石河子地區(qū)一次寒潮型暴雪天氣成因分析

楊舉芳，尹育紅

（石河子氣象局，新疆石河子832000）

石河子地區(qū)一次寒潮型暴雪天氣成因分析

楊舉芳，尹育紅

（石河子氣象局，新疆石河子832000）

受北方冷空氣和西南暖濕氣流的共同影響，從2015年12月10日白天至11日夜間，石河子墾區(qū)普遍出現(xiàn)小到中量的雨夾雪轉(zhuǎn)雪，安集海片區(qū)大量，烏蘭烏蘇和石河子市達(dá)暴量（過(guò)程降水量烏蘭烏蘇17.0 mm，石河子市17.2 mm），13日最低氣溫較11日下降12.6～14.8℃，日平均氣溫下降11.8～13.1℃。本文從影響系統(tǒng)、水氣、動(dòng)力條件等分析了此次寒潮暴雪天氣的主要成因?yàn)椋?00 hPa形勢(shì)南北2個(gè)低渦東移過(guò)程中打通使鋒區(qū)加強(qiáng)；地面冷高雖是西路路徑，東移過(guò)程中不斷加強(qiáng)，和蒙古高壓匯合后增強(qiáng)；700 hPa 90%～100%高濕區(qū)長(zhǎng)時(shí)間維持；較長(zhǎng)時(shí)間的整層上升運(yùn)動(dòng)為暴雪提供強(qiáng)動(dòng)力；200 hPa高空急流長(zhǎng)時(shí)間存在維持中低空的持續(xù)上升運(yùn)動(dòng)。

寒潮暴雪；成因；石河子

1　成因分析

1.1影響系統(tǒng)

1.1.1500hPa-南北2個(gè)低渦東移過(guò)程中打通使鋒區(qū)加強(qiáng)

12月6日20時(shí)500 hPa天氣圖上（見(jiàn)圖1），巴倫支海有一低渦（中心值496 hPa），里黑海南面有一低渦（中心值548 hPa），從里海至新疆為緯向環(huán)流。從6日至8日，巴倫支海低渦不斷東移南下，黑海南面的低渦也不斷東移減弱,至9日08時(shí)，巴倫支海低渦已移至烏拉爾山以東（中心值496 hPa，冷中心-36℃），并攜帶低槽，南端位于里咸海之間，里、黑海南面低渦東移減弱成槽，9日20時(shí)，南北2支低槽匯合，鋒區(qū)明顯增強(qiáng)，10個(gè)經(jīng)距內(nèi)有10根等高線。10日白天至11日白天，受這兩支低槽的共同作用，石河子墾區(qū)普遍出現(xiàn)小到中量的雨夾雪轉(zhuǎn)雪，安集海片區(qū)大量，烏蘭烏蘇和石河子市達(dá)暴量。

1.1.2地面影響系統(tǒng)

從7日20時(shí)至12日08時(shí)海平面氣壓實(shí)況圖分析（圖2）：7日20時(shí)地面高壓中心（1 037.5 hPa）在黑海以西，蒙古地區(qū)也有一高壓中心（1 035.0 hPa），黑海以西的冷高不斷東移，10日08時(shí)移至咸海（中心值1 040.0 hPa），于11日20時(shí)與蒙古高壓匯合并加強(qiáng)，中心位于巴爾喀什湖南（中心值1 042.5 hPa），呈緯向帶狀分布，長(zhǎng)時(shí)間影響石河子墾區(qū)，12日08時(shí)，1042.5 hPa的高壓控制石河子，石河子墾區(qū)氣溫驟降，之后石河子墾區(qū)氣溫逐漸下降。

1.1.3冷空氣源地及路徑—西方路徑

從ECMWF粗網(wǎng)格預(yù)報(bào)的12月7日至10日20時(shí)的海平面氣壓場(chǎng)分析得出（圖3），影響石河子墾區(qū)的寒潮暴雪天氣的冷空氣源地在黑海以西，冷空氣沿著北緯40°附近東移入侵石河子墾區(qū)冷空氣路徑為西方路徑。

圖1　2015年12月6日20時(shí)（左）和9日20時(shí)（右）500hPa高空實(shí)況

圖212　月7日20時(shí)（左）至11日20時(shí)（右）地面冷高移動(dòng)路徑

圖3　ECMWF粗網(wǎng)格預(yù)報(bào)12月7日至10日20時(shí)的海平面氣壓場(chǎng)

1.2云圖特征

圖412　月10日22時(shí)30分云圖

12月9日白天石河子墾區(qū)陰天，市區(qū)氣溫較高，為-3.4～-1.8℃，氣溫日較差只有1.6℃，這種背景為冷空氣入侵達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)奠定了良好基礎(chǔ)。衛(wèi)星云圖可見(jiàn)（圖4），12月9日19時(shí)30分以后，在巴爾喀什湖西南不斷有云系生成，沿國(guó)境線東北移，東移過(guò)程中不斷南壓加強(qiáng)，10日夜間大片亮溫很低的云系維持在石河子上空，該時(shí)段也是石河子墾區(qū)降雪最強(qiáng)的時(shí)段。11日16時(shí)30分后云系主體已移出石河子墾區(qū)，墾區(qū)的降水也迅速減弱，17時(shí)后沒(méi)有出現(xiàn)有量降水。

1.3雷達(dá)回波特征

在石河子雷達(dá)掃描圖上（圖5），從10日09時(shí)33分至11日15時(shí)41分的組合反射率因子圖上可以看出,回波強(qiáng)度15～20 dbz一直處于安集海至石河子市一帶，下野地和莫索灣片區(qū)的回波強(qiáng)度多在0～15 dbz，雷達(dá)回波強(qiáng)度和降水的大值區(qū)一致。

1.4診斷分析

1.4.1水汽條件——700 hPa 90%～100%高濕區(qū)維持36 h

從12月7日20時(shí)ECMWF細(xì)網(wǎng)格相對(duì)濕度預(yù)報(bào)上反映，700 hPa 10日08時(shí)90%～100%高濕區(qū)已經(jīng)進(jìn)入石河子墾區(qū)，850 hPa相對(duì)濕度08時(shí)達(dá)60%～70%，08時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)降水，至10日11時(shí)，700 hPa相對(duì)濕度達(dá)100%，而且一直維持到11日20時(shí)才減小到90%。降水在9時(shí)30分以后出現(xiàn)并逐漸加大，有量的降水持續(xù)到11日17時(shí)。700hPa相對(duì)濕度預(yù)報(bào)的大值時(shí)段與降水時(shí)段相吻合。

1.4.2動(dòng)力條件

1.4.2.1垂直速度場(chǎng)-較長(zhǎng)時(shí)間的整層上升運(yùn)動(dòng)為暴雪提供強(qiáng)動(dòng)力

從12月7日20時(shí)T639垂直速度場(chǎng)預(yù)報(bào)分析，10日02時(shí)700～200 hPa都是上升運(yùn)動(dòng)。700 hPa的上升運(yùn)動(dòng)一直維持到11日20時(shí)，最強(qiáng)值-32出現(xiàn)在11日08時(shí)；500 hPa的上升運(yùn)動(dòng)一直維持到10日20時(shí)，最強(qiáng)值-36出現(xiàn)在10日14時(shí)；200hPa的上升運(yùn)動(dòng)一直維持到11日14時(shí)，最強(qiáng)值-8出現(xiàn)在11日08時(shí)；850 hPa的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)11日02時(shí)才進(jìn)入石河子墾區(qū)，維持到11日14時(shí)，最強(qiáng)值-24出現(xiàn)在11日02時(shí)。垂直速度場(chǎng)維持了較長(zhǎng)時(shí)間的整層上升運(yùn)動(dòng)，10日夜間是降雪最大時(shí)段。

1.4.2.2ECMWF細(xì)網(wǎng)格200 hPa風(fēng)場(chǎng)-急流長(zhǎng)時(shí)間存在維持中低空上升運(yùn)動(dòng)

ECMWF細(xì)網(wǎng)格7日20時(shí)200 hPa風(fēng)場(chǎng)預(yù)報(bào)（見(jiàn)圖6），從10日08時(shí)～11日02時(shí)＞40 m/s的急流軸一直維持，起到強(qiáng)的抽吸作用，使中低空上升運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)時(shí)間維持，有利于暴雪的產(chǎn)生。

圖512　月10日9時(shí)33分（左）11日4時(shí)31分（右）石河子雷達(dá)回波

圖6　ECMWF7日20時(shí)預(yù)報(bào)11日02時(shí)200 hPa風(fēng)場(chǎng)

4　結(jié)論與討論

4.12015年12月10至13日石河子寒潮暴雪成因

通過(guò)對(duì)2015年12月10至13日石河子寒潮暴雪天氣過(guò)程的高空、地面影響系統(tǒng)、水汽和動(dòng)力等條件分析，本次天氣成因有6方面的原因：（1）500 hPa形勢(shì)南北2個(gè)低渦東移過(guò)程中打通使鋒區(qū)加強(qiáng)；（2）地面冷高雖是由西路路徑，東移過(guò)程中不斷加強(qiáng)，和蒙古高壓匯合后（中心值由1 037.5 hPa增強(qiáng)為1 042.5 hPa），呈緯向帶狀分布，長(zhǎng)時(shí)間影響石河子墾區(qū)；（3）700hPa90%～100%高濕區(qū)長(zhǎng)時(shí)間維持（36h）；（4）較長(zhǎng)時(shí)間的整層上升運(yùn)動(dòng)為暴雪提供了強(qiáng)動(dòng)力；（5）200 hPa高空急流長(zhǎng)時(shí)間存在，維持中低空的持續(xù)上升運(yùn)動(dòng)；（6）天氣來(lái)臨前氣溫維持較高，地面冷高進(jìn)來(lái)時(shí)降溫幅度大，容易達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)。

4.2預(yù)報(bào)難點(diǎn)分析

石河子墾區(qū)冬季出現(xiàn)暴雪的幾率較小，尤其是在這種非典型寒潮環(huán)流形勢(shì)下出現(xiàn)大降水天氣，其大降水強(qiáng)度、落區(qū)不好掌握[1]。預(yù)報(bào)員習(xí)慣參考模式的預(yù)報(bào)，但是各家模式對(duì)這次降水量預(yù)報(bào)量級(jí)均偏?。‥CMWF細(xì)：3～11 mm，T639：0～9 mm；瑞萬(wàn)思：4.2～11.0 mm；MOS：1.3～8.5 mm）。ECMWF細(xì)和瑞萬(wàn)思誤差相對(duì)小些，T639和MOS誤差較大，各模式均未報(bào)出暴雪。在一般性降水預(yù)報(bào)中，各模式預(yù)報(bào)的降水量偏大幾率多，所以各家模式對(duì)暴雪的預(yù)報(bào)能力還比較差，預(yù)報(bào)員應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)低渦天氣預(yù)報(bào)技術(shù)的研究，尋找出確定性的預(yù)報(bào)指標(biāo)以提高暴雪落區(qū)、落時(shí)和強(qiáng)度的預(yù)報(bào)能力。

4.3預(yù)報(bào)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)體會(huì)

充分利用高空、地面實(shí)況圖、雷達(dá)、云圖和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品及自動(dòng)站資料，認(rèn)真分析有利和不利天氣條件，密切跟蹤天氣變化，及時(shí)訂正預(yù)報(bào)，及時(shí)發(fā)布預(yù)警可以彌補(bǔ)預(yù)報(bào)的不足，也可以收到較好的社會(huì)效益。

[1]王秀琴，李四清.石河子墾區(qū)2010年12月4日寒潮暴雪天氣過(guò)程分析[J].新疆農(nóng)墾科技，2011（3）：65-66.

2016—08—05