2020年2月14—16日本溪暴雪天氣診斷分析

崔景軒　劉春溪　崔曜鵬　高艷波　張冰蓮

摘要 基于地面高空觀測資料、歐洲數(shù)值預報中心資料及NCEP 1°×1°每6 h再分析資料，分析2月14—16日暴雪過程的環(huán)流特征和物理量場。結(jié)果表明：低層輻合高層輻散的垂直結(jié)構(gòu)是此次暴雪的主要原因，受高空急流、東北冷渦和強盛西南暖濕氣流共同影響，在有利的動力、水汽、能量條件的共同作用下，配合較長的持續(xù)時間，遼寧省中東部地區(qū)出現(xiàn)了暴雪到大暴雪，局部出現(xiàn)特大暴雪。

關鍵詞 冷渦;物理量分析;遼寧暴雪

中圖分類號：P458 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）06–0020–03

暴雪作為遼寧地區(qū)冬季常見的災害性天氣之一，可導致交通、通信中斷，甚至導致房屋、溫室大棚等倒塌，對人民群眾生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生嚴重威脅[1-4]。例如，2007年3月初及2009年2月中旬遼寧省發(fā)生的兩次區(qū)域性暴雪對全省各行業(yè)造成了極大的經(jīng)濟損失[5-7]。本溪地區(qū)處于遼寧東部山區(qū)，易形成區(qū)域性暴雪和強降雪中心。以2020年2月14—16日大暴雪天氣過程為例，該過程是自2007年以來僅次于2007年和2009年的第三大降雪過程，遼寧省中東部地區(qū)出現(xiàn)暴雪，其中桓仁、寬甸出現(xiàn)特大暴雪，本溪地區(qū)、丹東北部和新賓出現(xiàn)大暴雪。此次天氣過程，降雪強度大、影響范圍廣、持續(xù)時間長、新增積雪深、風雪交加、降溫幅度大。利用常規(guī)觀測資料和數(shù)值預報產(chǎn)品，分析并總結(jié)此次過程，進一步深入認識降雪形成機理，可為今后預報此類降雪提供參考，為氣象防災減災提供有效幫助。

1 資料選取

利用美國環(huán)境預報中心（National Center of Environment Prediction， NCEP）的業(yè)務化全球再分析（final analysis，F(xiàn)NL）格點資料，空間分辨率為1°×1°，垂直方向900 hPa以下等壓面間距為25 hPa，900 hPa以上為50 hPa，時間步長6 h;地面氣壓選用歐洲數(shù)值預報中心資料;常規(guī)資料即預報業(yè)務中常用的高空、地面觀測資料[8]。

2 降雪實況

此次強降雪過程發(fā)生在2020年2月14日16：00至16日14：00（圖1）。在有利的動力、水汽、能量條件共同作用下，配合較長的持續(xù)時間，遼寧省中東部地區(qū)產(chǎn)生了暴雪到大暴雪，局部特大暴雪天氣。全省62個國家級氣象觀測站均出現(xiàn)降雪，暴雪以上的站數(shù)占42%，其中有2個站出現(xiàn)特大暴雪。其中，本溪地區(qū)的本溪市區(qū)、本溪縣出現(xiàn)大暴雪，桓仁縣出現(xiàn)特大暴雪天氣，全區(qū)平均降雪量29.8 mm，最大降雪量出現(xiàn)在桓仁縣，為36 mm;最大積雪深度出現(xiàn)在桓仁縣黑溝鄉(xiāng)，為49 cm。此次過程遼寧省平均降雪量為10.9 mm，本溪地區(qū)為遼寧省降雪最大地區(qū)，是本溪地區(qū)自2007年以來，僅次于2007年3月4日和2009年2月13日的第三次大降雪天氣過程。

3 成因分析

3.1 環(huán)流背景分析

3.1.1 200 hPa高空形勢分析 分析2020年2月14日—16日08：00 200 hPa高空形勢場獲悉，高空形勢場呈現(xiàn)出“兩槽一脊”型，河套地區(qū)延伸一槽，槽后高空急流極為寬廣，遼寧省地處急流出口區(qū)的右側(cè)（圖2）。

3.1.2 500 hPa高空形勢分析 500 hPa形勢場上，中高緯度同樣呈現(xiàn)出“兩槽一脊”的環(huán)流形勢，2月14日烏拉爾山高壓脊東伸北抬，明顯加深。配合高空200 hPa形勢場，高空急流對應500 hPa槽所處位置，高空槽東移發(fā)展增強。14日20：00東歐生成一阻塞高壓，增強北抬，極地冷空氣沿脊前不斷南下補充，河套地區(qū)發(fā)展出低渦，系統(tǒng)深厚，徑向環(huán)流增強，促使槽后冷空氣南壓，持續(xù)向東南部發(fā)展至遼寧省。冷渦底部偏西氣流帶來的冷空氣和地面西南暖濕氣流匯合，促成此次降雪，15日發(fā)展最為強烈，16日20：00低渦中心向東北移動到吉林省，此時遼寧省降雪過程基本結(jié)束（圖3）。在高壓脊的阻擋作用下，低渦在遼寧省上空穩(wěn)定少動，降水持續(xù)時間較長。

3.1.3 850 hPa高空形勢分析 大雪以上量級降雪大多與中低空急流有密切的聯(lián)系，即冷鋒與高空槽、中低層切變配合產(chǎn)生。2月14日20：00 850 hPa在遼寧省上空生成低渦，加深東移發(fā)展，由于高壓脊的阻擋，移動較慢。15日地面鋒區(qū)南壓，槽區(qū)東移影響遼寧地區(qū)，切變線壓在遼寧中南部，16日20：00移出遼寧省至海上，轉(zhuǎn)為西北氣流控制，降雪過程基本結(jié)束，持續(xù)時間較長。從850 hPa風場上看，遼寧省上空風切明顯，15日形成急流，配合低渦切變出現(xiàn)較好的水汽輻合，有利于暴雪的形成（圖4）。

3.1.4 地面形勢分析 2月14日08：00受地面倒槽東移影響，遼寧中西部地區(qū)開始出現(xiàn)降雪。南支系統(tǒng)活躍，暖濕氣流源源不斷向北輸送，氣旋主體分裂，地面倒槽增強。15日11：00海上生成低壓，中心氣壓值為1 017.5 hPa，3 h變壓最大值出現(xiàn)在遼寧北部，氣旋將向東北方向緩慢移動發(fā)展，冷高壓從蒙古國逐漸南壓，氣旋頂部強烈輻合導致15日白天本溪地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)的強降雪。16日08：00氣旋中心移至朝鮮半島，遼寧各地降水明顯減少，16日20：00氣旋移至黑龍江東部，遼寧地區(qū)降水結(jié)束（圖5）。

3.2 物理量診斷分析

3.2.1 動力條件 從2月14—16日本溪上空垂直速度和散度的時間-高度剖面圖來看，14日午后過程開始，一開始降雪強度較弱，15日動力條件最佳，200 hpa高空急流伴隨強烈的輻散場，同時受地面東北風形成的近地面冷墊和中東部山區(qū)的地形抬升作用影響，低層垂直輻合上升運動強烈。在這種低層輻合、高層輻散的垂直配置下，由于抽吸作用導致上升運動強烈發(fā)展，對強降雪的形成極為有利（圖6）。

3.2.2 水汽條件 降雪天氣中，降雪范圍和強度通常與水汽通量散度數(shù)值成正比，2月14日午后過程開始，15日白天水汽輻合區(qū)與上升區(qū)配合較好，作用較強，降雪強度和范圍達到最大，16日14：00之后降雪基本結(jié)束（圖7）。

4 結(jié)論

通過分析2020年2月14日遼寧地區(qū)的暴雪天氣的氣候特征及和成因，結(jié)果表明：

（1）500 hPa低渦和地面倒槽帶來的西南氣流是此次過程的主要影響系統(tǒng)，在遼寧上空形成強水汽輻合，降水區(qū)位于切變處。

（2）200 hPa高空急流伴隨強烈的輻散場，在低層輻合、高層輻散的垂直配置下，由于抽吸作用導致上升運動強烈發(fā)展，有利于強降雪的形成。

參考文獻

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責任編輯：黃艷飛

Abstract The circulation characteristics and physical quantity field of the snowstorm from February 14 to 16 were analyzed based on the ground observation data， the European Center for Numerical Prediction and the NCEP 1°×1° reanalysis data every 6 hours. Results show that the low-level convergence and the high-level divergence of vertical structure is the main cause of the blizzard. It is affected by the upper-level jet stream， the northeast cold vortex and the strong southwest warm and wet airflow. Under the combined action of favorable dynamic， water vapor and energy conditions， with a longer duration.Therefore， the central and eastern areas of Liaoning Province produced a blizzard to a large blizzard， local heavy blizzard weather.

Key words Cold vortex; Physical quant-ity analysis; Blizzard in Liaoning