劉文煒
DOI:10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.113
摘 要:本文利用高低空形勢場、地面場、物理量場對內(nèi)蒙古西部冬季一次極端降雪過程進行分析,結(jié)果表明:低空急流是極端降雪天氣最直接的成因,特別是偏南急流強度大、持續(xù)時間長,帶來充沛、深厚的水汽,其與西北急流結(jié)合,產(chǎn)生“人”字切變,強烈輻合,造成極端降雪;渦度場垂直時間剖面圖表現(xiàn)為高層強烈輻散,低層強烈輻合,為本次降雪提供了必要的動力條件;系統(tǒng)深厚和地面倒槽也是產(chǎn)生極端降雪的重要因素。
關(guān)鍵詞:極端降雪 低空急流 天氣分析
中圖分類號:P45 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)09(a)-0113-03
大、暴雪是內(nèi)蒙古冬季主要氣象災(zāi)害之一,它的發(fā)生對農(nóng)牧業(yè)、交通、人民生活等有著重要的影響。內(nèi)蒙古年降雪量具有東強西弱的分布特征,大雪過程主要發(fā)生在3、4、10月,5、11月次之,隆冬季節(jié)大雪發(fā)生較少[1]。內(nèi)蒙古西部(包括阿拉善盟、烏海市、巴彥淖爾市和鄂爾多斯市)冬季與中東部相比,降雪量極少,頻次極低,其中2月平均降雪量只有1.8mm。所以,內(nèi)蒙古西部冬季降雪天氣的研究,對降雪預(yù)報和防災(zāi)減災(zāi)有著重要的價值。
關(guān)于內(nèi)蒙古冬季大、暴雪的發(fā)生機理,我國氣象工作者已經(jīng)做了許多的研究[2-3]。本文主要從天氣成因的角度對高空環(huán)流場、物理量場、地面氣壓場進行分析,找出其高低空環(huán)流配置情況、影響系統(tǒng)、水汽條件、物理量特征、觸發(fā)機制等。
1 降水實況
2017年2月20日20時至21日20時內(nèi)蒙古西部四盟市23站出現(xiàn)極端降雪事件,其中,鄂爾多斯市鄂托克旗、烏審旗、烏審召、河南和巴彥淖爾市大佘太共5站超過歷史極值,鄂爾多斯市、巴彥淖爾市、烏海市、阿拉善盟4個盟市共18站超過極端降雪閾值。
2 天氣分析
2.1 高空環(huán)流形勢
19日20時500hPa(圖略)東亞暖脊東移,該暖脊十分深厚,向上一直發(fā)展到200hPa;700hPa上蒙古阻高形成,其底部東南氣流在青海西部形成氣旋性環(huán)流,于20日08時形成低渦,中心強度達292hPa,低渦前部東南急流建立,極大風(fēng)速達24m/s,河西走廊、內(nèi)蒙古阿拉善盟正好位于急流區(qū)中。20日20時500hPa(圖1)暖脊繼續(xù)東移,從新疆移動到河西走廊的高空槽有所加深,內(nèi)蒙古西部位于槽前西南氣流中,華北暖性高壓脊依然十分深厚,一直延伸到200hPa高度場,并呈后傾型;700hPa(圖2)從巴爾喀什湖東南下的冷空氣產(chǎn)生兩支西北急流,一支位于新疆西北部,一支位于河西走廊,正是該支西北急流與華北暖脊前南風(fēng)急流在內(nèi)蒙古西部形成“人”字形切變,此時地面受倒槽控制,內(nèi)蒙古西部降雪開始。21日08時,500hPa內(nèi)蒙古西部仍受槽前西南氣流控制,700hPa高空鋒區(qū)已過內(nèi)蒙古西部區(qū),原來兩支西北急流合為一支,使得“人”字形切變加深為槽,內(nèi)蒙古西部地區(qū)轉(zhuǎn)為冷槽控制,降雪減弱,轉(zhuǎn)為冷性降水,一直到21日20時,500hPa高空槽過境,降雪結(jié)束。
從環(huán)流場演變可以看出,低空急流是此次降水最直接的成因,由于偏南急流強度大,持續(xù)時間長,帶來充沛、深厚的水汽,其左側(cè)氣旋性環(huán)流與西北急流結(jié)合,產(chǎn)生“人”字形切變,輻合強烈,造成此次極端降雪天氣過程。宮德吉等[4]的研究表明,低空急流與內(nèi)蒙古大暴雪的關(guān)系非常密切,不但為大暴雪提供了水汽,而且還造成了上升運動和不穩(wěn)定條件。本次極端降雪亦遵循這一規(guī)律。
系統(tǒng)深厚是此次降水的一大特點,從850hPa到400hPa為深厚的水汽層,內(nèi)蒙古西部下游華北阻高從850hPa一直延伸到200hPa。本次降水環(huán)流形勢仍然與內(nèi)蒙古西部夏季暴雨形勢相似,呈現(xiàn)“東高西低”、地面倒槽觸發(fā)降水的天氣特征。
2.2 物理量場診斷
20日20時500hPa渦度場(圖略),內(nèi)蒙古西部上下游存在正負渦度中心,“+”中心位于甘肅玉門鎮(zhèn)附近,中心值達60×10-5s-1;“-”中心位于北京到天津一帶,中心值達-60×10-5s-1。從20日20時700hPa渦度場(圖3)看出,與500hPa相似,西部上下游也存在正負渦度中心,“+”中心位于阿拉善盟中東部,中心值達40×10-5s-1;“-”中心位于錫林郭勒盟朱日和附近,中心值達-40×10-5s-1。從中心值看出,中低層“+”渦度場呈后傾態(tài)勢,內(nèi)蒙古西部地區(qū)700hPa渦度平流很強,阿拉善盟中東部對流強烈,處于強烈的上升運動區(qū)。
對突破歷史極值的大佘太渦度場進行時間垂直剖面(圖略)分析發(fā)現(xiàn),20日20時到21日08時主降雪時段,400hPa以下為深厚的輻合區(qū),400hPa以上為深厚的輻散區(qū),大佘太高低層渦度中心值為“-55×10-5s-1,+45×10-5s-1”,高層強烈輻散,低層強烈輻合,為本次降雪提供了必要的動力條件??盗岬萚5]研究內(nèi)蒙古大、暴雪物理量特征,大、暴雪臨近時,700hPa、500hPa渦度圖上,正渦度中心值一般為(+40~+120)×10-5s-1,本次降雪高空圖上正渦度中心值亦達到這一指標(biāo)。
從大佘太水汽通量散度時間垂直剖面圖(圖4)可以看出,20日白天水汽開始流入,20日20時700hPa水汽通量散度達到最大,為-4.0g/(s·cm2·hPa),降雪開始,從850hPa到400hPa水汽輸入一直持續(xù)到21日05時左右,之后中高層水汽開始流出,低層850hPa水汽繼續(xù)流入,一直持續(xù)到21日20時降雪結(jié)束。分析得知深厚的水汽層、水汽的長時間輸入為本次降水提供了充沛的水汽條件。
2.3 地面氣壓場
20日20時地面倒槽伸入內(nèi)蒙古西部地區(qū),觸發(fā)此次降水開始,分析地面輻合線發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生極端降雪的站點均位于輻合線周圍。
3 結(jié)論
(1)低空急流是此次極端降雪天氣最直接的成因。由于偏南急流強度大、持續(xù)時間長,帶來充沛、深厚的水汽,與西北急流結(jié)合,產(chǎn)生“人”字切變,強烈輻合,造成極端降雪。
(2)系統(tǒng)深厚是產(chǎn)生極端降雪的重要條件之一。內(nèi)蒙古西部從850hPa到400hPa為深厚的水汽層,下游華北阻高從850hPa一直延伸到200hPa。
(3)地面倒槽觸發(fā)了此次降雪天氣。
參考文獻
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[2] 江毅,錢維宏.內(nèi)蒙古大(暴)雪的區(qū)域特征[J].地理學(xué)報,2003(S1):38-48.
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[4] 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.
[5] 康玲,李彰俊,祁伏裕,等.內(nèi)蒙古大、暴雪環(huán)流類型及物理量特征[J].內(nèi)蒙古氣象,2000(3):13-18.endprint