王安娜,呂 爽,付 雯,趙 玲
(綏化市氣象局,黑龍江 綏化152000)
黑龍江省每年的3-4月和10-11月,是冷暖空氣交替的活躍期,存在大量潛在不穩(wěn)定能量,較強(qiáng)的天氣系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)較大的降水過(guò)程,2012年 3月16日和2012年3月 29日,綏化市出現(xiàn)了降水范圍和量級(jí)都比較大的降水天氣,2次過(guò)程對(duì)農(nóng)業(yè)、交通等方面都造成一定的影響。
2012年3月16日00-20時(shí),綏化市降水量8.0 mm、望奎8.4mm、慶安9.0mm、安達(dá)11.1mm、蘭西10mm。降雪分布特點(diǎn)是北部小,中南部偏多。
2012年3月29日08時(shí)-30日08時(shí),綏化市降水量11 mm、望奎 14.8 mm、慶安 11.6 mm、明水 8.3 mm、海倫 15.7 mm、青岡14.5mm,綏棱12.8mm。本次降雪分布特點(diǎn)是中北部降雪量大,南部偏小。
這2次降水天氣均有利于土壤保墑,但由于雪后的溫度變化,發(fā)生了路面結(jié)冰,對(duì)交通產(chǎn)生了一定影響。
降水相態(tài)與溫度層結(jié)有一定的關(guān)系,3.16過(guò)程,高空500 hPa溫度低于-4℃,地面溫度始終處于0℃左右,降水時(shí)段(16日02時(shí)40分-13時(shí)30分)內(nèi),降水相態(tài)沒(méi)有變化,降水性質(zhì)為雪。
3.29 過(guò)程,降水于3月29日11時(shí)36分開(kāi)始,高空500 hPa為0℃線控制,地面溫度9℃左右,降水開(kāi)始以雨為主。18時(shí)20分后轉(zhuǎn)為雨夾雪,此時(shí)高空500 hPa溫度-4℃控制,地面溫度下降至5℃ 左右。30日00時(shí)08分左右轉(zhuǎn)為雪,此時(shí)高空500 hPa溫度-8℃線控制,地面溫度下降到0℃以下。
這次降雪前期,中緯度500 hPa高度場(chǎng)一直維持著平直的緯向型環(huán)流,貝加爾湖西北的高緯度地區(qū)有高壓脊存在。15日 20時(shí)低渦中心位于 60°N、130°E附近,16日 08時(shí)低渦中心位置南壓至50°N、120°E附近。15日20時(shí)低層850 hPa高度場(chǎng)上貝加爾湖西北的高壓脊發(fā)展強(qiáng)烈,致使西伯利亞冷空氣開(kāi)始向南爆發(fā)。15日20時(shí)-16日08時(shí)綏化市處于低渦前部西南氣流控制之下,低層水汽輸送帶形成。
28日20時(shí)中高緯500 hPa高度場(chǎng)為兩脊一槽的形勢(shì),位于巴爾喀什湖附近有一個(gè)較強(qiáng)的高壓脊控制,貝加爾湖附近存在寬廣的槽區(qū),黑龍江省為較弱的高壓脊控制。在低層850hPa高度場(chǎng)上,貝加爾湖與巴爾喀什湖之間的高壓區(qū)內(nèi)存在一個(gè)閉合中心,黑龍江省及內(nèi)蒙北部地區(qū)處于槽前。隨著冷空氣的不斷南下,29日08時(shí)在500hPa高度場(chǎng)52°N、120°E附近形成一個(gè)閉合低渦中心,同時(shí)在850hPa高度場(chǎng)也存在一個(gè)低渦,中心位置位于48°N、122°E,綏化市處于低渦前部西南氣流區(qū)。
3.16 過(guò)程與3.29過(guò)程的地面形勢(shì)基本類似,在巴爾喀什湖東部與貝加爾湖之間存在閉合高壓中心,貝加爾湖廣大地區(qū)處于高壓前部偏北氣流區(qū),綏化市位于低壓前部西南氣流控制之下。從高空到地面配置看,3.16過(guò)程主要是由700 hPa以下較淺薄的影響系統(tǒng)在低層鋒區(qū)上產(chǎn)生波動(dòng)的形勢(shì)下產(chǎn)生的,而3.29過(guò)程從500hPa到地面均存在閉合低值中心,且中心強(qiáng)度相對(duì)較大,系統(tǒng)維持時(shí)間也較長(zhǎng),對(duì)應(yīng)降水時(shí)間跨度也較3.16過(guò)程要長(zhǎng)。
3.16 過(guò)程,地面低壓附近的云系,完整成片。降水發(fā)生時(shí),始終有大片云系覆蓋綏化市及周邊廣大地區(qū)。
3.29 過(guò)程,早在地面低壓尚未形成閉合中心時(shí),有成片的低壓云系位于貝湖與蒙古國(guó)之間。28日14時(shí)地面低壓形成中心數(shù)值為1002.5hPa閉合中心時(shí),主體云系位于低壓的東北部。隨著系統(tǒng)的發(fā)展,29日02時(shí)低壓云系散布在低壓外圍,呈碎塊狀,不成片。降水發(fā)生時(shí),綏化市上空云覆蓋面積并不大,但在云系發(fā)展過(guò)程中,有一些塊狀云在行進(jìn)中得以加強(qiáng)。
圖1 3.16過(guò)程渦度垂直剖面
圖2 3.29過(guò)程渦度垂直剖面
3.16 過(guò)程,從圖1可看出15日20時(shí)-16日20時(shí),1000~200hPa渦度表現(xiàn)為上負(fù)下正的結(jié)構(gòu),0線從700~300hPa呈傾斜狀,500hPa以下整層表現(xiàn)為正渦度,這種結(jié)構(gòu)有利于垂直運(yùn)動(dòng)的發(fā)展與高層輻散、低層輻合及降雪時(shí)間相對(duì)應(yīng)。3.29過(guò)程,從圖2可看出28日20時(shí)-29日08時(shí),渦度的垂直結(jié)構(gòu)也表現(xiàn)為上負(fù)下正,29日14時(shí)-30日20時(shí)表現(xiàn)為大面積的正渦度區(qū),對(duì)降水的產(chǎn)生提供有利的條件。
圖3 3.16過(guò)程垂直速度剖面
圖4 3.29過(guò)程垂直速度剖面
從圖3-4可看出,3.16與3.29兩次過(guò)程中垂直上升運(yùn)動(dòng)的分布和演變相類似,均呈橢圓形、垂直分布,降水發(fā)生時(shí)段內(nèi)垂直速度場(chǎng)整層都為負(fù)值,表示有很強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng),最大垂直速度中心均位于500 hPa附近。
低層的水汽輻合是形成強(qiáng)降水的條件之一,從圖5可看出3.16過(guò)程水汽輻合主要集中在中低層。15日20時(shí)-16日20時(shí)最大輻合處于925 hPa的高度上。從圖6可看出,3.29過(guò)程的水汽主要集中在700 hPa以下,這樣有利于低層水汽聚積,29日08-20時(shí)大值區(qū)中心在925 hPa左右的高度上,說(shuō)明水汽輸送帶處在中低層,在氣旋的作用下更有利于抬升凝結(jié),對(duì)降水的貢獻(xiàn)非常大。
圖5 3.16過(guò)程水汽通量散度剖面
圖6 3.29過(guò)程水汽通量散度剖面
圖7 3.16過(guò)程相對(duì)濕度剖面
圖8 3.29過(guò)程相對(duì)濕度剖面
從圖7可看出,3.16降水過(guò)程相對(duì)濕度大值區(qū) (80%)位于925~700 hPa,700 hPa以上相對(duì)濕度較小;從圖8可看出,本次降水過(guò)程相對(duì)濕度大值區(qū)(70%)位于850~400 hPa。
(1)高空的冷空氣補(bǔ)充,是產(chǎn)生春季大雪的很重要的動(dòng)力條件。地面存在一個(gè)發(fā)展的氣旋,在較強(qiáng)的偏南氣流控制下,水汽條件也比較充分。
(2)3.16過(guò)程是由700 hPa以下較淺薄的影響系統(tǒng)在低層鋒區(qū)上產(chǎn)生波動(dòng)的形勢(shì)下產(chǎn)生的,而3.29過(guò)程是一個(gè)深厚的系統(tǒng),系統(tǒng)維持時(shí)間相對(duì)久,造成降水時(shí)間跨度也較大。由于溫度層結(jié)差異,3.16過(guò)程不存在降水相態(tài)變化,而3.29過(guò)程,先雨后雪。
(3)這2次過(guò)程的渦度垂直剖面均表現(xiàn)為整層大面積的正渦度區(qū)。垂直速度場(chǎng)均顯示出很強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)。水汽通量散度剖面圖表明這2次過(guò)程的水汽輸送帶均處于中低層。從相對(duì)濕度的垂直時(shí)間剖面看,這2次過(guò)程的相對(duì)濕度大值區(qū)有所區(qū)別,3.16過(guò)程的大值區(qū)(80%)位于 925~700 hPa,3.29過(guò)程的大值區(qū)(70%)位于850~400 hPa。