錫林郭勒盟地區(qū)一次強降雪天氣過程分析

蘇 亮

(錫林郭勒盟氣象局，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000)

大(暴)雪是錫林郭勒盟冬半年的自然災(zāi)害之一，強降雪天氣對于地區(qū)經(jīng)濟和人民生活的危害很大。由于大(暴)雪天氣是在多個天氣系統(tǒng)綜合作用下形成的，形成的機理也較為復(fù)雜，因而預(yù)報難度較大，國內(nèi)外針對大(暴)雪開展了大量的研究工作。劉寧微等[1]對2007年3月3日～5日遼寧大部分地區(qū)出現(xiàn)的暴雪過程進行了分析，并指出低空急流輸送水汽和低層上升運動是增強降雪強度的有利條件；王正旺等[2]對2009年11月9日～13日山西大暴雪天氣的環(huán)流形勢及物理量場進行了分析；王迎春等[3]對2002年12月北京出現(xiàn)連續(xù)6d降雪進行了合成和診斷分析；王文輝等[4]對內(nèi)蒙古錫林郭勒盟大雪和暴雪天氣過程進行了分析和總結(jié)。這些工作從不同方面對強降雪天氣進行了很好的研究分析，盡管如此，大(暴)雪天氣過程的研究仍是一個薄弱環(huán)節(jié)。2020年3月2日至3日，錫林郭勒盟東部地區(qū)出現(xiàn)了大(暴)雪天氣過程，筆者將選取降雪集中的時段，以環(huán)流形勢、動力背景、水汽條件、衛(wèi)星云圖等方面為切入點進行研究探討，為更好地認(rèn)識和預(yù)報大雪天氣提供科學(xué)依據(jù)。

1 降雪概況及影響

2020年3月2日-3日，錫林郭勒盟東部地區(qū)出現(xiàn)強降雪天氣過程，有1站出現(xiàn)暴雪，為多倫縣灤源鎮(zhèn)站，降雪量達到10.9mm；6站出現(xiàn)大雪，3日08時冷鋒完全過境后降水減弱趨于結(jié)束。此次強降雪過程造成錫林郭勒盟東部地區(qū)交通運輸停運，路面濕滑交通事故頻發(fā)，給地方造成了不同程度的經(jīng)濟損失；但是另一方面，大(暴)雪對牧草返青、降低森林草原火險等級、增加土壤墑情等方面十分有利。

2 環(huán)流形勢演變分析

2.1 高空影響系統(tǒng)

500hPa高空形勢，降雪前期歐亞大陸中高緯地區(qū)為兩槽一脊的大尺度環(huán)流，烏拉爾山高壓脊發(fā)展并維持，其對下游形勢起到穩(wěn)定作用，脊前極地冷空氣不斷下滑南壓，使得貝加爾湖大槽加深，環(huán)流閉合形成冷渦并東移南壓；東亞高壓脊的存在阻擋了貝加爾湖大槽東移，維持著穩(wěn)定的西南風(fēng)場；同時四川盆地的南支槽建立并維持，形成“階梯槽”。

此次強降雪天氣是在有利的大尺度環(huán)流背景形勢下產(chǎn)生的。由于東亞高壓脊的存在，阻擋了冷空氣大規(guī)模東移，而且“階梯槽”的形成與建立，偏南氣流可以使得暖濕空氣源源不斷的向北輸送。

2.2 低空影響系統(tǒng)

2020年3月2日08時，錫林郭勒盟地區(qū)700hPa位于槽前，“階梯槽”的維持使得西南水汽通道較為通暢，暖濕氣流不斷地向北輸送至錫林郭勒盟地區(qū)，為降雪提供了水汽條件，850hPa上，錫林郭勒盟地區(qū)處于切變邊線前側(cè)，暖平流較強，與此同時南風(fēng)加大，低空急流建立，強降雪區(qū)位于低空急流出口區(qū)左前側(cè)(圖1a)；2日20時，低槽東移加強形成蒙古低渦，低渦旋轉(zhuǎn)并緩慢東移，切變線維持并東移，西南風(fēng)的風(fēng)速雖然有所減弱，但是逐漸轉(zhuǎn)為偏南、東南風(fēng)，將渤海的水汽向錫林郭勒盟地區(qū)輸送(圖1b)。

圖1 2020年3月2日08時和20時850hPa 環(huán)流形勢

2.3 地面影響系統(tǒng)

2020年3月2日-3日錫林郭勒盟地區(qū)受低壓控制，地面低壓08時中心值為1 022.5Pa，此時錫林郭勒盟地區(qū)處于高空槽前，槽前的正渦度平流使得地面減壓，所以14時低壓加強中心值為1022 Pa，并有暖鋒鋒生，暖鋒一側(cè)(倒槽)降雪變得明顯，19時多倫縣灤源鎮(zhèn)站小時雪強達4mm/h，隨著系統(tǒng)東移北上，強降雪區(qū)也隨著地面系統(tǒng)的移動而改變，但是始終位于暖鋒一側(cè)。低壓的加強，使得地面鋒區(qū)附近冷暖氣團活動更加頻繁，兩種氣團對峙劇烈使得地面鋒生更加明顯，暖區(qū)一側(cè)上升運動明顯，強降雪主要是地面低壓倒槽和地面暖鋒造成的，強降雪時段與中低層暖鋒鋒生有較好的對應(yīng)關(guān)系。通過以上的分析可以看出，地面低壓倒槽和地面暖鋒是此次大(暴)雪天氣的主要影響系統(tǒng)(見圖2a、2b)。

圖2 2020年3月2日14時和20時海平面氣壓場

3 強降雪成因分析

3.1 動力條件

錫林郭勒盟地區(qū)降雪開始前，高空為較強的冷空氣控制，3月3日08時250hPa有一支顯著的高空急流，急流核區(qū)最大風(fēng)速超過36m/s，強降雪區(qū)位于高空急流入口區(qū)的右側(cè)，低空急流出口區(qū)左前側(cè)，此處高層有強烈的輻散下沉運動，低層有較強的輻合上升氣流，高低空急流在此耦合，抽吸效果顯著，使得強降雪區(qū)上空垂直運動明顯增強。

3.2 水汽條件

強降水需要水汽的大量輸送，本次降雪過程的水汽主要來自孟加拉灣、渤海。850hPa從3月1日20時至2日20時一直維持西南氣流并緩慢東移，2日20時，西南風(fēng)的風(fēng)速雖然有所減弱，但是逐漸轉(zhuǎn)為偏南、東南風(fēng)，將渤海的水汽向錫林郭勒盟地區(qū)輸送。

從降雪區(qū)上空850hPa相對濕度場來看，2日08時錫林郭勒盟大部地區(qū)的相對濕度較差，到20時相對濕度條件逐漸轉(zhuǎn)好，尤其是東部地區(qū)，相對濕度在80%～100%之間，且伸展高度較高。

4 衛(wèi)星云圖分析

高低空系統(tǒng)配置和地面系統(tǒng)對此次大(暴)雪天氣起到了重要的作用，與地面低壓倒槽和暖鋒的移動與發(fā)展相對應(yīng)，降雪區(qū)云系的發(fā)展也有著逐漸東移北抬的表現(xiàn)，3月2日08時云系逐漸東移進入錫林郭勒盟范圍，此時地面暖鋒尚未鋒生，所以沒有明顯降雪出現(xiàn)(圖3a)；14時伴隨著地面低壓倒槽發(fā)展和地面暖鋒鋒生，云區(qū)南部有明顯的暖濕輸送帶建立，云體發(fā)展旺盛，其北部形成微微凸起，形成卷云盾，降雪天氣逐漸明顯(圖3b)；降雪云系進一步東移北上，23時西南氣流有所減弱，偏東南氣流加強，西南暖濕輸送帶轉(zhuǎn)變?yōu)槠珫|南暖濕輸送帶，東南部地區(qū)降雪開始減弱；3日08時，冷鋒完全過境，云區(qū)也幾乎完全移出，降雪天氣區(qū)域結(jié)束。

圖3 2020年3月2日08時和14時紅外衛(wèi)星云圖

5 結(jié)論

①“階梯槽”的建立與維持使得暖濕氣流源源不斷地向北輸送，與極地南下的冷空氣在錫林郭勒盟地區(qū)交匯，為此次大(暴)雪提供了有利的環(huán)流形勢。②強降雪主要發(fā)生在地面暖鋒一側(cè)，降雪集中時段也同暖鋒鋒生有著很好的對應(yīng)關(guān)系，此次降雪屬于暖區(qū)降水。③強降雪區(qū)位于高空急流入口區(qū)的右側(cè)，低空急流出口區(qū)左前側(cè)，高低空急流在此耦合，抽吸效果顯著，為降雪提供了有利的動力條件。④衛(wèi)星云圖上，暖濕輸送帶從建立到維持直至消散的過程，對于降雪的強度有一定的指示意義。