初春鸡西市一次暴雪天气诊断分析

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摘要 2011年4月22—23日鸡西市出现了一次雨转暴雪天气过程，该文利用常规资料、NCEP分析资料以及区域自动站资料对此次雨转暴雪天气进行分析，结果表明：低槽东移受东阻影响切涡，低涡东移缓慢并强烈发展是造成此次暴雪天气的主要形势，东北风与偏东风暖湿切变处出现大降雪，降水持续也是造成暴雪的重要原因。偏东干冷空气侵入黑龙江东部，此厚度在800 hPa以下，这在降水中起冷垫作用。低空西南急流和东南风急流的输送使得暖湿气流被源源不断地输送到黑龙江东部，并得以聚集，为降雪强度的增强提供了有利条件。深厚的强烈上升运动是造成鸡西地区暴雪天气的主要原因之一。地面温度是降水性质转变的一个影响因素，地面温度下降到1 ℃左右时雨将转为雨夹雪，当地面温度继续下降到0 ℃或以下时，雨夹雪转为雪。850 hPa温度场上-4 ℃也是一个雨雪转换的指标，但是还需要配合冷平流的强弱进一步判断。

关键词 暴雪；θse；抬升条件；雨雪转化；黑龙江鸡西；2011年初春

中图分类号 P458.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）20-0278-02

冬季暴雪一方面有利于净化空气、缓解旱情、促进越冬作物生长，另一方面也会给民航、交通运输、工农业生产以及人民生活带来严重影响。国内外学者从暴雪形成的大尺度成因、热动力环境条件、锋生强迫和不稳定机制、山脉地形和城市边界层影响等多个角度，对不同地区的暴雪问题进行研究并取得了诸多成果[1-8]。特别是近年来，随着观测和模拟手段的不断改进，对于单点暴雪及雨雪转换也有一些研究，另外关于暴雪中尺度系统的研究也取得了进展。

1 降水实况

2011年4月22—24日鸡西地区出现区域性暴雪。此次过程前期为雨，后期随着气温的下降转为雨夹雪和降雪天气，4月21日20：00鸡西开始为小雨，22日20：00转为雨夹雪，23日2：00鸡西转为小雪天气。虎林23日5：00转为雨夹雪，23日14：00转为小雨，24日5：00又转为雨夹雪。过程降水量：鸡西24.2 mm，鸡东35.0 mm，密山20.2 mm，虎林26.9 mm，其中23日8：00鸡西雪深为8 cm，虎林雪深为6.0 cm，24日8：00记录鸡西雪深为8 cm。从2011年4月22日20：00至25日8：00 6 h降水量可以看出，鸡西市降水时间持续较长，降水稳定，主要集中时段为22日20：00至24日8：00，其中23日8：00前6 h降水量最大为7 mm。虎林降水时间短，强度大，最大降水量发生在23日2：00—8：00，降水强度为14 mm/6 h。该文主要分析22日20：00至23日20：00降水集中时段暴雪成因。

2 暴雪过程的天气形势分析

4月21日8：00 500 hPa高度欧亚大陆中高纬度为两槽一脊形势，黑龙江到贝加尔湖北部受近东西向的低槽控制，贝加尔湖北部和黑龙江东北部分别有2个闭合中心，冷堆位于贝加尔湖北部，冷中心强度为-32 ℃。21日20：00不断有冷空气沿乌拉尔山东部脊前向南移动，黑龙江西部向南伸出低槽，与位于华北的低槽同位相叠加，温度槽落后于高度槽。22日8：00脊前冷空气东移，低槽在黑龙江省西南部切涡，鸡西受南面低涡前的西南暖湿气流控制。另外，黑龙江北部也出现一个闭合低涡，-32 ℃冷空气中心位于大兴安岭北部。22日20：00（图1a）低涡东移，黑龙江省东部有偏北风与西南风切变，此时日本岛高脊开始发展。23日8：00日本岛高脊北伸至库页岛附近，其经向度加大，温度脊向西伸至伊春附近。受暖脊阻挡，低涡东移缓慢并有强烈发展，低涡中心位于吉林东部，黑龙江省东部受低涡前东南风急流控制，为降水的发生提供了暖湿条件。23日20：00（图1b）贝加尔湖脊发展，脊前冷空气不断南移，同时东部高脊继续发展，受冷空气不断补充和东部高脊的阻挡作用，低涡向北移动，低涡中心位于牡丹江北部与鸡西交界处。24日8：00东部高脊断裂，低涡迅速向东北方向移动，且强度明显减弱，鸡西低涡后部西北气流控制，降水逐渐减弱并停止。

地面图上21日8：00江淮地区形成低压倒槽，22日8：00低压倒槽入海加强成闭合气旋，气旋中心位置位于东经125°、北纬34°附近，东北南部受低压倒槽影响。气旋沿高空槽前西南气流缓慢向东北方向移动，22日20：00气旋中心位于朝鲜半岛南部，中心气压值为1 005.6 hPa，鸡西受低压倒槽北部偏东风影响。低压进入日本海后强烈发展，23日8：00低压中心位于鸡西东部，低压中心值达到998.5 hPa，此时鸡西降雪强度加强，之后气旋受东阻影响，维持少动，鸡西处于气旋北部和西北部偏东和东北气流控制，降水持续。24日8：00低压逐渐减弱向东北方向移动，降水也开始减弱。

3 暴雪产生的物理机制分析

3.1 θse及风场分布

图2a是4月22日20：00 850 hPa等压面上θse和风场的分布。可以看出，来自海上的偏东气流控制了黑龙江省大部地区，伴随θse的低值区一直伸展到东经123°附近，而来自于日本海南部的偏南到东南气流到达北纬43°附近，并形成东北西南向θse密集区，其以南θse为大值区。说明低层来自日本海北部的偏东冷空气是干冷的，而来自于日本海南部的偏南气流是暖湿的，且受阻于长白山以东。23日8：00（图2b）θse密集带向东北方向移动，高θse舌向西北伸向黑龙江东部地区，14：00高θse舌继续西北伸，这一时段也是降水强度最大的时段。同样925 hPa等压面上也存在这种结构。图2c、图2d是沿东经131°线所作的θse垂直剖面，定义θse≤290 K的区域代表干冷空气，可以看出：22日20：00（图2c）干冷空气自北西南近似呈楔状，其上层为θse的高值区，是暖湿空气，说明中高层的暖湿气流在冷空气之上爬升。23日8：00（图2d）在北纬44°～46°低层925 hPa存在一个θse低值中心，其值为286 K，高层暖湿气流在北纬45°从高层向低层输送，冷暖空气的交汇产生强的降水。

3.2 水汽条件分析

暴雪的产生也需要有丰沛的水汽，水汽输送是降水得以维持的重要因素。4月22日20：00，低层的偏南风急流建立起通向东北东部的水汽通道，近于南北向的带状水汽通量高值区从朝鲜半岛伸到黑龙江东部。23日8：00有一条水汽通量高值中心为20 g/（cm·hPa·s）的西北东南向水汽输送带，这条水汽输送带与850 hPa急流对应。大于6 g/（cm·hPa·s）的范围已到达鸡西及以北地区，在这条水汽通量高值舌区前方，形成中心值为-4×10-7 g/（cm2·hPa·s）的水汽通量辐合区。由于强烈的水汽输送，鸡西境内的大气湿度迅速升高，23日8：00 850 hPa鸡西地区的比湿上升到3 g/kg以上，说明大气中已有较高的水汽含量，水汽含量达到或超过3 g/kg也是预报暴雪的一个重要湿度指标。23日20：00，水汽通量辐合向北移至佳木斯东部，水汽输送明显减弱，其中心减弱为8 g/（cm·hPa·s），辐合强度有所减弱且辐合中心移出黑龙江省，降水区也向北移动，鸡西降水开始减弱。

3.3 抬升条件分析

在暴雪天气系统的发生发展过程中，低空急流一方面为暴雪的发生输送水汽也输送热量，另一方面低空偏南急流可从动力和热力2个方面造成急流前方的上升运动。暖湿气流在北上中，一方面因热力作用出现爬升，产生热力上升运动；另一方面在急流入口区右侧产生辐合，而急流入口区左侧产生辐散，此时可以看到，鸡西附近850 hPa以下为辐合，850 hPa以上到300 hPa为整层辐散区，这种低层辐合高层辐散的配置，产生了强烈的抬升运动，说明低涡南部西南冷平流造成大气斜压性加强，降雪再一次加强。

4 雨雪转换分析

21日20：00鸡西开始出现小雨，此时地面温度为2.6 ℃，22日14：00地面气温达到3.5 ℃，22日20：00温度降低为0.9 ℃，出现雨夹雪，23日2：00气温继续下降至-0.1 ℃，雨夹雪转为雪，降雪过程一直持续到24日8：00，期间只有23日8：00至23日20：00时段地面气温为0 ℃以上，其余时段温度均为0 ℃以下，降雪期间地面气温出现了2个高值，分别是23日14：00 1.7 ℃和24日8：00的1.6 ℃（图3），这2个温度的高值可能的原因有2个方面：一是辐射增温；二是降雪期间气流下沉引起的绝热增温。24日11：00气温升至3.4 ℃，降雪转为雨夹雪。分析表明地面温度下降到1 ℃左右时雨将转为雨夹雪，当地面温度继续下降到0 ℃或以下时，雨夹雪转为雪。因此，地面温度的准确预报也是准确预报降水性质的的指标。

5 结论与讨论

（1）此次过程是低槽东移在黑龙江省切涡，受暖脊阻挡，低涡东移缓慢并有强烈发展，低涡中心位于鸡西东部，在东北风与偏东风暖湿切变处出现大降雪。

（2）通过暴雪过程物理量诊断分析表明：偏东干冷空气侵入黑龙江东部，此厚度在800 hPa以下，这在降水中起冷垫作用。低空西南急流和东南风急流的输送使得暖湿气流被源源不断地输送到黑龙江东部，并得以聚集，从而为降雪强度的增强提供了有利条件。深厚的强烈上升运动是造成鸡西地区暴雪天气的主要原因之一。

（3）地面温度是降水性质转变的一个因素，地面温度下降到1 ℃左右时雨将转为雨夹雪，当地面温度继续下降到0 ℃或以下时，雨夹雪转为雪。850 hPa温度场-4 ℃是一个雨雪转换指标，但是还需要配合冷平流的强弱进一步判断。

6 参考文献

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