2016年11月21—22日三門(mén)峽市大暴雪天氣過(guò)程分析

魏璐璐

摘要利用高空地面觀測(cè)資料、歐洲數(shù)值預(yù)報(bào)，結(jié)合CINRAD/SB多普勒天氣雷達(dá)產(chǎn)品，對(duì)2016年11月21—22日發(fā)生在三門(mén)峽市的大暴雪天氣過(guò)程的形成機(jī)制和過(guò)程特征進(jìn)行了總結(jié)分析，結(jié)果表明：500 hPa低槽、700 hPa低槽帶切變線配合地面強(qiáng)冷空氣是產(chǎn)生三門(mén)峽市大暴雪天氣的有利天氣形勢(shì)配置；11月份暖濕氣流比較強(qiáng)盛，雪中的液態(tài)水含量較多，易出現(xiàn)暴雪或大暴雪。雷達(dá)資料顯示，源源不斷的30 dBz強(qiáng)回波的維持以及“列車(chē)效應(yīng)”是產(chǎn)生大暴雪的重要原因。11月份，當(dāng)雷達(dá)回波頂高達(dá)到 11 km時(shí)，三門(mén)峽市出現(xiàn)打雷現(xiàn)象，這是冬季極其少見(jiàn)的。

關(guān)鍵詞大暴雪；環(huán)流形勢(shì)；物理量場(chǎng)；雷達(dá)產(chǎn)品

中圖分類(lèi)號(hào)S161.6；P458文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）11-0161-03

AbstractBased on the data of high altitude ground observation， European numerical forecast and CINRAD /SB Doppler weather radar， the formation mechanism and process characteristics of the heavy snowstorm process in Sanmenxia City in November 21-20， 2016 were analyzed.The results showed that the 500 hPa low trough， 700 hPa low trough shear line and ground strong cold air were favorable weather conditions for the occurrence of heavy snowstorm in Sanmenxia City.Warm and humid air flow in November was relatively strong， the liquid water content in the snow was more，which was prone to snowstorm or heavy snowstorm.Radar data showed that the maintenance of a steady stream of 30 dBz strong echo and "train effect" was an important reason for the occurrence of heavy snowstorm.In November， Sanmenxia City appeared thunder phenomenon when the radar echo top reached 11 km，which was extremely rare in winter.

Key wordsHeavy snowstorm；Circulation situation；Physical field；Radar products

暴雪是三門(mén)峽市冬季主要災(zāi)害性天氣之一，降雪形成的積雪和道路結(jié)冰給交通、電力等部門(mén)造成了嚴(yán)重影響，也給人們的生產(chǎn)生活和出行帶來(lái)不便。許多學(xué)者對(duì)暴雪進(jìn)行了研究，并取得了一定的研究成果[1-5]。丁棟生等[4]對(duì)冬季一次“雷打雪”過(guò)程進(jìn)行分析，指出上干冷、下暖濕是這種現(xiàn)象出現(xiàn)的大尺度背景；楊柳等[5]分析認(rèn)為，暴雪產(chǎn)生在對(duì)稱不穩(wěn)定的大氣中，對(duì)稱不穩(wěn)定是暴雪發(fā)生和發(fā)展的一種動(dòng)力機(jī)制。筆者利用高空地面觀測(cè)資料、歐洲數(shù)值預(yù)報(bào)，結(jié)合CINRAD/SB多普勒天氣雷達(dá)產(chǎn)品，分析2016年11月21—22日發(fā)生在三門(mén)峽市的大暴雪天氣過(guò)程，以期為今后暴雪的預(yù)報(bào)提供參考依據(jù)。

1過(guò)程概況

2016年11月21—22日三門(mén)峽全市出現(xiàn)了大范圍雨雪天氣過(guò)程，21日08∶00—22∶00三門(mén)峽市大部分地區(qū)出現(xiàn)小雨天氣，降雨量分別為三門(mén)峽站3.9 mm、靈寶站2.3 mm、澠池站4.6 mm，盧氏站無(wú)降水。21日22∶00至22日夜里，三門(mén)峽全市出現(xiàn)大暴雪，降雪主要集中在22日白天，降雪量分別為三門(mén)峽站22.9 mm、靈寶站25.7 mm、澠池站29.4 mm、盧氏站22.2 mm。降雪期間最大雪深分別為三門(mén)峽站25 cm、靈寶站26 cm、澠池站29 cm、盧氏站15 cm。此次降雪過(guò)程三門(mén)峽站、靈寶站、澠池站刷新1981年以來(lái)雪深極值記錄。1981—2015年雪深極值分別為三門(mén)峽站17 cm、靈寶站15 cm、澠池站22 cm、盧氏站23 cm。此次過(guò)程同時(shí)伴有打雷和強(qiáng)降溫現(xiàn)象。20—22日三門(mén)峽站、靈寶站、澠池站、盧氏站最低氣溫48 h內(nèi)分別下降10.7、10.5、11.7、12.0 ℃，最低氣溫分別為三門(mén)峽站-4.4 ℃、靈寶站-5.3 ℃、澠池站-5.1 ℃、盧氏站-5.5 ℃，均達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)。盧氏在21日13∶43出現(xiàn)雷電，持續(xù)10 min。

此次暴雪天氣過(guò)程造成三門(mén)峽靈寶市陽(yáng)平鎮(zhèn)、陽(yáng)店鎮(zhèn)、焦村鎮(zhèn)、蘇村鄉(xiāng)、西閆鄉(xiāng)、朱陽(yáng)鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的338座菌類(lèi)（香菇、羊肚菌等）養(yǎng)殖大棚，35間彩鋼房以及8個(gè)豬、雞、羊等養(yǎng)殖圈舍不同程度倒塌，凍死羊9只。受災(zāi)人口691人，香菇等菌類(lèi)受災(zāi)面積8.5 hm2，成災(zāi)面積6.0 hm2。另外，大雪還造成澗西區(qū)建設(shè)村康樂(lè)市場(chǎng)、八一路市場(chǎng)、蘇村鄉(xiāng)集貿(mào)市場(chǎng)、故縣鎮(zhèn)棗香市場(chǎng)、澗東區(qū)東關(guān)市場(chǎng)等5個(gè)市場(chǎng)大棚棚頂坍塌，面積約5 000 m2。此次災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失280余萬(wàn)元，其中農(nóng)業(yè)損失200萬(wàn)元，基礎(chǔ)設(shè)施損失80萬(wàn)元。

2環(huán)流特征分析

2.1高空形勢(shì)從圖1可看出，11月21日08∶00，500 hPa在蘭州到成都有一低槽，700 hPa相比500 hPa略有滯后，是一個(gè)前傾槽，850 hPa在撫順—邢臺(tái)—長(zhǎng)治—銅川—寶雞有一冷切變線，三門(mén)峽市處在槽前、切變線南邊西南暖濕氣流里，有利于降水產(chǎn)生[6]。到22日08∶00，500 hPa低槽東移至長(zhǎng)武—寶雞—廣元一線，700 hPa低槽和500 hPa低槽位置相近，700 hPa在河南省境內(nèi)民權(quán)—許昌—盧氏一帶有一切變線發(fā)展生成，中層輻合明顯，有利于強(qiáng)降水產(chǎn)生[7]。因此受低槽前偏南氣流和700 hPa切變線共同影響，22日白天三門(mén)峽市降雪持續(xù)且加大，全市出現(xiàn)了大暴雪。到22日20∶00，500 hPa低槽東移減弱，三門(mén)峽市處在平直西風(fēng)氣流里，700 hPa低槽減弱，切變線東移南壓，三門(mén)峽市處于切變線北部偏北氣流里，隨著降水系統(tǒng)過(guò)境，三門(mén)峽市降水也逐漸減弱結(jié)束。

2.2地面形勢(shì)11月21日08∶00（圖2a），在貝加爾湖西側(cè)有一冷高壓，冷中心強(qiáng)度達(dá)1 060 hPa，三門(mén)峽市處在冷高壓底部，在邢臺(tái)—洛川有一冷鋒，三門(mén)峽市處在冷鋒前降水區(qū)里，有利于降水產(chǎn)生。到22日20∶00（圖2b），隨著冷高壓不斷東移南壓，三門(mén)峽市逐漸轉(zhuǎn)受冷高壓控制，降水逐漸結(jié)束。

此次冷空氣較強(qiáng)，地面冷高壓中心達(dá)1 060 hPa，達(dá)到三門(mén)峽市秋季1 045 hPa以上寒潮指標(biāo)，20—22日三門(mén)峽市出現(xiàn)了48 h寒潮。由于此次冷空氣過(guò)強(qiáng)，冷暖氣流交匯，對(duì)流發(fā)展旺盛，使得三門(mén)峽市南部盧氏境內(nèi)出現(xiàn)了短暫打雷現(xiàn)象[8]。

3物理量場(chǎng)分析

3.1相對(duì)濕度從11月21日08∶00 850 hPa相對(duì)濕度（圖3a）上看，三門(mén)峽市處在大濕區(qū)里，相對(duì)濕度達(dá)100%，水汽處于飽和狀態(tài)，有利于降水產(chǎn)生，到22日08∶00（圖3b），三門(mén)峽市仍然處于100%的大濕區(qū)中，但大濕區(qū)一直在向東南方向移動(dòng)。到了22日夜間，大濕區(qū)移出三門(mén)峽市，降水結(jié)束。

3.2渦度場(chǎng)22日08∶00 700 hPa，三門(mén)峽市處在10×10-5s-1正渦度區(qū)里（圖4），也就是說(shuō)三門(mén)峽市處在水汽輻合上升氣流里，有利于降水產(chǎn)生[9]。

4雷達(dá)產(chǎn)品特征分析

4.1組合反射率演變特征降水粒子的相態(tài)是影響雷達(dá)回波強(qiáng)度的主要因子之一，因而，冬季的降雪過(guò)程雷達(dá)回波強(qiáng)度一般都不強(qiáng)。根據(jù)三門(mén)峽市降雪雷達(dá)回波特征指標(biāo)，當(dāng)組合反射率強(qiáng)度達(dá)15 dBz時(shí)就能產(chǎn)生降雪。而此次降雪過(guò)程雷達(dá)回波強(qiáng)度最大達(dá)35 dBz，回波強(qiáng)度維持在35 dBz，這是比較少見(jiàn)的，也是這次降雪過(guò)程能夠達(dá)到如此量級(jí)的原因之一。

此外，分析這次過(guò)程雷達(dá)組合反射率演變（圖5）發(fā)現(xiàn)，降雪開(kāi)始時(shí)有南北2條回波帶，呈東西向窄帶狀分布，后來(lái)北部窄帶回波東移過(guò)程減弱消失，南部窄帶回波加強(qiáng)維持，正好自西向東影響三門(mén)峽市靈寶市、陜州區(qū)、湖濱區(qū)、澠池縣和義馬市，而且回波源源不斷沿著這個(gè)窄帶東移，形成明顯的“列車(chē)效應(yīng)”，有效增強(qiáng)了強(qiáng)降雪的維持時(shí)間，這是這次降雪過(guò)程能夠達(dá)到特大暴雪量級(jí)的另外一個(gè)原因。

4.2回波頂產(chǎn)品特征分析這次降雪過(guò)程的雷達(dá)回波頂高演變（圖6）發(fā)現(xiàn)，回波頂均維持在6 km以上，最大達(dá)11 km，明顯高于一般降雪過(guò)程的2～3 km回波頂高。說(shuō)明這次降雪過(guò)程云層厚度比較厚，這是產(chǎn)生強(qiáng)降水天氣的重要條件之一。而達(dá)到11 km的回波頂高說(shuō)明這次降雪過(guò)程有局地對(duì)流發(fā)展，不穩(wěn)定能量比較充沛。

5結(jié)論

（1）500 hPa低槽、700 hPa低槽帶切變線配合地面強(qiáng)冷空氣是產(chǎn)生三門(mén)峽市大暴雪天氣的有利天氣形勢(shì)配置。

（2）在秋季11月份，當(dāng)冷高壓中心位于貝加爾湖附近，且冷高壓中心高達(dá)1 045 hPa以上時(shí)，三門(mén)峽市易出現(xiàn)秋季寒潮。

（3）11月份，天氣處于秋、冬交接時(shí)候，暖濕氣流比較強(qiáng)盛，雪中的液態(tài)水含量較多，易出現(xiàn)暴雪或大暴雪。

（4）源源不斷的30 dBz強(qiáng)回波的維持以及“列車(chē)效應(yīng)”是產(chǎn)生此次大暴雪過(guò)程的重要原因之一。

（5）11月份，雷達(dá)回波頂高達(dá)到 11 km時(shí)，三門(mén)峽市出

現(xiàn)打雷現(xiàn)象，這是冬季極其少見(jiàn)的。

（6）較厚的云層厚度、強(qiáng)的不穩(wěn)定能量為這次強(qiáng)降雪提供了有利的環(huán)境條件。

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