2010年12月浙江省兩次雨雪天氣過程對比分析

尹躍虎 姜 盈 張日佳 徐錦山

(富陽市氣象局，浙江杭州311400)

0 引言

因子，以期在今后的預(yù)報(bào)中有所應(yīng)用。

暴雪是我國冬、春季節(jié)的災(zāi)害性天氣之一，它常常給農(nóng)業(yè)、林業(yè)、交通、畜牧和人民的日常生活帶來較嚴(yán)重的災(zāi)害性影響。我國學(xué)者對于暴雪的研究已有不少，并取得了一些成果［1-3］。國內(nèi)關(guān)于暴雪的研究主要集中在北方地區(qū)，江浙地區(qū)的暴雪研究較為薄弱。

2010年12月中下旬，在浙江省出現(xiàn)了兩次較為相似的雨雪天氣過程，其中一次為暴雪，而另一次為小到中雪。本文利用氣象常規(guī)資料和NCEP 2．5°×2．5°每6 h 一次的再分析資料，再分析資料包括風(fēng)場、高度場、溫度場、相對濕度和垂直速度對這兩次天氣過程的過程特征、天氣形勢和物理量場進(jìn)行對比分析，重點(diǎn)研究這兩次過程的差異，進(jìn)一步找出可能導(dǎo)致高強(qiáng)度降雪的影響

1 過程特征

1．1 降雪強(qiáng)度特征

圖1是2010年12月浙江省兩次降雪過程的過程雪深分布圖。兩次過程的雪深高值中心均在浙江省中西部地區(qū)。其中，15—16日(以下稱12·15)過程的降雪范圍較大，浙江省各站點(diǎn)幾乎都出現(xiàn)了雪深3 cm以上的降雪。最大降雪中心在金華永康地區(qū)，雪深達(dá)20．3 cm，達(dá)到特大暴雪的標(biāo)準(zhǔn);24—25日(以下稱12·25)過程相比之下范圍和強(qiáng)度都要小很多，全省除麗水縉云站達(dá)到3 cm以上(3．1 cm)的降雪外，其他各站雪深大部分在0～2 cm，浙江省多個(gè)站點(diǎn)未出現(xiàn)降雪過程。

圖1 (a)2010年12月15—16日和(b)2010年12月24—25日浙江省雪深分布圖(單位：cm)

1．2 過程演變特征

以兩次過程降雪中心測站為例，12·15過程的降雪中心測站為金華永康站，該測站在12月12日就出現(xiàn)了降水，12月12日日雨量為18．7 mm，13 日日雨量為36．9 mm，14 日日雨量為3．0 mm，15日上午8：18降水中出現(xiàn)冰粒，8：40出現(xiàn)雨夾雪，10：03雨夾雪轉(zhuǎn)雪;12·25過程的降雪中心測站為麗水縉云站，該測站在12月24日出現(xiàn)了日雨量為10 mm的降水，24日晚上19：14出現(xiàn)純雪。兩次過程均呈現(xiàn)了先下雨，再轉(zhuǎn)雪的過程，但12·25過程的前期降水要比12·15過程弱很多。

2 天氣形勢

圖2a為12月14日20時(shí)500 hPa高度場和700 hPa上風(fēng)速大于12 m/s的低空急流，圖2a中可以看到，我國西北部40°N的位置有一個(gè)橫槽，14—16日，橫槽下擺，冷空氣自北而南影響浙江省。同時(shí)，12—16日，700 hPa上浙江省中北部地區(qū)穩(wěn)定存在一支東北—西南向急流，急流軸中心最大風(fēng)速超過22 m/s，冷暖空氣在浙江省匯合，產(chǎn)生大范圍高強(qiáng)度的雨雪天氣過程;圖2a1為12月23日02時(shí)500 hPa的高度場和700 hPa上風(fēng)速大于12 m/s的低空急流，相比較之下，冷空氣強(qiáng)度比12·15過程要弱，700 hPa上僅在24日和25日兩天存在東北—西南向低空急流，且急流軸偏平偏南，中心最大風(fēng)速僅為16 m/s。

李勇等［4］指出，西伯利亞高壓是影響中國冬季氣候的一個(gè)重要因子，與東亞冬季風(fēng)的強(qiáng)度密切相關(guān)，當(dāng)它發(fā)展并向東南方向移動(dòng)時(shí)，總是伴隨著冷空氣的爆發(fā)，造成中國許多地方的低溫天氣。朱乾根等［5］指出西伯利亞高壓強(qiáng)度與中國冬季溫度存在明顯負(fù)相關(guān)。圖2b，2b1分別為12月15日02時(shí)和12月23日08時(shí)的降雪過程前期海平面氣壓場，這兩個(gè)時(shí)期均為12·15過程和12·25過程西伯利亞高壓發(fā)展的鼎盛時(shí)期，圖2b，2b1中可以看出，12·15過程西伯利亞高壓中心強(qiáng)度達(dá)到1067．5 hPa，12月13—15日西伯利亞高壓南壓，我國迎來一次強(qiáng)冷空氣過程。12·25過程西伯利亞高壓強(qiáng)度為1057．5 hPa，比12·15 號(hào)過程要弱，23—25 日西伯利亞高壓向東南方向移動(dòng)，冷空氣位置偏東。

3 水汽條件

圖2 12月14日20時(shí)(a)，12月23日02時(shí)(a1)500 hPa高度場，風(fēng)羽表示700 hPa上風(fēng)速大于12 m/s的低空急流;12月15日02時(shí)(b)，12月23日08時(shí)(b1)海平面氣壓場

源源不斷的水汽供應(yīng)是導(dǎo)致強(qiáng)降水的必要條件。圖3a，3b分別為12月12—16日、12月22—26日浙江省所在區(qū)域(118°E ～122．5°E，27°N ～31．5°N，下同)的水汽通量時(shí)間高度剖面圖。12月12—16日有兩次明顯的水汽輸送過程，一次在12日08時(shí)至13日20時(shí)，水汽主要來源于 500～700 hPa之間，中心位置位于650 hPa左右，中心值為14×10-5g·hPa-1·s-1·m-2，另一次在14日20時(shí)到15日14時(shí)，水汽同樣來自中高層，中心位置位于600 hPa左右，中心值為12 ×10-5g·hPa-1·s-1·m-2;12·25過程水汽的傳輸主要集中在23日20時(shí)至25日20時(shí)，水汽主要來源于近地面層900～1000 hPa和中低層500～700 hPa，中低層水汽傳輸中心位于600 hPa左右，中心值為5×10-5g·hPa-1·s-1·m-2，水汽輸送的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間要明顯弱于12·15過程。

圖3 (a)12月12—16日，(b)12月22—26日水汽通量時(shí)間高度剖面圖(單位：g·hPa-1·s-1·m-2)

4 動(dòng)力條件

低空輻合、高空輻散強(qiáng)度越大，垂直速度越強(qiáng)，越容易將水汽輸送到高空。這種垂直上升結(jié)構(gòu)，非常有利于雪區(qū)上空抽吸作用的加強(qiáng)和強(qiáng)降雪過程的發(fā)生。

這兩次過程的散度均有一個(gè)在降雪過程前和過程前期自下而上“-”、“+”和過程后期“+”、“-”、“+”的結(jié)構(gòu)。這表明在降雪過程前和過程前期，低層輻合占主導(dǎo)地位，而隨著過程的發(fā)生，系統(tǒng)的消亡，低層輻合減弱輻散加強(qiáng)。比較這兩次過程的散度場，12·15過程的輻合非常強(qiáng)烈，輻合所在的高度從地面一直到400～500 hPa高度，中心位置在600～700 hPa，中心最大值為-1．5×10-5s-1，而12·25過程輻合則明顯偏弱，輻合中心位置在700～800 hPa，中心最大值為-5×10-6s-1，12·15過程的輻合中心最大值為12·25過程的3倍。

圖4b和圖4b1為12月12—16日，12月22—26日垂直速度時(shí)間高度剖面圖。從圖上看，12·15過程兩個(gè)降水時(shí)段和12·25的降水時(shí)段的垂直速度場整層都是負(fù)值(上升運(yùn)動(dòng))，12·15過程的最大垂直速度中心位于400～500 hPa，中心最強(qiáng)值為 -0．45 ×10-3hPa·s-1，12·25過程的最大垂直速度中心位于700 hPa附近，中心最強(qiáng)值為-0．2×10-3hPa·s-1。從中心強(qiáng)度和位置上看12·15過程都要比12·25過程要強(qiáng)很多。

圖4 12月12—16日(a)，12月22—26日(a1)水平散度時(shí)間高度剖面圖;12月12—16日(b)，12月22—26日(b1)垂直速度時(shí)間高度剖面圖

5 逆溫層

12月15日，從地面至500 hPa存在一個(gè)強(qiáng)的逆溫層自南向北延伸，逆溫層主要位于600～850 hPa，這一逆溫層的出現(xiàn)，主要是由于900 hPa以上自南向北盛行的西南氣流和暖濕平流，而900 hPa以下自北向南盛行的東北氣流和冷平流所致。陳天賜等［6］指出這種中層暖濕平流在低層冷空氣墊上滑行爬升所形成的平流，為大范圍冰凍天氣的產(chǎn)生提供了非常有利的條件。張廣周等［7］也指出強(qiáng)盛的西南氣流疊加在干冷的東北氣流之上，加大了垂直切變，有利于上升運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)，這種流場配置對降雪最有利。12·25過程未出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象。

圖5 12月15日20時(shí)(a)，12月25日8時(shí)(b)溫度沿120°E的高度剖面圖(單位：℃)

6 結(jié)語

由以上的對比分析，我們可以得出以下結(jié)論。

(1)強(qiáng)降雪過程是強(qiáng)大的西伯利亞高壓向南或者東南方向移動(dòng)與強(qiáng)盛的西南氣流共同作用的結(jié)果，冷暖空氣在浙江省交匯形成降雪，降雪的強(qiáng)度與西伯利亞高壓中心強(qiáng)度和西南氣流的發(fā)展密切相關(guān);

(2)源源不斷的水汽供應(yīng)和低層輻合高層輻散的垂直結(jié)構(gòu)以及強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)是強(qiáng)降雪發(fā)生的必要條件，水汽供應(yīng)越強(qiáng)，低層輻合高層輻散越明顯，垂直上升速度越大則更易產(chǎn)生強(qiáng)降雪過程;

(3)逆溫層的存在加大了垂直切變，更有利于上升運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)，對于強(qiáng)降雪的出現(xiàn)更有利。

［1］ 趙斌，趙萃平，閆巨盛，等．河北兩次大(暴)雪過程對比分析［J］．氣象科技，2010，38(3)：281-287．

［2］ 苗春生，謝潔，王堅(jiān)紅，等．一次山東半島強(qiáng)冷流暴雪過程的數(shù)值模擬和診斷分析．大氣科學(xué)學(xué)報(bào)［J］，2010，33(3)：257-265．

［3］ 白人海，張志秀，高煜中．東北區(qū)域暴雪天氣分析及數(shù)值模擬［J］．氣象，2008，34(4)：22-29．

［4］ 李勇，陸日宇，何金海．影響我國冬季溫度的若干氣候因子［J］．大氣科學(xué)，2007，31(3)：505-514．

［5］ 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等．天氣學(xué)原理和方法［M］．北京：氣象出版社，1992．

［6］ 陳天賜，陳貴發(fā)，穆曉濤．駐馬店地區(qū)凍雨天氣特征的分析和預(yù)報(bào)［J］．氣象，1993，19(2)：32-36．

［7］ 張廣周，沈桐立，李戈，等．一次暴雪天氣的數(shù)值模擬及診斷分析［J］．氣象，2000，34(9)：65-72．