上升運(yùn)動(dòng)，引發(fā)降雪加強(qiáng)。20日20時(shí)，上層負(fù)渦度中心值為-5×10-5s-1，0線位于500 hPa～400 hPa之間,下層正渦度中心值為6×10-5s-1，渦度場(chǎng)表現(xiàn)為“上負(fù)下正”結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)也有利于上升運(yùn)動(dòng)和降雪。20日20時(shí)—21日02時(shí)，正渦度中心逐漸加強(qiáng)并向上擴(kuò)展，低層850 hPa附近有負(fù)渦度在發(fā)展。隨著系統(tǒng)東移，承德上空轉(zhuǎn)為平直緯向環(huán)流，蒙古氣旋后部的下沉運(yùn)動(dòng)也不利于降雪發(fā)生發(fā)展，水汽輸送也較弱，降雪逐漸減弱停止。21日08—14時(shí)，負(fù)渦度雖逐漸發(fā)展，但在蒙古氣旋后部冷空氣和水汽輸送加強(qiáng)的共同影響下，降雪又重新開始，但強(qiáng)度明顯弱于20日，最終降雪在傍晚停止。

圖5 “過程1”（a）和“過程2”（b）強(qiáng)降雪中心渦度時(shí)間—高度剖面（單位：10-5/s）

4.2.3 垂直螺旋度

垂直螺旋度就是指螺旋度在垂直方向分量。垂直螺旋度將垂直運(yùn)動(dòng)和渦旋運(yùn)動(dòng)緊密聯(lián)系起來，在一定程度上不僅能反映系統(tǒng)維持狀況，還能反映系統(tǒng)發(fā)展、天氣現(xiàn)象的劇烈程度。p坐標(biāo)系下垂直螺旋度h=（?v/?x-?u/?y）（-ω/ρg）=ω/ρg。從表達(dá)式可知：若有上升運(yùn)動(dòng)并伴有正渦度，則有正垂直螺旋度；若有下沉運(yùn)動(dòng)并伴有正渦度，則有負(fù)垂直螺旋度。由圖6a可以看出,在“過程1”中，雖然2日20時(shí)—3日08時(shí)整層垂直螺旋度均為正值，但整層均為負(fù)渦度，垂直運(yùn)動(dòng)以弱下沉運(yùn)動(dòng)為主，降雪強(qiáng)度較??；3日08—17時(shí)850～400 hPa之間的垂直螺旋度為正值，中心位于600 hPa，中心值為32×10-9hPa/s2，850 hPa以下有較弱負(fù)垂直螺旋度，此時(shí)垂直上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，降雪也逐漸加強(qiáng)；3日20時(shí)整層垂直螺旋度均為正值，中心位于700 hPa附近，中心值為40× 10-9hPa/s2；3日20時(shí)—4日08時(shí)正垂直螺旋度逐漸減弱，負(fù)垂直螺旋度開始發(fā)展。由圖6b可見,在“過程2”中，20日08—20時(shí)降雪區(qū)上空均為正渦度，而垂直螺旋度以700 hPa為分界線，呈“上負(fù)下正”結(jié)構(gòu)且低層正垂直螺旋度大于高層負(fù)垂直螺旋度。這種配置有利于維持較強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又能促進(jìn)地面氣旋發(fā)展，有利于促進(jìn)降雪[15]。21日02時(shí),從低層到高層的垂直螺旋度呈“負(fù)正負(fù)正”交替結(jié)構(gòu)且低層負(fù)垂直螺旋度遠(yuǎn)大于上層正垂直螺旋度，即低層輻散遠(yuǎn)大于高層輻合，這種配置有利于下沉運(yùn)動(dòng)發(fā)展并抑制降雪的發(fā)生發(fā)展，降雪減弱停止。21日08—14時(shí)，低層正垂直螺旋度逐漸加強(qiáng)并向上擴(kuò)展，降雪再次開始，但強(qiáng)度較弱，降雪在傍晚結(jié)束。

圖6 “過程1”（a）和“過程2”（b）強(qiáng)降雪中心垂直螺旋度時(shí)間—高度剖面（單位：hPa/s2）

5 結(jié)論

（1）“過程1”，500 hPa冷渦、700 hPa切變線、850 hPa低渦以及冷鋒倒槽共同構(gòu)成了有利天氣形勢(shì)，西南暖濕氣流與回流冷空氣共同作用形成回流天氣，降水系統(tǒng)時(shí)空配置很好，同時(shí)低空急流輸送了大量水汽和暖濕氣流至承德上空與從北部南下冷空氣強(qiáng)烈交匯，這些系統(tǒng)共同作用產(chǎn)生了強(qiáng)降雪。

（2）“過程2”中，主要影響系統(tǒng)為西風(fēng)槽和蒙古氣旋，同時(shí)低層有切變線相配合，前者帶來干冷空氣，后者右側(cè)西南氣流帶來暖濕空氣，兩股氣流在承德上空持續(xù)交匯而產(chǎn)生強(qiáng)降雪，持續(xù)的西南氣流對(duì)強(qiáng)降雪形成和維持至關(guān)重要。

（3）兩次過程共同特征：500 hPa貝加爾湖附近冷渦、低層有切變線緩慢東移、持續(xù)的暖濕氣流為降雪區(qū)提供了豐富水汽。在降雪強(qiáng)盛期，干冷空氣與暖濕氣流在低層匯合，低層暖濕空氣旋轉(zhuǎn)上升，產(chǎn)生強(qiáng)輻合上升運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)降雪；地面圖上貝加爾湖以西存在冷高壓,海平面氣壓場(chǎng)為“北高南低”型。

（4）兩次過程中水汽充沛，水汽條件與強(qiáng)降雪區(qū)有很好匹配關(guān)系：水汽通量散度輻合中心與強(qiáng)降雪有很好對(duì)應(yīng)關(guān)系。

（5）動(dòng)力條件是形成強(qiáng)降雪的重要因素。降雪過程中，上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展，有利于水汽上升凝結(jié)促進(jìn)降雪；“高層下沉、低層上升”結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了大氣上升運(yùn)動(dòng)，有利于增強(qiáng)降雪。降雪過程中,整層為正渦度最有利于上升運(yùn)動(dòng)和降雪；垂直螺旋度為正值或呈“上負(fù)下正”結(jié)構(gòu)，有利于降雪。

[1] 張恒德，宗志平，安新宇.2010年3月14日華北強(qiáng)降雪的模擬和特征分析[J] .沙漠與綠洲氣象，2013，7（2）：1-8.

[2] 任麗，矯玲玲，張桂華，等.黑龍江省2009年3次暴雪過程的螺旋度分布特征分析[J] .沙漠與綠洲氣象，2011，5（3）：21-24.

[3] 段麗，張琳娜，王國(guó)榮，等.2009年深秋北京大雪過程的成因分析[J] .氣象，2011，37（11）：1343-1351.

[4] 吳振玲，汪靖，趙剛，等.天津地區(qū)一次大到暴雪天氣的診斷分析[J] .氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，28（6）：8-13.

[5] 宮德吉，李彰俊.低空急流與內(nèi)蒙古大（暴）雪[J] .氣象，2001，27（12）：3-7.

[6] 陳雪珍，慕建利，趙桂香，等.華北暴雪過程中的急流特征分析[J] .高原氣象，2014，33（4）：1069-1075.

[7] 耿建軍，李浚河，杜佳，等.2013年北京地區(qū)一次強(qiáng)對(duì)流降水天氣成因分析[J] .氣象與環(huán)境科學(xué)，2016，39（1）：52-58.

[8] 牛淑貞，張宇星，呂林宜.一次冷渦橫槽型強(qiáng)對(duì)流天氣過程分析[J] .氣象與環(huán)境科學(xué)，2013，36（2）：1-9.

[9] 申李文，苗愛梅，趙建峰.2011年山西省一次連續(xù)性降雪過程成因分析[J] .氣象與環(huán)境科學(xué)，2013，36（1）：7-14.

[10] 呂新生，王瑩，李圓圓，等.濕位渦在一次北疆暴雪天氣中的應(yīng)用[J] .沙漠與綠洲氣象，2012，6（5）：7-11.

[11] 李如琦，牟歡，肉孜·阿基，等.2011年深秋北疆暴雪過程成因分析[J] .沙漠與綠洲氣象，2013，7（2）：9-14.

[12] 賈宏元，穆建華，孔維娜.2004年寧夏一次區(qū)域性大到暴雨的診斷分析[J] .干旱氣象，2005，3（2）：25.

[13] 侯瑞欽，張迎新，范俊紅，等.2009年深秋河北省特大暴雪天氣成因分析[J] .氣象，2011，37（11）：1352-1359.

[14] 趙斌，趙萃萍，閆巨盛，等.河北兩次大（暴）雪過程對(duì)比分析[J] .氣象科技，2010，38（3）：281-288.

[15] 遲竹萍，李昌義，劉詩軍.一次山東春季大暴雨中螺旋度的應(yīng)用[J] .高原氣象，2006，25（5）：792-799.

Contrast Analysis of Two Heavy Snowfall Processes in Northern Hebei Province

YANG Jie，YANG Mei，GAO Yanchun，ZHANG Xiaohui
（Chengde Meteorological Bureau，Chengde 067000，China）

In order to reveal the development mechanisms of heavy snowfall in Northern Hebei,two heave snow processes on January 3rd to 4th,2010 and February 20th to 21st,2015 were analyzed. A contrast analysis of their meteorological characteristics was made from aspect of synoptic situation and physical mechanism by means of numerical diagnosis with NCEP Reanalysis data and conventional observation data.The reasults show that the two processes have different effects on the system,but there is a cold vortex at 500 hPa near Lake Baikal,an eastward slow-moving shear line at mid-low levels,as well as the appearance of cold high pressure at the surface to the west of Lake Baikal and the sea level pressure field“northwest-high southeast-low”are their common conditons. This is also conducive to the emergence of heavy snowfall conditions in Chengde City.The physical field has the following common characteristics during heavy snow fall.The water vapor flux converges at the lower level,and the convergence center has a good correspondence with the heavy snowfall.There is a strong ascending motion below 700 hPa,and there is an ascending center near 850 hPa.The vorticity above 850 hPa is positive.The distribution of vertical helicity in the whole troposphere is positive or“up-negative and low-positive”structure.

heavy snowfall；vapor；vertical velocity；vorticity；vertical helicity

P426.63

B

1002-0799（2017）01-0028-07

10.12057/j.issn.1002-0799.2017.01.004

2015-11-22；

2016-01-13

楊杰（1988-），男，助理工程師，目前主要從事短期天氣預(yù)報(bào)工作。E-mail：805171539@qq.com

楊杰，楊梅，高艷春，等.河北北部?jī)纱螐?qiáng)降雪過程對(duì)比分析[J].沙漠與綠洲氣象，2017，11（1）：28-34.