張家口地區(qū)一次強(qiáng)降雪過程分析

喇果濤 黃若男 黃山江

張家口市氣象局 河北 張家口 075000

1 引言

張家口市位于河北省西北部。東臨承德市，東南接北京市，南靠保定市，西邊與山西省相接，北部為內(nèi)蒙古，全市海拔較高，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，特殊的地形影響到特殊的氣候，冬季寒冷，春季多大風(fēng)天氣，夏季降水較集中，秋季早晚溫差大[1－3]。張家口的冬季寒冷而干燥，降水量少，強(qiáng)降雪出現(xiàn)的次數(shù)比較少[4－6]。本文從影像系統(tǒng)、物理量等方面對此次過程進(jìn)行了分析，并與歷史個例進(jìn)行對比，得出了此次強(qiáng)降雪形勢的預(yù)報(bào)模型，為降水預(yù)報(bào)提供有力判據(jù)，對降水等天氣過程做出預(yù)報(bào)。

2 過程概況

2017年2月21日白天至夜間張家口自西向東出現(xiàn)了強(qiáng)降雪天氣，降雪時段集中在2月21日白天，范圍主要集中在西部及中部地區(qū)，時間長、范圍大、降雪強(qiáng)度大是這次降雪的主要特征。降雪量張家口市區(qū)、康保、尚義、陽原、宣化、涿鹿為7～8mm，雪深6～9cm；崇禮、懷來、萬全為6～7mm，雪深5～8cm；其余各縣區(qū)降雪量4～6mm，雪深4～9cm。降雪后全市有5級左右的西北風(fēng)，大部分路段出現(xiàn)積雪和結(jié)冰。

3 環(huán)流形勢:

3.1 高空形勢

2月21日8時500hpa環(huán)流形勢圖中分析發(fā)現(xiàn)影響本次過程的冷空氣主要有南北兩股，一股來自于烏拉爾山，東移至貝加爾湖西部；另一股來自于巴爾喀什湖，經(jīng)新疆河套地區(qū)向東移動影響張家口。偏南的冷空氣移動速度較快，先影響到本地，北邊的冷空氣不斷補(bǔ)充，形成階梯型結(jié)構(gòu)，22日8時兩股冷空氣相遇東移，張家口受西北氣流控制，降水停止。700hpa的主要影響系統(tǒng)是位于河套西部的切變，有一條明顯的急流，將南方的暖濕氣流輸送至北方。850hpa影響位于河套中部明顯的切變，有兩個急流提供了充足的水汽條件，其中一條是位于淮河以北的東風(fēng)急流，將東海的水汽向內(nèi)陸輸送，另一條是南風(fēng)急流，將西南暖濕空氣向北輸送。

圖1 各層環(huán)流形勢圖

3.2 地面形勢

我市西側(cè)地面形勢有一個倒槽，到21日08時，低壓倒槽南北斷開，北部形成一個閉合低壓，我市處于低壓前部，仍屬于倒槽東南象限，我市西部和北部有大片的降水區(qū)，降水開始?？当?0日20時出現(xiàn)折角，20時開始，康保受冷空氣影響，21日14時至22日8時，溫度露點(diǎn)差處在最低，為降水的主要階段。

3.3 綜合分析

本次降水過程是由南北兩股冷空氣以階梯型形勢影響我市。21日08時地面倒槽逐漸斷開，導(dǎo)致低層偏南氣流很難向北輸送到達(dá)本地，低層水汽主要來自于我市東部高壓底部的偏東氣流；低層700hpa偏南氣流配合850hpa偏東氣流，兩股暖濕氣流形成低層輻合，有利于降水的產(chǎn)生。

4 物理量診斷

此次降水發(fā)生在21日下午到夜間，選取降雪量最大的站點(diǎn)康保(114.6E，41.8N)對此次降雪過程進(jìn)行綜合診斷分析。

4.1 動力條件

從渦度和散度的空間剖面圖上分析發(fā)現(xiàn)，21日白天渦度剖面850hpa為正渦度，壩上地區(qū)正渦度尤其明顯，正渦度700hpa；而低層300hpa到200hpa為負(fù)渦度，利于低層輻合和高層輻散；21日散度剖面圖，850hpa至700hpa為負(fù)散度，300hpa至200hpa為正散度。由渦度方程得到，低層負(fù)散度中空氣向中心輻合，產(chǎn)生上升運(yùn)動，同時，低層正渦度區(qū)，科氏力由渦度中心指向外，向心的氣壓梯度力與其平衡，中心氣壓降低，負(fù)散度加強(qiáng)，形成的耦合形勢對降水持續(xù)發(fā)展有著重要作用。

4.2 水汽條件

低層環(huán)流形勢發(fā)現(xiàn)低空有明顯的急流，為本地提供很好的水汽條件；700hPa上，有一支南北向的低空急流，將南海、孟加拉灣等地的水汽直接輸送到本地，在850hPa上有兩條低空急流，一條為南北向，其作用與700hPa急流一致，另一條為東西向，將東海、渤海等地的水汽向內(nèi)陸輸送；850hPa的急流沒有將水汽直接輸送到張家口地區(qū)，其帶來的水汽對本次降雪的作用是不可忽略的。根據(jù)以上分析可知，在此次降水過程中，水汽條件較為充足。

圖2 21日850hPa、200hPa渦度（圖（a）、（b））和散度（圖（c）（d））空間剖面圖

1.比濕

21日的850hPa、700hPa比濕的水平分布反映了大氣中水汽的分布情況。在850hPa上，張家口西部地區(qū)的比濕達(dá)到2g/kg，在700hPa上，只有東南部分地區(qū)的比濕達(dá)到2g/kg，這兩個地區(qū)是此次降水過程中量級較大的地區(qū)。在其他大部分地區(qū)，無論是700hPa還是850hPa，比濕均在1.5－2g/kg之間，這也是此次降雪過程張家口各地降雪量分布較為均勻的一個重要原因。

2.水汽通量散度

在河北以南地區(qū)有一條水汽輸送帶將孟加拉灣的水汽向東、向北輸送，張家口位于水汽通量輻合區(qū)；在850hPa上也存在一條水汽輸送帶，將南海的水汽向北輸送，本地在水汽的輻合區(qū)內(nèi)。位于水汽輻合區(qū)邊緣，另外水汽輸送帶距離本地較遠(yuǎn)，此次降雪過程的量級偏小，為中雪，局部大雪。

4.3 熱力條件

21日上午假相當(dāng)位溫變得比較密集，從K指數(shù)比較發(fā)現(xiàn)張家口地區(qū)處于冷暖交匯的過度地區(qū)，有利于降水的發(fā)生。

5 預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

形勢預(yù)報(bào)對比20日8時起報(bào)500hpa高度場與實(shí)況數(shù)值預(yù)報(bào)對形勢地把握基本正確；對比850的風(fēng)場數(shù)值預(yù)報(bào)對風(fēng)場把握基本正確。降水EC的預(yù)報(bào)對降雪量級的考慮，張家口地區(qū)量級預(yù)報(bào)偏小，從降水落區(qū)考慮，落區(qū)大的南部，以及北部的康保，把握的比較準(zhǔn)確。

6 討論與結(jié)論

影響張家口地區(qū)強(qiáng)降雪過程主要有來自于烏拉爾山和來自于巴爾喀什湖的冷空氣，經(jīng)新疆河套地區(qū)東移影響本地，配合低層切變，冷暖交匯造成此次降雪。物理場中渦度散度相互耦合，動力條件比較有利，配合一定水汽條件與熱力條件共同作用，為暴雪產(chǎn)生提供有利條件。通過對EC模式資料的對比分析，可以看出其有很好的參考應(yīng)用價值，對預(yù)報(bào)有一定指導(dǎo)意義。能夠較為準(zhǔn)確的分析出較短時效的天氣形勢，為降水預(yù)報(bào)提供有力判據(jù)，從而可以對降水等天氣過程做出預(yù)報(bào)。