一次回流與倒槽共同作用產(chǎn)生的強(qiáng)降雪天氣過程分析

莫愛勰

摘 要：本文利用常規(guī)天氣資料和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，應(yīng)用天氣分析和診斷分析方法，對2017年2月21日盧氏縣出現(xiàn)的強(qiáng)降雪天氣過程的主要影響系統(tǒng)及成因進(jìn)行分析，最終得出以下結(jié)果。①500hPa圖上，歐亞高緯地區(qū)維持兩槽一脊型。從烏山低槽后部不斷分裂小股冷空氣南下，在高原堆積、加強(qiáng)，與南支槽同位相疊加，使南支槽加深，槽前西南氣流加強(qiáng)。地面圖上，回流形勢與河套倒槽同時強(qiáng)烈發(fā)展，兩支急流與東路冷空氣在盧氏上空交匯，是造成此次強(qiáng)降雪的重要原因。②強(qiáng)烈的水汽輻合和深厚的濕層為此次暴雪天氣提供了充足的水汽條件。③低值系統(tǒng)前部的上升運(yùn)動與喇叭口地形阻擋后產(chǎn)生的上升運(yùn)動輻合形成深厚的、大范圍的、強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動是產(chǎn)生強(qiáng)降雪的關(guān)鍵性條件。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)降雪；回流；倒槽；急流

中圖分類號：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）19-0148-03

Analysis on the Process of Heavy Snowfall Due to the Interaction

of Primary Reflux and Trough

MO Aixie

（Lushi Meteorologyical Bureau， Lushi Henan 472200）

Abstract： In this paper， using conventional weather data and numerical forecast products， using weather analysis and diagnostic analysis methods， the main influence system and causes of the heavy snow weather process in Lushi County in February 21， 2017 were analyzed， and the following results were finally obtained. First， on the 500hPa map， two trough and one ridge type were maintained in the Eurasian high latitude region. From the rear of the low trough of Wushan， the cold air of small strands was constantly divided into the south， stacked and strengthened in the plateau， superimposed with the same position of the South Branch， making the South Branch deepened， and the southwest airflow in the front of the trough was strengthened. On the ground map， the reflux situation and the river sleeve trough were developing at the same time. The two jet and the cold air of the East Road converge over Lushi， which was an important cause of the heavy snowfall. Second， strong water vapor convergence and deep wet layer provided sufficient water vapor conditions for the blizzard weather. Third， the rising motion of the front of the low value system and the rising motion generated by the trumpet topographic obstruction form a deep， large range and strong vertical upward movement， which were the key conditions for the strong snowfall.

Keywords： heavy snow；reflux；trough；the jet stream

暴雪是我國北方常見的災(zāi)害性天氣之一，但暴雪出現(xiàn)的概率遠(yuǎn)比暴雨小得多，其預(yù)報(bào)難度更大。近年來，越來越多的氣象工作者加強(qiáng)了對強(qiáng)降雪成因的研究，并總結(jié)出了一些有用的結(jié)論。例如，張迎新等[1，2]使用NCEP資料和中尺度模式對回流暴雪過程進(jìn)行研究，指出強(qiáng)降雪起止時間與低層冷空氣和中層暖濕氣流的風(fēng)向風(fēng)速具有相關(guān)性。李青春等[3]利用WRF-ARW模式對2010年冬季華北地區(qū)回流暴雪天氣開展模擬研究，得出同樣的結(jié)論。王東勇等[4]、趙桂香[5]認(rèn)為，強(qiáng)降雪時，近地面925hPa附近有超低空偏東急流存在。候瑞欽等[6]通過數(shù)值模擬研究顯示，向東開口的喇叭口地形使氣流在低層有弱的上升運(yùn)動。2017年2月21日，盧氏縣出現(xiàn)了有資料記錄以來最強(qiáng)的一次強(qiáng)降雪天氣。此次過程系地面回流與倒槽共同作用所致，范圍廣，強(qiáng)度大，時間短，產(chǎn)生了道路結(jié)冰等災(zāi)害，給交通運(yùn)輸和能源供應(yīng)及人們的生產(chǎn)生活帶來了嚴(yán)重影響。華北回流天氣是指冷空氣從東北平原南下，經(jīng)過渤海從偏東路徑侵入華北平原的天氣類型。本文對此次強(qiáng)降雪天氣過程進(jìn)行分析研究，希望能更好地認(rèn)識和預(yù)報(bào)此類天氣。

1 強(qiáng)降雪過程實(shí)況

2017年2月20日21：30至21日07：00有降雨，但降水微量，07：00至08：00轉(zhuǎn)降雪，但降雪量不大。降雪主要集中時段為21日08：00至12：00，降雪量13.1mm，積雪深度11.5cm。

2 大尺度環(huán)流背景分析

500hPa圖上（見圖1（a）），2月20日08：00，歐亞高緯地區(qū)維持兩槽一脊型，極渦中心強(qiáng)度低于496dagpm，極鋒偏北，烏拉爾山地區(qū)有一低槽，另一低槽位于鄂霍次克海。中低緯環(huán)流的經(jīng)向度稍弱，我國東北地區(qū)有一低槽，高原上有兩個南支小槽。對應(yīng)溫度場上，盧氏處于溫度鋒區(qū)底部。隨著極渦底部的低槽東移南壓，極鋒鋒區(qū)上分裂的短波槽與南支槽同位相疊加，使南支槽發(fā)展加深，槽前西南氣流隨之加強(qiáng)（見圖1（b））。20日20：00，700hPa圖上（見圖1（c）），河西走廊到青藏高原東部有一低槽，槽線上青藏高原東部有一低渦，槽前偏南急流位于陜西至四川一帶，陜西至河南的濕度明顯增大，T/Td≤1℃。21日08：00，系統(tǒng)繼續(xù)加強(qiáng)東移，盧氏處于700～500hPa強(qiáng)盛的西南急流、850hPa東南急流中（見圖2（a）），降雪突然增大。

對應(yīng)地面圖上，20日05：00，龐大的大陸高壓控制歐亞大陸，青藏高原東部經(jīng)四川盆地到云貴高原為一弱低壓，河西走廊出現(xiàn)弱倒槽，盧氏處于高壓底前部偏東氣流里。隨著冷空氣從東北平原擴(kuò)散南下，倒槽加強(qiáng)，緩慢東移向北發(fā)展，控制河套地區(qū)，20日20：00達(dá)到強(qiáng)盛（見圖1（d））。盧氏處于高壓底后部強(qiáng)盛的東南氣流里。河套倒槽前的暖濕空氣與東北南下的回流冷空氣在河南南部交匯，兩支東南氣流相遇耦合加強(qiáng)，導(dǎo)致盧氏出現(xiàn)暴雪天氣。這種回流形勢與倒槽同時強(qiáng)烈發(fā)展是造成此次強(qiáng)降雪的重要原因。

3 強(qiáng)烈的水汽輻合及深厚的濕層

21日08：00，700hPa上西南急流將南海的水汽源源不斷地輸送到河南上空，且盧氏處于急流軸左前方的水汽輻合區(qū)，850hPa（見圖2（a））上東南急流將東海的水汽輸送到暴雪區(qū)上空，兩支急流同時為暴雪區(qū)提供水汽和熱量輸送，在盧氏形成一個強(qiáng)的輻合中心，使得盧氏上空850～700hPa相對濕度達(dá)90%～100%（見圖3）。強(qiáng)烈的水汽輻合和深厚的濕層為此次暴雪天氣提供了充足的水汽條件。

4 低空急流

4.1 西南急流

暴雪出現(xiàn)前24h，從烏山低槽后部南下的冷空氣沿極鋒鋒區(qū)不斷分裂小股冷空氣南下，在高原地區(qū)堆積、加強(qiáng)，并與南支槽同位相疊加，使得南支槽加深，槽前的西南氣流加強(qiáng)，并引導(dǎo)低層的暖濕氣流向北輸送。而北上的西南氣流與華北高壓脊后的西南氣流產(chǎn)生輻合，使西南氣流加強(qiáng)，20日20：00在四川至陜西一帶形成500hPa強(qiáng)度≥24m·s-1的西南急流。21日08：00，急流軸東移至湖南、湖北、河南一帶，強(qiáng)度維持，暴雪開始。

4.2 偏東急流

21日08：00，來自黃海和東海的水汽穿過江蘇、安徽到達(dá)河南等省，形成超低空偏東急流（925hPa強(qiáng)度≥16m·s-1、850hPa強(qiáng)度≥18m·s-1），與四川低渦前的西南急流（700hPa強(qiáng)度≥20m·s-1）在陜西省與河南省交界處匯合，共同向暴雪區(qū)輸送水汽，并與從華北南下的東路冷空氣耦合。兩股急流與冷空氣在盧氏強(qiáng)烈交匯，有利于強(qiáng)降雪產(chǎn)生。

這兩支急流的形成不僅為暴雪天氣提供了水汽和熱量輸送，而且兩支急流附近出現(xiàn)的風(fēng)切變較強(qiáng)，使得急流右前方的動力抬升運(yùn)動加強(qiáng)。地面冷空氣起觸發(fā)機(jī)制作用，而抬升冷卻作用使上升的濕空氣接近飽和，有利于強(qiáng)降雪的進(jìn)一步加強(qiáng)。

5 強(qiáng)烈的上升運(yùn)動

盧氏境內(nèi)的伏牛山（位于南部，呈西北-東南走向）與崤山（位于西北，呈東北-西南走向）形成一向東開口的喇叭口地形。21日08：00，925hPa（見圖2（b））北緯34°N附近有明顯的伸至110°E附近的偏東風(fēng)，受喇叭口地形阻擋后，因動力抬升作用在低層產(chǎn)生垂直上升運(yùn)動。21日08：00，上游低值系統(tǒng)前部上升氣流逼近，盧氏上空700hPa附近有數(shù)值為-60Pa·s-1的垂直上升運(yùn)動中心（見圖4（a）），850hPa附近有數(shù)值為-24Pa·s-1的垂直上升運(yùn)動中心（見圖4（b））。

上游低值系統(tǒng)發(fā)展東移，其前部上升運(yùn)動與低層回流偏東風(fēng)受到西部喇叭口地形阻擋后產(chǎn)生的上升運(yùn)動輻合形成深厚的、大范圍的、強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動是產(chǎn)生強(qiáng)降雪的關(guān)鍵性條件，對預(yù)報(bào)暴雪具有明顯的指示性意義。

6 結(jié)論

應(yīng)用常規(guī)天氣資料和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品對2017年2月21日盧氏縣出現(xiàn)的強(qiáng)降雪天氣過程的主要影響系統(tǒng)及成因進(jìn)行分析，初步得到以下結(jié)論。

①500hPa，歐亞高緯地區(qū)維持兩槽一脊型。從烏山低槽后部不斷分裂小股冷空氣南下，在高原堆積、加強(qiáng)，與南支槽同位相疊加，使南支槽加深，槽前西南氣流加強(qiáng)。地面圖上，回流形勢與河套倒槽同時強(qiáng)烈發(fā)展，兩支急流與東路冷空氣在盧氏上空交匯，是造成此次強(qiáng)降雪的重要原因。

②強(qiáng)烈的水汽輻合和深厚的濕層為此次暴雪天氣提供了充足的水汽條件。兩支急流不僅為暴雪天氣提供了水汽和熱量輸送，而且急流附近出現(xiàn)的風(fēng)切變較強(qiáng)，使急流右前方的動力抬升運(yùn)動加強(qiáng)。地面冷空氣起觸發(fā)機(jī)制，抬升冷卻作用使上升的濕空氣接近飽和，有利于強(qiáng)降雪進(jìn)一步加強(qiáng)。

③低值系統(tǒng)前部的上升運(yùn)動與喇叭口地形阻擋后產(chǎn)生的上升運(yùn)動輻合形成深厚的、大范圍的、強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動是產(chǎn)生強(qiáng)降雪的關(guān)鍵性條件，對預(yù)報(bào)暴雪具有明顯的指示性意義。

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