呼和浩特機場降雪天氣環(huán)流形勢特征分析及預(yù)報

摘要：對呼和浩特機場2002-2016年近15年降雪過程的環(huán)流形勢特征進行歸納分類，結(jié)果表明：降雪的天氣過程環(huán)流形勢可分為兩類六型，強冷空氣類分為貝加爾湖氣旋低槽型，蒙古氣旋低槽型和西來斜壓槽型三種，弱冷空氣類分為槽渦型，切變型和北槽南渦型三種。弱冷空氣類降雪一般有南支暖濕系統(tǒng)配合，遇弱冷空氣抬升造成降雪天氣，強冷空氣配合典型天氣系統(tǒng)造成強降雪天氣的同時，還會伴隨有大風(fēng)、吹雪、沙塵、寒潮等天氣的出現(xiàn)。降雪量的大小與冷空氣的強弱程度無必然聯(lián)系。強降雪天氣一般在700hPa均伴隨有10m/s以上的低空偏南急流。

關(guān)鍵詞：降雪;環(huán)流形勢;槽線;低空急流

中圖分類號：X831 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）11-0-03

Abstract： The circulation situation characteristics of Hohhot airport are summarized and classified during the past 2002-2016 years in recent 15 years. The results show that the circulation pattern of snowfall weather process can be divided into two types and six patterns. The strong cold air type is divided into the Lake Baikal cyclone trough pattern， the Mongolia cyclone low trough pattern and the west oblique baroclinic pattern， and the weak cold air type is divided into the trough vortex pattern， the shear pattern and the North trough South vortex pattern. Weak cold air snowfall generally has the cooperation of warm and humid system in the South branch. When the weak cold air is lifted， it will cause snowfall. When the strong cold air cooperates with typical weather system， it will cause strong snowfall. At the same time， it will also accompany gale， snow blowing， dust， cold-air outbreak and other weather. There is no direct correlation between the amount of snowfall and the intensity of cold air. Heavy snowfall usually occurs at 700hPa accompanied by a low-level southerly jet over 12 m/s.

Key words： Snowfall; Circulation situation; Trough; Low-level jet

呼和浩特白塔國際機場位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部，首府呼和浩特東郊，北部大青山和東南部蠻漢山為山地地形，南部及西南部為土默川平原地形，地勢東高西低，由東北向西南逐漸傾斜。呼和浩特白塔國際機場地處中緯度溫帶內(nèi)陸地區(qū)，具有明顯的溫帶半干旱氣候和大陸性季風(fēng)氣候特征，氣候復(fù)雜，冬季漫長嚴(yán)寒，干冷、少降雪，多寒潮、晴朗天氣。呼和浩特機場的降雪出現(xiàn)在10月份至次年的5月份，降雪日數(shù)主要集中在11月份至次年的3月份，且分布不均勻。降雪對飛行活動的影響很大，大雪會影響飛行員的視線和向外觀察的能見距離，積雪會降低跑道摩擦系數(shù)使跑道變得濕滑，吹雪可使能見度在幾分鐘內(nèi)降至近乎為零，這些都可能產(chǎn)生飛機偏離跑道或過早、過遲接地等嚴(yán)重的后果。因此，對呼和浩特白塔機場降雪發(fā)生的天氣環(huán)流背景進行詳細(xì)分析統(tǒng)計，并應(yīng)用物理量診斷分析方法對其結(jié)構(gòu)特征進行深入研究是非常必要的。

1 降雪天氣環(huán)流形勢特征分析

1.1 強冷空氣類

這種類型和高空長波槽脊相聯(lián)系，在700hPa有高空冷槽或閉合氣旋，槽后冷平流強，鋒區(qū)明顯，地面有冷鋒或氣旋配合，在產(chǎn)生降雪后會有大風(fēng)、吹雪、寒潮等天氣。

1.1.1 貝加爾湖氣旋低槽型

環(huán)流形勢特征：在700hPa上貝加爾湖地區(qū)有閉合低壓氣旋，地面為貝加爾湖氣旋或冷鋒，降雪特點為典型的陣性特性，時大時小，時停時下，能見度變化隨之也很迅速，整個過程持續(xù)時間長，降雪量較大。

如2015年2月27日，呼和浩特機場早晨9點開始小雪，下午短時中雪，前夜小雪，后夜短時中雪，能見度最低600m，整個過程降水量3mm。

貝加爾湖氣旋低槽型雖屬于強空氣類，但由于呼和浩特機場距離氣旋中心偏遠(yuǎn)，產(chǎn)生的降雪天氣未必是強降雪類，在做預(yù)報時必須注意距離的遠(yuǎn)近，冷空氣的強弱以及水汽鋒面附近降雪區(qū)的大小和移動等要素。如2014年11月28日的降雪天氣，呼和浩特白塔國際機場從中午11：00出現(xiàn)短時降雪天氣過程，到13：30結(jié)束。降雪量不足1mm，地面出現(xiàn)非常薄積雪。

1.1.2 蒙古氣旋低槽型

環(huán)流形勢特征：在700hPa上蒙古地區(qū)有低槽或低渦，槽前有風(fēng)速大于12m/s的西南急流配合，地面多為蒙古氣旋或倒槽冷鋒，降雪特點也存在陣性的特點，時大時小，時停時下，能見度變化隨之也很迅速，整個過程持續(xù)時間較長，降雪量不定。

如2012年12月28日的降雪過程，呼和浩特白塔機場從凌晨5時開始小雪，能見度從7000m驟降至2400m，28日8時降雪結(jié)束，降水量0.4mm，冷空氣未跟下，能見度維持在2～3km，11時冷空氣逐漸跟下，能見度逐漸上升至10km，西北風(fēng)也逐漸增大，白天穩(wěn)定在5-8m/s，夜間18時達(dá)到最大為280度11m/s，29日白天又減小至5-8m/s。

1.1.3 西來斜壓槽型

環(huán)流形勢特征：在700hPa上有從蒙古西側(cè)移入的斜壓性低渦或低槽，地面多為河套氣旋或倒槽，降雪特點為陣性降雪，持續(xù)時間較長，降雪范圍及強度隨槽線分布不均。

如2015年1月28日的降雪，呼和浩特機場自17時開始，持續(xù)至夜間24時結(jié)束，降雪過程持續(xù)7小時，能見度最低降至2500m，降雪量3.8mm。呼和浩特機場自21時起關(guān)閉，至凌晨01時重新開放，造成大量航班取消、延誤。

1.2 弱冷空氣類

這種類型的降雪大多和南支暖濕氣流相配合，在700hPa的蒙古地區(qū)多為南支槽渦或切變線，槽渦后沒有較強的冷平流，鋒區(qū)較弱，低值系統(tǒng)多由南向北移動，遇弱的冷空氣抬升造成降雪天氣，地面多為河套氣旋或倒槽相配合。

1.2.1 槽渦型

環(huán)流形勢特征：在中層700hPa蒙古地區(qū)有低渦或低槽緩慢東移，河套以南有暖舌或暖脊的強烈暖平流，地面對應(yīng)河套氣旋或倒槽，且有明顯濕區(qū)，降雪特點是降雪量不大，維持時間較短。

如2015年1月13日的一次河套氣旋降雪天氣過程，從云圖上可以清晰的看到河套氣旋云系，呼和浩特機場從夜間20：00開始小雪天氣，能見度維持在1-2公里，降雪持續(xù)至夜間24：00時，鋒面過境轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，降雪停止且能見度轉(zhuǎn)為10公里以上（圖5）。

1.2.2 切變型

環(huán)流形勢特征：在700hPa上有偏南風(fēng)和東南風(fēng)的“人”字形暖濕切變，有顯著濕區(qū)，地面也有倒槽配合，降雪特點是降雪量局地不均且變化大，但范圍小，維持時間稍長。

如2013年1月20日的降雪過程，呼和浩特機場從凌晨1點開始降雪，持續(xù)至中午11：36，降雪共持續(xù)10.5小時，降雪量4.3mm，期間最低能見度1100m（圖6）。

1.2.3 北槽南渦型

環(huán)流型是特征：在700hPa有南北兩支系統(tǒng)，北支為槽后有強的冷平流，鋒區(qū)明顯，南支渦的強度偏弱，鋒區(qū)不明顯，兩支系統(tǒng)一般在河套附近相結(jié)合后東移，降雪特點是如果為北槽影響，降雪量小，維持時間短，以大風(fēng)降溫為主，如果為南渦影響則降雪量較大，維持時間較長。

如2018年11月3日，此次降雪過程自19：00開始，由小雨轉(zhuǎn)雨夾雪轉(zhuǎn)雪，20：20開始出現(xiàn)小雪天氣，持續(xù)至凌晨02：00，持續(xù)西北風(fēng)7～9m/s，能見度5～8km，雪停起風(fēng)后能見度迅速上升至10km以上，總降雪量1.5mm，地面溫度0～1℃，未有積雪產(chǎn)生。

2 降雪預(yù)報指標(biāo)

（1）垂直速度（700hPa）≤-0.2hPa/s;（2）渦度（700hPa）≥20*10-6s-1;（3）散度（700hPa）≤-4*10-6s-1;（4）水汽通量散度（700hPa）≥-5*10-6g/（cm2*hPa*s）;（5）低空急流（700hPa）風(fēng)速≥10m/s，溫度露點差≤2℃;（6）雨夾雪：850hPa氣溫≤0℃;雪：850hPa氣溫≤-4℃;

3 結(jié)論

（1）降雪天氣環(huán)流形勢可分為兩類六型，強冷空氣類分為貝加爾湖氣旋低槽型，蒙古氣旋低槽型和西來斜壓槽型三種;弱冷空氣類分為槽渦型，切變型和北槽南渦型三種（2）弱冷空氣類降雪一般有南支暖濕系統(tǒng)配合，遇弱冷空氣抬升造成降雪天氣，強冷空氣配合典型天氣系統(tǒng)造成強降雪天氣的同時，還會伴隨有大風(fēng)、吹雪、寒潮等天氣的出現(xiàn)。（3）強降雪天氣一般在700hPa均伴隨有10m/s以上的低空偏南急流。（4）降雪量的大小與冷空氣的強弱程度無必然聯(lián)系。（5）降雪中西南氣流的作用都比較明顯，與地形的輻合、抬升作用也有密切的關(guān)系，呼和浩特機場降雪量較周圍地區(qū)大1～2個量級。（6）高空冷渦形成陣性的對流性降雪，降雪強度和量級均變化迅速，短時能見度會降到1km以下，而且往往會反復(fù)兩三次。（7）配合有地面倒槽系統(tǒng)的降雪，具有降雪量大，降雪時間長等特點，會造成跑道道面積雪明顯，倒槽降雪伴隨的低能見度持續(xù)時間長，且第二天早晨由于雪面輻射逆溫的影響，易出現(xiàn)輻射霧，均對飛行活動影響較大。（8）晴空飄雪量不會很大，能見度也不會受太大影響，但是持續(xù)時間會在1小時以上，最長會達(dá)到6小時。

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收稿日期：2019-10-09

作者簡介：李浩（1986-），男，主任工程師，研究方向為航空氣象預(yù)報。