2020年2月13—14日承德強(qiáng)雨雪天氣過程分析

楊志強(qiáng) 王宏 高艷春 武二磊 楊域

摘要 運(yùn)用常規(guī)觀測(cè)資料、NECP（1°×1°）6 h再分析資料，分析2020年2月13—14日承德強(qiáng)雨雪天氣的實(shí)況和成因。結(jié)果表明：此次強(qiáng)雨雪天氣主要由500 hPa高空槽、700 hPa及850 hPa切變線和地面倒槽共同造成;低層的水汽來源主要有2支：一支是由東南方向輸送而來的暖濕空氣，另一支是由東北方向輸送而來暖濕空氣;偏東風(fēng)為回流降水提供冷墊，造成回流冷鋒鋒生，為降水提供動(dòng)力條件，為低層提供少量水汽，對(duì)降水相態(tài)轉(zhuǎn)換具有至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)雨雪;水汽輸送;偏東風(fēng);θse平流

中圖分類號(hào)：P458.121 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）10–0057–02

強(qiáng)降雪是承德冬季主要災(zāi)害性天氣之一，常常給當(dāng)?shù)爻鞘薪煌ā⒌缆愤\(yùn)輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等帶來極大危害，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重?fù)p失，因此準(zhǔn)確預(yù)報(bào)強(qiáng)降雪對(duì)科學(xué)利用、儲(chǔ)存水資源和做好防災(zāi)減災(zāi)氣象服務(wù)具有重要科學(xué)價(jià)值和意義。

近年來，我國氣象工作者對(duì)降雪的成因、觸發(fā)機(jī)制等進(jìn)行了大量研究。王建忠[1]對(duì)華北一次強(qiáng)降雪過程進(jìn)行了濕對(duì)稱不穩(wěn)定的初步研究;趙桂香等[2]研究了強(qiáng)降雪落區(qū)和強(qiáng)度，以及與高低空急流軸的位置和急流強(qiáng)度的關(guān)系;張小玲等[3]應(yīng)用高分辨率數(shù)值模式分析了暴雪過程中切變線、低渦等系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，表明中尺度系統(tǒng)在暴雪過程中發(fā)揮了重要作用。

2020年2月13—14日承德市出現(xiàn)了一次強(qiáng)降雪天氣，全市普降大到暴雪，市氣象臺(tái)天氣預(yù)報(bào)為中到大雪，預(yù)報(bào)降雪量級(jí)偏小，分析了此次強(qiáng)降雪過程發(fā)生發(fā)展機(jī)制，找到強(qiáng)降雪形成原因，有利于了解并預(yù)報(bào)同類天氣。因此，本文利用常規(guī)氣象資料、NECP（1°×1°）6 h再分析資料，對(duì)此次暴雪過程發(fā)生發(fā)展機(jī)制和強(qiáng)降水中心環(huán)境場(chǎng)條件進(jìn)行診斷分析，并檢驗(yàn)了數(shù)值模式預(yù)報(bào)效果，結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，找出此次暴雪過程的漏報(bào)、錯(cuò)報(bào)原因，探求對(duì)強(qiáng)雨雪天氣更科學(xué)、準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)方法。

1 實(shí)況分析

受到冷空氣和暖濕氣流的共同影響，2020年2月13日夜間—14日白天，承德市出現(xiàn)大范圍強(qiáng)雨雪天氣。此次過程降水強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，降水自承德市西北部至東南部逐漸開始，豐寧、圍場(chǎng)、隆化、市區(qū)、灤平和興隆過程降水量均達(dá)10 mm以上，平泉、承德縣7 mm以上，寬城最小4.1 mm。豐寧、市區(qū)和興隆12 h降水達(dá)到暴雪量級(jí)。此次過程最大降水量和最大積雪深度均出現(xiàn)在興隆縣，分別為17.6 mm和19 cm。圍場(chǎng)、平泉、承德縣和寬城降水開始時(shí)溫度較低，均在0℃以下，降水相態(tài)為雪;其他縣（市）區(qū)降水開始時(shí)溫度均在0℃以上，降水相態(tài)為雨轉(zhuǎn)雨夾雪轉(zhuǎn)雪（表1）。從逐小時(shí)降水強(qiáng)度來看，西北部強(qiáng)降水時(shí)段主要集中在14日03：00～07：00，中南部強(qiáng)降水時(shí)段主要集中在14日06：00～10：00，豐寧06：00、興隆07：00和08：00、市區(qū)10：00 小時(shí)降雪強(qiáng)度均達(dá)到中雪量級(jí)，其中興隆07：00 小時(shí)降雪強(qiáng)度最大，達(dá)到3.7 mm（圖1）。強(qiáng)降雪期間，寬城縣出現(xiàn)瞬時(shí)大風(fēng)（偏東風(fēng)），最大瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)19.1 m/s（8級(jí)）;降雪過后，15—16日，大部分地區(qū)出現(xiàn)4～6級(jí)西北風(fēng)，最大瞬時(shí)風(fēng)速出現(xiàn)在豐寧縣18.9 m/s（8級(jí)）。受冷空氣影響，豐寧、圍場(chǎng)、平泉、寬城和興隆均出現(xiàn)寒潮，其中豐寧和興隆達(dá)特強(qiáng)寒潮。

2 成因分析

2.1 環(huán)流背景

降雪前期，13日20：00，亞洲中高緯為一槽一脊的環(huán)流形勢(shì)，高壓脊位于西伯利亞地區(qū)，河套地區(qū)西部有一高空槽，脊前偏北風(fēng)不斷將冷空氣向槽后輸送并堆積加強(qiáng)。700 hPa和850 hPa在河套東部有切變線配合，切變線西側(cè)偏南風(fēng)超過12 m/s，達(dá)到低空急流強(qiáng)度，850 hPa上內(nèi)蒙古東北部受東北風(fēng)控制，承德位于低空急流與東北風(fēng)交匯處。地面圖上華北平原北高南低，在張家口、保定一帶有一倒槽存在。14日08：00，系統(tǒng)不斷東移發(fā)展加強(qiáng)，500 hPa上河套地區(qū)北部形成一低渦，低渦西南側(cè)河北上空有一東北—西南向的高空急流。700 hPa上河北上空低空急流增強(qiáng)，最大風(fēng)速達(dá)22 m/s，加強(qiáng)了中層暖濕空氣的輸送;850 hPa上河北省東北部處于強(qiáng)盛的偏東氣流中。地面圖上倒槽不斷東移，承德受偏東風(fēng)影響，部分冷空氣擴(kuò)散南下，還有一部分經(jīng)渤?；亓饔绊懗械?，形成本次承德大范圍強(qiáng)雨雪天氣。

2.2 水汽條件

從興隆縣相對(duì)濕度的時(shí)間—高度剖面圖上看，降水開始前（13日08：00～20：00），濕度條件較差，900～400 hPa相對(duì)濕度低于60%，950 hPa以下為弱偏東風(fēng)，950 hPa以上為西南風(fēng);降水開始后，850 hPa以下逐漸轉(zhuǎn)為偏東風(fēng)或東北風(fēng)控制，且風(fēng)速增大，850 hPa以上西南風(fēng)增強(qiáng)，相對(duì)濕度明顯增大，濕層發(fā)展深厚，強(qiáng)降雪時(shí)段（14日06：00～09：00）800～600 hPa相對(duì)濕度達(dá)100%;14日08：00承德全區(qū)比濕達(dá)2～3 g/kg。

分析1 000～850 hPa水汽通量和水汽通量散度可知，承德850 hPa以下水汽來源有2支：一支是從東南方向輸送而來的暖濕氣流，水汽主要來源于東海，也是此次降水過程低層的主要水汽來源;另一支由東北方向輸送而來，強(qiáng)降水時(shí)段低層偏東風(fēng)增強(qiáng)，水汽經(jīng)渤海向承德輸送，14日08：00承德中南部水汽通量散度負(fù)值區(qū)明顯增大，水汽輻合增強(qiáng)，水汽通量值也有所增加。但東北方向輸送的水汽明顯少于自東南方向輸送的水汽。分析850～300 hPa水汽通量和水汽通量散度可知，此次降雪過程中層的水汽主要來自孟加拉灣，經(jīng)過黃河地區(qū)北上到河北省，承德地區(qū)水汽通量值達(dá)到1 500～1 800 g/（hPa·cm2·s），在河北自河南有一水汽通量散度輔合帶，為此次強(qiáng)降雪過程提供充足的水汽。

3 結(jié)論

本文通過分析2月13～14日強(qiáng)雨雪天氣過程，得出以下結(jié)論。

（1）此次強(qiáng)雨雪天氣主要由500 hPa高空槽、700 hPa及850 hPa切變線和地面倒槽共同造成。

（2）低層的水汽來源主要有2支：一支是從東南方向輸送而來的暖濕氣流;另一支由東北方向輸送而來，但輸送的水汽明顯少于自東南方向輸送的水汽。中層的水汽主要來自孟加拉灣，經(jīng)過黃河地區(qū)北上到河北省。

參考文獻(xiàn)

[1] 王建中，丁一匯.一次華北強(qiáng)降雪過程的濕對(duì)稱不穩(wěn)定性研究[J].氣象學(xué)報(bào)，1995，53（4）：451-460.

[2] 趙桂香，杜莉，范衛(wèi)東，等.一次冷鋒倒槽暴風(fēng)雪過程特征及其成因分析[J].高原氣象，2011，30（6）：1516-1525.

[3] 張小玲，程麟生.“96·1”暴雪期中尺度切變線發(fā)生發(fā)展的動(dòng)力診斷1：渦度和渦度變率診斷[J].高原氣象，2000（3）：285-294.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Process Analysis of Heavy Rain and Snow in Chengde from February 13 to 14， 2020

YANG Zhi-qiang et al（Chengde Mete-orological Bureau， Chengde， Hebei 067000）

Abstract Based on the conventional observation data and NECP （1°×1°） 6-hour reanalysis data， this paper analyzed the actual situation and causes of the heavy rain and snow weather in Chengde from February 13 to 14， 2020. The results showed that the heavy rain and snow weather was mainly caused by 500 hPa upper trough， 700 hPa and 850 hPa shear line and surface inverted trough. There were two main sources of water vapor in the lower layer： one was warm and humid air transported from the southeast， the other was warm and humid air transported from the northeast. Easterly wind provided cold cushion for reflux precipitation， resulting in the frontogenesis of reflux cold front， provided dynamic conditions for precipitation， and provided a small amount of water vapor in the lower layer， which played a crucial role on the phase transformation of precipitation.

Key words Heavy rain and snow; Water vapor transport; PianDongFeng; Theta se advection