高原邊坡地帶強降雪天氣過程診斷分析＊

趙惠珍，何 濤

（甘南州氣象局，甘肅 甘南 747000）

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，降雪對設(shè)施農(nóng)業(yè) 城市交通及公路運輸?shù)刃袠I(yè)造成的災(zāi)害，越來越大，近幾年，形成了大量的預(yù)警指標(biāo)和概念模型。氣象工作者多年來一直致力于這類強降雪天氣的研究。尤其是近年來,廣大氣象學(xué)者對降雪天氣的天氣學(xué)特征和應(yīng)用多普勒天氣雷達(dá)對降雪天氣的中小尺度特征進(jìn)行了廣泛的研究，并取得了顯著的進(jìn)展。甘南位于高原邊坡地帶，具有復(fù)雜的地形和氣候特征，主要以農(nóng)牧業(yè)為主，降雪對農(nóng)牧業(yè)、交通運輸、旅游業(yè)以及人民生命財產(chǎn)安全帶來很大影響，對此類個例進(jìn)行深入研究很有必要。本文對在高原邊坡地帶產(chǎn)生的局地強降雪天氣過程在流型配置詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，另外從物理量衛(wèi)、雷達(dá)等方面進(jìn)行了較為深入的研究。

1 強降雪過程概述

本文選取具有代表性的春季局地強降雪過程進(jìn)行分析。過程最大降水量16.6mm，3 月16 日11 時開始出現(xiàn)降雪，到17 日08 時降雪天氣基本結(jié)束，其中合作、夏河、卓尼、碌曲四縣降水量達(dá)到暴雪。強降雪使得甘南大部分地區(qū)出現(xiàn)積雪，最大積雪深度為10cm。

2 強降雪過程分析

2.1 大氣環(huán)流

2.1.1 大氣環(huán)流500hPa 形勢場

3 月15 日20 時，500hPa 高空圖上，有一弱脊位于巴湖西北部，中高緯度為緯向型，亞洲中低緯度為多波動流型；16 日08 時，位于巴湖西北部弱脊緩慢東移，伴隨小股冷空氣東移南壓，甘南西部有弱的冷平流發(fā)展，位于高原的低槽開始發(fā)展加強，中高空有一東西向的急流位于甘肅中北部,風(fēng)速≥16m/s；16 日20 時，位于巴湖的脊繼續(xù)東移，脊前冷空氣南壓到甘肅中南部，與副高邊緣的西南暖濕氣流在本地交綏，底層有-≥12m/s 的西南氣急流位于副高邊緣，維持較長時間的低空急流為本次強降雪天氣過程提供了充沛的水汽，此時，高原低槽開始緩慢東移并加強南伸，槽后有較為明顯的冷平流；17 日08 時，500hPa 巴湖的脊逐漸被槽取代，高原槽也隨之加深并東移出本地，降雪過程結(jié)束。

2.1.2 大氣環(huán)流700hPa 形勢場

中低層700hPa 上，3 月15 日20 時本地受偏南氣流控制；16 日08 時，在隴東部形成一東北—西南向切變線，切變穩(wěn)定維持，在甘南北部出現(xiàn)風(fēng)速輻合；16 日20 時，甘南北部切變?nèi)匀痪S持少動；17 日08 時，甘南本地溫度迅速下降，出現(xiàn)冷溫度中心，切變也快速東移南壓移出本地。

2.1.3 大氣環(huán)流地面圖

3 月15 日20 時地面圖上，本地上游有一冷高壓生成，高壓中心接近甘肅中部，高壓中心值達(dá)1018hPa，低壓倒槽發(fā)展旺盛；16 日08 時，地面上甘南本地為低壓區(qū)，地面倒槽依然維持少動，降強降雪主要出現(xiàn)在低壓中心附近；16 日20 時，冷高壓較弱逐漸擴展并東移南壓，高壓前的冷鋒也隨之東移；17 日08 時，本地轉(zhuǎn)為高壓控制，冷鋒減弱移出本地。

2.2 相對濕度

在強降水天氣過程中，相對濕度的大小對于空氣的飽和的程度具有非常直接的反映。為了解暴雪過程整層濕度的分布特征，沿102.9°E 制做3 月16日20:00 至17 日20:00 相對濕度的經(jīng)向剖面圖。在34°～36°N 范圍內(nèi)，16 日20:00 中低層和高層的相對濕度均在40%左右，500hPa 高度上相對濕度基本小于35%，相對濕度自高層到低層變化不是非常顯著；到了17 日08:00 高濕區(qū)明顯增厚，相對濕度大于40%的濕區(qū)向上延伸到高層300hPa 以上，500 hPa 以下尤其是中低層相對濕度大于80%，暴雪發(fā)生期間中低層相對濕度明顯增大，高層相對濕度也略有增大，相對濕度在這一時次發(fā)生顯著變化；17日20:00，相對濕度逐漸減小，此時強降雪天氣也基本結(jié)束。

2.3 衛(wèi)星云圖

對于連續(xù)強降雪時段，3 月16 日18 時23 時；17日03 時，08 時云圖的連續(xù)性演變進(jìn)行分析顯示，造成本次強降雪的云系主要為低槽云系和地面冷鋒云系，降雪主要出現(xiàn)在高原槽前的暖區(qū)。16 日18時，中尺度云團(tuán)在高原上開始發(fā)展，甘南本地相繼有中高云系生成；隨著高原槽和冷鋒的東移，降水云團(tuán)也隨之東移；16 日23 時，強降水云團(tuán)東移到甘南上空，此時也是降雪最強的時間；17 日03 時甘南持續(xù)受到中尺度云團(tuán)的影響，降雪持續(xù)；到了17 日08 時云系移出本地，降水結(jié)束。影響甘南的云系由中高云系逐步向中低云系轉(zhuǎn)化，整體云系東移緩慢，在本地上空維持時間較長。

2.4 雷達(dá)回波

在3 月16 日23:25 多普勒雷達(dá)強度場上，回波主要分布在合作、夏河、碌曲、卓尼為層狀云回波，回波分布比較均勻，強度在20dBz 以下，具有穩(wěn)定降水的回波特征。在23:25 仰角為0.5°150Km 探測范圍內(nèi)的徑向速度場上，零速度線穿過測站，零速度線呈典型的“S”型分布，風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，由低層的偏南風(fēng)轉(zhuǎn)為中高層層的偏西風(fēng)，表明低空存在明顯的暖平流，高層存在弱的冷平流，并且風(fēng)速始終隨高度增加。抬高天線仰角，可以看到徑向速度存在同樣的變化?？梢哉J(rèn)為，高空冷暖平流和高空急流提供了強烈的不穩(wěn)定及上升運動條件，是這次降雪天氣的主要多普勒雷達(dá)特征。

3 結(jié)論

1）本次降雪過程中，有一高壓脊位于巴湖西北部，勢力強盛的冷空氣在脊前堆積，伴隨著冷渦的崩潰，脊前偏北氣流攜帶強盛冷空氣迅速南壓，在本地與西南暖濕氣流長時間交綏，配合本地中低層的切變線在冷鋒的共同作用下形成了甘南強降雪天氣過程。

2）西風(fēng)槽東移加深，中低空急流發(fā)展旺盛，源源不斷的為本地輸送充沛的水汽，并在甘南北部出現(xiàn)強烈的水汽輻合，本地水汽迅速增加區(qū)和水汽輻合區(qū)，對應(yīng)著高原強降雪區(qū)域。強降雪前后相對濕度有明顯的變化。充沛的水汽是強降雪產(chǎn)生的重要條件,較強的上升運動也為暴雪的產(chǎn)生提供了必需的動力擾動條件。

3）衛(wèi)星云圖比較清楚地反映了高原槽前云系生成發(fā)展東移，并與本地云系結(jié)合減弱移出甘南的整個過程，高原槽云系發(fā)展東移是降雪過程主要因素，同時與本地云系疊加使得降雪強度加強。

4）從多普勒雷達(dá)徑向速度場上，可以看到甘南強降雪過程中高空存在冷暖平流和高空急流，這些為強降雪提供了強烈的不穩(wěn)定及上升運動條件。