2022年2月張家口地區(qū)大雪過程分析

郭旭暉 姬雪帥

摘要 應(yīng)用MICAPS常規(guī)氣象資料、區(qū)域站加密降水資料、NCEP再分析資料，采用天氣學(xué)分析和動(dòng)力診斷的方法，對(duì)2022年2月13日張家口地區(qū)出現(xiàn)的1次降雪天氣過程進(jìn)行綜合分析。結(jié)果表明：（1）此次降雪過程主要分為2個(gè)階段，第一階段是暖區(qū)內(nèi)偏南暖濕氣流影響下產(chǎn)生的降雪，第二階段是受冷鋒系統(tǒng)過境影產(chǎn)生的降雪。（2）此次降雪過程暖區(qū)降雪相對(duì)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，鋒區(qū)過境降雪持續(xù)時(shí)間短，總降雪量最大值偏南。

關(guān)鍵詞 大雪；暖區(qū)；冷渦

中圖分類號(hào)：P458.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）07–0207-03

暴雪天氣是一種災(zāi)害性天氣，會(huì)嚴(yán)重影響交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾生活。因此，國(guó)內(nèi)外氣象工作者對(duì)暴雪天氣有著廣泛的研究。王迎春等[1]研究了北京地區(qū)連續(xù)降雪過程的成因；王東海等[2-3]探討了中國(guó)災(zāi)害性雨雪冰凍天氣，得出了有意義的結(jié)論。張家口冬季寒冷而干燥，降水量少，此次降雪是2022年以來(lái)第一場(chǎng)全市范圍的穩(wěn)定性降雪天氣過程。綜合分析此次降雪過程，為此類天氣的預(yù)報(bào)和服務(wù)提供有益的參考。

1 天氣過程實(shí)況

受高空槽與西南暖濕氣流共同影響，2月13日凌晨開始張家口市出現(xiàn)了全市范圍的分布不均的降雪天氣，到14日夜間降雪結(jié)束。此次降雪過程總量為全市中到大雪，局部可達(dá)暴雪，其中降雪量0～＜5 mm站點(diǎn)17個(gè)，5～＜10 mm站點(diǎn)39個(gè)，10 mm以上站點(diǎn)46個(gè)。全市平均降雪量5.0 mm，最大降雪量在涿鹿武家溝，為11.5 mm。此次降雪過程可分為2個(gè)階段，第一階段降雪為13日上午時(shí)段，降雪區(qū)自南向北推進(jìn)，降雪量由南向北遞減；第二階段降雪為13日傍晚前后，降雪區(qū)自西北向東南推進(jìn)（圖1）。此次降雪過程為2022年以來(lái)第一場(chǎng)全市范圍的穩(wěn)定性降雪天氣過程。

2 環(huán)流形勢(shì)特征

13日08：00，500 hPa高空?qǐng)D東北冷渦強(qiáng)大，烏拉爾山阻塞高壓脊穩(wěn)定維持，冷空氣在橫槽前堆積，隨著系統(tǒng)東移，橫槽轉(zhuǎn)豎，與冷渦中心斷裂，在河套地區(qū)形成短波槽，引導(dǎo)冷空氣南下影響張家口市，低層倒槽引導(dǎo)西南暖濕氣流與冷空氣交匯，為張家口市帶來(lái)自南向北的暖區(qū)降雪，此時(shí)段內(nèi)張家口地區(qū)南部降雪較大，最大降雪強(qiáng)度可達(dá)1.2 mm/h（圖2a）。13日下午，東移短波槽與冷渦槽合并形成大槽繼續(xù)引導(dǎo)冷空氣南下影響張家口市，傍晚前后受鋒面系統(tǒng)過境影響，出現(xiàn)降雪天氣，降雪區(qū)自西北向東南推進(jìn)（圖2b）。

13日08：00，850 hPa高空?qǐng)D上河套地區(qū)存在閉合低渦系統(tǒng)，低槽前暖濕氣流引導(dǎo)水汽北上，張家口市受低層暖區(qū)切變前東南氣流影響，帶來(lái)渤海灣水汽，為降雪提供了充足的水汽條件。此時(shí)段降雪主要為切變前暖區(qū)降雪，同時(shí)配合良好的水汽條件，降雪區(qū)自南向北推進(jìn)，雪量由南向北遞減（圖3a）。13日傍晚前后系統(tǒng)東移過境，等溫線密集，受冷鋒過境影響，降雪區(qū)自西北向東南推進(jìn)，冷槽后有風(fēng)速切變，低層有較強(qiáng)的輻合上升運(yùn)動(dòng)（圖3b）[4-6]。

3 物理量診斷

3.1 動(dòng)力條件

分析張家口地區(qū)散度和垂直速度時(shí)間—高度剖面圖（圖4），13日白天700～600 hPa附近為負(fù)散度區(qū)，500 hPa附近為垂直速度大值區(qū)，700 hPa以上為強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，中低層上升運(yùn)動(dòng)較弱。13日17：00，負(fù)散度區(qū)和垂直速度的大值區(qū)位于850 hPa，700 hPa以上為強(qiáng)輻合上升區(qū)，低層上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，正好對(duì)應(yīng)第二階段降雪增強(qiáng)的時(shí)段。綜上分析，第一階段動(dòng)力強(qiáng)迫上升運(yùn)動(dòng)沒有第二階段強(qiáng)。

3.2 水汽條件

充足的水汽是大雪形成的必要條件之一，水汽通量與水汽通量散度通量則表示了水汽的來(lái)源和輸送強(qiáng)度。分析水汽通量和水汽通量散度的時(shí)間—高度剖面圖，發(fā)現(xiàn)主要水汽來(lái)源為西南暖濕水汽輸送帶（1區(qū)）和偏東的水汽輸送（2區(qū)），且一直在張家口上空維持較強(qiáng)的水汽輻合。13日上午，850 hPa以下盛行西南風(fēng)，從地面到850 hPa為水汽通量散度輻合區(qū)，水汽通量散度在850 hPa附近輻合最強(qiáng)，700～500 hPa是明顯的水汽通量散度輻散區(qū)。13日17：00，隨著系統(tǒng)的東移，冷鋒過境，850 hPa以下轉(zhuǎn)為偏北氣流影響，從地面到850 hPa為水汽通量散度輻散區(qū)，說明低層偏北風(fēng)帶來(lái)的主要是干冷空氣，由槽前暖區(qū)降雪轉(zhuǎn)為鋒面降雪（圖5a）。鋒面降雪過程中，垂直方向的水汽輸送也發(fā)揮了重要作用，地面至850 hPa為上升輸送，與700～500 hPa為下沉輸送，二者交匯，進(jìn)一步加強(qiáng)了600～850 hPa的水汽輻合，且第二階段中低層水汽輻合上升運(yùn)動(dòng)要強(qiáng)于第一階段（圖5b）。

4 崇禮區(qū)降雪分析

此次降雪過程發(fā)生在2022年北京冬奧會(huì)期間，是冬奧會(huì)期間張家口賽區(qū)第一場(chǎng)較大范圍的降雪過程。此次降雪過程第二階段崇禮區(qū)降雪持續(xù)時(shí)間更短且降雪量更大，由前文分析可知，第二階段強(qiáng)降雪過程與地面冷鋒密切相關(guān)。經(jīng)典鋒面理論指出，斜壓結(jié)構(gòu)的鋒區(qū)內(nèi)假相當(dāng)位溫線密集，且與等溫線正交，鋒區(qū)基本沿著等假相當(dāng)位溫線的方向，假相當(dāng)位溫θse能夠綜合表征大氣溫濕特征，可結(jié)合θse場(chǎng)和溫度場(chǎng)（T）確定鋒區(qū)的位置和垂直結(jié)構(gòu)，沿降雪區(qū)垂直于鋒面的40°N做θse和T垂直剖面圖。13日08：00，等θse線為水平方向分布，垂直梯度大，水平梯度小。低層偏北風(fēng)和冷空氣由于地形強(qiáng)迫抬升，形成隨高度向南傾斜的等溫線密集帶，為鋒區(qū)位置（圖6a）。13日14：00，110°E附近700 hPa以下等θse線抬升，垂直梯度減小，形成隨高度略向北傾斜的等溫線的帶狀區(qū)域，在此區(qū)域等溫線和等θse線密集且正交，為鋒區(qū)位置（圖6b）。隨后冷空氣不斷堆積加強(qiáng)，鋒區(qū)增強(qiáng)，高度伸展，17：00張家口地區(qū)鋒生，降雪強(qiáng)度增強(qiáng)。13日20：00，冷空氣減弱，等θse線密集度減小指示鋒區(qū)減弱，對(duì)應(yīng)著張家口鋒消過程，降雪強(qiáng)度減弱。

5 結(jié)論

（1）此次降雪過程主要分為2個(gè)階段，第一階段是暖區(qū)內(nèi)偏南暖濕氣流影響下產(chǎn)生的降雪，第二階段是受冷鋒系統(tǒng)過境影產(chǎn)生的降雪。

（2）此次降雪過程暖區(qū)降雪相對(duì)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，鋒區(qū)過境降雪持續(xù)時(shí)間短，總降雪量最大值偏南。

（3）鋒生作用為崇禮區(qū)降雪提供了有利的條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 王迎春，錢婷婷，鄭永光.北京連續(xù)降雪過程分析[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2004，29（1）： 58-65.

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Analysis of Heavy Snow Process in Zhangjiakou Area in February， 2022

Guo Xu-hui et al（Zhangjiakou Meteorological Bureau， Zhangjiakou， Hebei 075000）

Abstract Using MICAPS conventional meteorological data， encrypted precipitation data from regional stations， and NCEP reanalysis data， a comprehensive analysis was conducted on a snowfall process that occurred in Zhangjiakou area on February 13， 2022， using synoptic analysis and dynamic diagnosis methods. The results indicated that： （1） The snowfall process was mainly divided into two stages. The first stage was the snowfall generated under the influence of southward warm and humid airflow in the warm zone， and the first stage was the snowfall generated by the passing shadow of the cold front system. （2） The relative duration of snowfall in the warm zone during this snowfall process was longer， while the duration of snowfall passing through the front zone was shorter. The maximum total snowfall was southward.

Key words Heavy Snow; Warm zone; Cold vortex