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摘 要:黑龙江省大—暴雪天气最易出现在秋末冬初和冬末春初,且暴雪天气带来的危害极大,可导致雪阻、雪埋及电线结冰等。2013年11月24日伊春地区出现了全市范围的暴雪天气,降雪量级为历史同期罕见。本文通过对此次暴雪天气过程的对比,分析了影响暴雪的天气形势及物理量与暴雪落区的对应关系,为今后暴雪预报提供参考。
关键词:暴雪;天气形势;物理量;分析
中图分类号:P458 文献标识码:A
前言
2013年11月24日夜间~27日夜间,伊春市出现了全市范围的暴雪天气,其降雪强度之强,雪量之大、范围之广是在伊春市历史上同期极为罕见的。其中嘉荫站点降雪量达到27.3mm,为历史极值。此次天气过程降雪量大,积雪深,降雪过程中伴有5~6级大风,给道路交通带来严重影响,也为居民生活带来不便。伊春市气象台了暴雪黄色和暴雪橙色预警信号。
本文从环流特点和天气形势入手,通过对相关物理量场诊断分析,试图阐述各物理量对暴雪落区和强度的指示意义,为今后强降雪过程预报提供参考。
1 天气实况
伊春市24日夜间~27日夜间出现了大范围的降雪天气,其中北部地区雪量较大,从24日夜间,截止到28日08:00,气象站点过程降水量分别为嘉荫27.3mm、乌伊岭17.8mm、五营13.9mm、伊春16.5mm、铁力13.2mm,其中5个地区降雪量均达到暴雪量级。降水量和积雪深度分布情况如表1所示。
表1 伊春市2013年11月24日08:00~11月28日08:00降雪量、积雪深度表
站名 降水量/mm 积雪深度/cm
铁力 13.2 18
嘉荫 27.3 53
乌伊岭 17.8 39
五营 13.9 35
伊春 16.5 32
2 环流形式特征
11月24~27日过程(见图1、图2)700hPa图上内蒙和黑龙江大兴安岭一带有一浅槽,河套以东地区为一深槽,槽前为明显的西南暖平流,河套槽后冷空气南侵,槽前暖锋迅速北上,低槽在25日08:00切断成低涡,中心强度为268hPa。低涡逐渐北上,26日20:00,低涡中心位于伊春市嘉荫县,此次过程嘉荫降雪量为27.3mm,积雪深度达到53cm,为历史极值。
通过分析可以看出:低涡强且移动速度缓慢,在700Pa图上有3根闭合等压线;冷暖空气势力都较强,低涡北部东风暖平流强且范围广,因此降雪区域范围大,造成连续几天降雪,达到暴雪天气。
3 地面环流
地面气压系统的发展,既与高空流场有关,又与大气的热力状况有关,因此,它由高层涡度平流、温度平流、非绝热效应与大气的稳定度等因子决定。处于低压锋面的不同位置,产生的降雪强度和时间也不同。此次降雪过程700hPa上高空槽东移,槽前为正涡度平流。涡前暖空气北上,出现温度脊,暖平流使地面涡度随时间增加,引起减压,有利于地面低压发生发展。同时地面气旋的前部暖平流较强,地面低压向东偏北的方向移动,伊春市降水落区自南向北推进。
地面低压在25日14:00达到最低985hPa(图3),25日08:00低压中心位于130°E,25日20:00(图4)低压中心维持在125°E左右,12h内移速约5个经度。低压移动缓慢,在低压的西北部出现连续性降水区。
4 物理量分析
4.1 涡度
涡度在一定程度上能反映水平辐合辐散,底层辐合、高层辐散有利于垂直运动的发展,与强降雪天气有较好的对应关系,低层涡度和高层涡度的差越大,越有利于降雪天气系统的持续和发展。
24~28日降雪过程中,在24日20:00伊春市西部齐齐哈尔、绥化一带最初形成正的涡度大值区,与此同时在我国黄海区域有一更强的正涡度大值区。图5为11月25日08:00的850hPa涡度,随着系统加强,两个正涡度大值区合并加强,25日20:00(图5)最大正涡度区中心移向黑龙江省佳木斯、七台河、牡丹江一带,伊春市全市处正涡度大值区内,随后正涡度区向北移动,对伊春市嘉荫的影响持续时间长,同时此次过程的涡度强度明显较强,所以造成嘉荫降雪量较其他站点降雪量大。
4.2 垂直速度
垂直运动使大气中的能量转换得以实现,同时大气中的水汽凝结和降雪过程与上升运动有密切联系。垂直运动会引起水汽、热量、动量、涡度等的垂直输送,对天气系统的发生发展有很大的影响。
此次降雪过程上升运动强烈,在强降水时段内700hPa始终存在强烈的上升运动,强上升运动的大值区的位置及移动与暴雪过程的时空演变基本一致,对强降雪的强度与落区预报有较好的指示意义。24~28日过程中25日08:00的700hPa垂直速度场(图略)上强上升运动表现较为明显。
4.3 水汽通量和水汽通量散度
充沛的水汽来源及输送时形成较大降水的必要条件,通过分析水汽通量可以看出(图8),水汽路径和源地主要来自黄海的水汽,大量的水汽在有利的环流条件下汇合并被抬升,在向北偏东方向移动后,又带来日本海上水汽,为暴雪过程提供了充沛的水汽条件。
从850hPa水汽通量散度场上来看(图9),在伊春的南部为水汽辐合区,水汽辐合中心强度达-16g·s-1·hPa-1·cm-2。水汽辐合为降水提供了丰富的水汽,也使上升运动得到加强和维持。
4.4 温度平流
根据大尺度准地砖运动的规律,对流层中下层的暖平流是造成大尺度降雪的重要热力因素。两次过程850hPa温度平流场(图略)前期受暖平流控制,暖空气势力强盛。随着低涡加强发展,涡北为偏东暖平流控制,冷空气自西向南压,迫使暖湿控制抬升,冷暖空气过渡带位置有利于强降雪产生
5 结语
两次降雪过程的影响系统都是高空低涡,低涡移动缓慢带来持续降水。两次降雪过程偏东暖湿平流都很强且范围广。来自海上的水汽在有利的环流背景下汇合并被抬升为降雪过程提供了充沛的水汽条件。第1次过程伊春中部降雪量相对大,第2次降雪过程伊春北部降雪量比南部降雪量大,强上升运动大值区的位置及移动与暴雪落区的时空演变基本一致。
参考文献
[1] 陈传雷,蒋大凯,陈艳秋,等.2007年3月3-5日辽宁特大暴雪过程物理量诊断分析[J].气象与环境学报,2007,23(05):11-15.
作者简介:贺萍(1976-),女,黑龙江省伊春市人,成都信息工程学院,本科生,工程师。