摘要:本文利用地面觀測(cè)資料、NCEP再分析資料、臺(tái)站觀測(cè)資料等,對(duì)2018年1月初河南省暴雪天氣過(guò)程進(jìn)行分析。結(jié)果表明:2018年1月初河南省暴雪天氣過(guò)程的主要影響系統(tǒng)是500hPa西風(fēng)槽、700hPa急流和低渦切變線的共同作用;因冷空氣活動(dòng)較弱,850hPa的0℃溫度線最南到達(dá)沿江地區(qū),降雪天氣集中分布在長(zhǎng)江以北地區(qū);中低層一直有較強(qiáng)的正渦度平流存在,且正渦度的增長(zhǎng)和加強(qiáng)對(duì)于云團(tuán)的發(fā)展和降水的維持提供了有利條件;低層輻合加強(qiáng),高低空的抽吸作用使得垂直上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),為暴雪天氣的發(fā)生發(fā)展提供了動(dòng)力條件;從850hPa到500hPa高度處存在假相當(dāng)位溫梯度大值區(qū),且同時(shí)存在明顯鋒區(qū),鋒區(qū)在向南轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,來(lái)自東北的干冷空氣不斷入侵到華北平原,中高層暖濕氣流被迫抬升,促進(jìn)了暴雪天氣的發(fā)生發(fā)展。
關(guān)鍵詞:暴雪;環(huán)流形勢(shì);物理量場(chǎng);河南省
引言
暴雪天氣嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)、電力、保險(xiǎn)、交通、通訊等行業(yè)以及公共安全,甚至威脅人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全,對(duì)暴雪天氣進(jìn)行研究一直是氣象科研和業(yè)務(wù)部門(mén)關(guān)注的重點(diǎn)。暴雪災(zāi)害的影響面積廣、危害大、造成的損失嚴(yán)重,也是政府和社會(huì)大眾每年冬季高度關(guān)注的災(zāi)害性天氣之一。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程不斷加快,對(duì)暴雪天氣成因機(jī)理和維持機(jī)制等加強(qiáng)研究,對(duì)于增強(qiáng)暴雪天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。河南位于中國(guó)中東部、黃河中下游,地處中國(guó)中部,呈西高東低地勢(shì),屬于暖溫帶-亞熱帶、濕潤(rùn)-半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候。因受到地理位置和氣候特征的共同影響,河南省冬季極易出現(xiàn)暴雪天氣,在緩解農(nóng)業(yè)干旱的同時(shí),也會(huì)影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),甚至是危害人民生命財(cái)產(chǎn)安全。因此,本文主要以2018年1月2~5日出現(xiàn)在河南省的暴雪天氣過(guò)程為例,對(duì)暴雪天氣形勢(shì)和物理量場(chǎng)進(jìn)行分析,以進(jìn)一步提升對(duì)暴雪天氣發(fā)生機(jī)理的認(rèn)識(shí),為今后此類(lèi)暴雪天氣的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)提供有價(jià)值的參考依據(jù)。
1、暴雪天氣實(shí)況
受西風(fēng)槽和強(qiáng)冷空氣的共同影響,2018年1月2日08時(shí)開(kāi)始,河南南部最先出現(xiàn)降水天氣,之后受強(qiáng)冷空氣的影響,逐漸轉(zhuǎn)為降雪,其中3~4日是最強(qiáng)降雪時(shí)段。截止1月5日08時(shí),河南省大部分地區(qū)均出現(xiàn)了10mm以上的暴雪天氣,其中河南中南部地區(qū)出現(xiàn)了20mm以上的大暴雪天氣,而信陽(yáng)、駐馬店、南陽(yáng)部分縣市出現(xiàn)30mm以上特大暴雪,其中信陽(yáng):48.9mm,駐馬店:35.3mm,漯河:27.4mm,南陽(yáng):22.7mm,平頂山:21.9mm,周口:21.5mm,全省平均:19.1mm。
2、環(huán)流形勢(shì)
2018年1月初河南省暴雪天氣過(guò)程的主要影響系統(tǒng)是500hPa西風(fēng)槽、700hPa急流和低渦切變線的共同作用。在暴雪天氣過(guò)程還沒(méi)有開(kāi)始前,700hPa中低空處的增濕增暖作用較為明顯,河南省中低層受暖脊控制。1月3日08時(shí),500hPa中高緯度的阻塞高壓在貝加爾湖以西地區(qū),有一橫槽影響我國(guó)東北到新疆北部地區(qū);中緯度有低槽活動(dòng),此時(shí)的河南省處在槽前;中低緯度地區(qū)的孟加拉灣始終維持南支槽。
700hPa沿江附近有西南急流存在,淮河附近存在切變線;850hPa以下的東風(fēng)風(fēng)速較大,切變線不斷向長(zhǎng)江東部延伸,江淮之間的南部地區(qū)分布有0℃線,冷空氣經(jīng)過(guò)內(nèi)蒙古后沿著河套地區(qū)不斷向南方地區(qū)轉(zhuǎn)移,溫度鋒區(qū)呈現(xiàn)出東西走向,切變線北部的偏東風(fēng)和溫度鋒區(qū)之間的夾角相對(duì)較小,過(guò)程中的冷平流強(qiáng)度相對(duì)較弱;切變線南側(cè)則恰好相反,風(fēng)向與溫度鋒區(qū)幾乎垂直,說(shuō)明有明顯的暖平流輸送。3日20時(shí),700hPa沿江一帶的西南風(fēng)速數(shù)值增加,850hPa的冷空氣向南擴(kuò)散,0℃線繼續(xù)南壓,受到南下弱冷空氣的影響,在近地面層有淺薄的冷墊形成,對(duì)于暖濕氣流的抬升提供了有利條件。出現(xiàn)在河南省的這次暴雪天氣過(guò)程,冷空氣活動(dòng)較弱,850hPa的0℃溫度線最南到達(dá)沿江地區(qū),降雪天氣集中分布在長(zhǎng)江以北地區(qū)。
3、物理量場(chǎng)診斷
3.1動(dòng)力條件
在河南省暴雪天氣出現(xiàn)的時(shí)段內(nèi),中低層一直有較強(qiáng)的正渦度平流存在,且正渦度的增長(zhǎng)和加強(qiáng)對(duì)于云團(tuán)的發(fā)展和降水的維持提供了有利條件。3日08時(shí),500hPa處的渦度值達(dá)到了2.6×10-5s-1,850hPa淮河以南地區(qū)的渦度值為-1.8×10-5s-1;到了20時(shí),河南省上空的正渦度值明顯增加,700hPa河南省黃河以南地區(qū)渦度值達(dá)到5×10-5s-1,正渦度平流中心在南陽(yáng)信陽(yáng)一帶,850hPa淮河以南地區(qū)渦度值達(dá)到2×10-5s-1,正渦度區(qū)位置偏南,而在長(zhǎng)江一帶則分布有正渦度中心值。因700hPa和850hPa的正渦度區(qū)分別出現(xiàn)在河南南部到江淮一帶,且降水中心與低層處的正渦度平流中心較為一致。
結(jié)合散度場(chǎng)的垂直時(shí)間分布,1月3日,河南省500hPa高空以上為輻散區(qū),而500hPa以下則為輻合區(qū),3日08時(shí),400hPa處的輻散值達(dá)到了1.6×10-5s-1,850hPa存在輻合中心,輻合中心值達(dá)到了-1.4×10-5s-1,進(jìn)而形成高層輻散、低層輻合的流場(chǎng)形式;到了20時(shí),850hPa處的輻合值為-1.5×10-5s-1,低層輻合加強(qiáng),高低空的抽吸作用使得垂直上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),為暴雪天氣的發(fā)生發(fā)展提供了動(dòng)力條件。
3.2熱力條件
在暴雪天氣出現(xiàn)前期,溫度平流較為明顯,在700hPa中低空以下不斷有冷空氣入侵。在暴雪天氣還未出現(xiàn)前,短時(shí)間內(nèi)的低層溫度下降幅度達(dá)到了4~6℃,700hPa中低空以上的溫度幾乎沒(méi)有下降,還有小幅度增加的趨勢(shì);結(jié)合假相當(dāng)位溫值,700hPa以下逐漸變冷,700hPa以上則逐漸變暖,說(shuō)明低層有較強(qiáng)的冷空氣,高層以暖濕氣流為主。在暴雪天氣出現(xiàn)的過(guò)程中,從850hPa到500hPa高度處存在假相當(dāng)位溫梯度大值區(qū),且同時(shí)存在明顯鋒區(qū),鋒區(qū)在向南轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,來(lái)自東北的干冷空氣不斷入侵到華北平原,中高層暖濕氣流被迫抬升,促進(jìn)了暴雪天氣的發(fā)生發(fā)展。
3.3水汽條件
結(jié)合850hPa~700hPa高度層,在江南到華南地區(qū)一帶存在一條強(qiáng)的水汽輸送帶,3日20時(shí),河南到江淮一帶850hPa的比濕數(shù)值3~4g/kg之間,水汽通量散度值在-4~-8 ×10-7g/(cm2·s·hPa)之間,部分地區(qū)存在水汽輻合中心,水汽輻合條件較好;3日夜間到4日白天河南省降雪強(qiáng)度最大,其中降水大值中心與較強(qiáng)水汽通量散度負(fù)值區(qū)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,說(shuō)明850hPa~700hPa高度層的水汽通量散度負(fù)值區(qū)對(duì)強(qiáng)降雪天氣有一定的指示作用。另外,850hPa處的河南南部水汽輻合條件要比北部地區(qū)好,根據(jù)降雪實(shí)況資料,河南南部地區(qū)的降雪強(qiáng)度大,且在水汽輻合條件良好的區(qū)域是強(qiáng)降水落區(qū),水汽通量散度負(fù)值中心與強(qiáng)降水落區(qū)保持一致。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介:張夢(mèng)彤(1992-),女,漢族,河南焦作人,本科學(xué)歷,助理工程師,從事研究方向或職業(yè):天氣預(yù)報(bào)。
(作者單位:焦作市氣象局)