2010年3月15日暴雪个例分析

2010-09-09 09:08杨振忠白玉兰
黑龙江气象 2010年3期
关键词:平流涡度急流

杨振忠,杨 狄,白玉兰

(鹤岗市气象局,黑龙江 鹤岗 154100)

2010年3月15日暴雪个例分析

杨振忠,杨 狄,白玉兰

(鹤岗市气象局,黑龙江 鹤岗 154100)

通过对2010年3月15日02时~16日02时黑龙江省东北部出现的大范围暴雪天气过程的天气形势、影响系统、高低空急流、地形抬升、冷空气、数值预报产品等因素的综合分析,提出了产生此类暴雪天气的天气学诊断模型,以及出现预报偏差的原因进行分析。

区域性暴雪;高低空急流;地形作用;低压倒槽

1 引 言

2010年3月15日02:00至16日02:00,黑龙江省出现了区域性强降雪天气。牡丹江、佳木斯、鹤岗、双鸭山、鸡西5地市出现暴雪,黑龙江省除大兴安岭、黑河外其它地区大部为大雪。最大降水中心在佳木斯,降水量为14.3 mm,位于黑龙江东北部。本文从高空锋区、急流、水汽输送、云图特征对本次暴雪天气过程进行简要分析,讨论了最大降雪出现在黑龙江的东北部而不是东南部的原因。

2 高空及地面影响系统的演变

大范围暴雪天气是在有利的大尺度环流背景下产生的。500 hPa14日08:00到15日20:00,内蒙低槽受到阻高引导的极地冷空气沿贝湖槽南下,南北两槽合并使得蒙古低压迅速加强北上,15日08:00进入黑龙江境内。受高空冷空气引导,地面蒙古低压也不断加强东移,逐渐与东海低压合并成为一条南北向的低压带,使槽前西南暖湿气流显著加强,有利于对流层中部的水汽输送,并给中低空影响系统的发展和北抬提供了有利的环流形势条件。14日08:00至15日08:00该低压带使辽宁东部和吉林大部普降暴雪和雨夹雪,随着高空槽北上,良好的水汽通道消失,15日白天降水基本结束,然而这时高空槽已经到达内蒙东部,500 hPa冷涡中心位于 120°E、45°N附近,并且已经加强成涡,同时低压北部进入黑龙江境内,影响黑龙江南部(见图1),在高空冷涡和地面低压的共同影响下,产生了较强的东风气流,东风气流直接从日本海引导暖湿气流进入黑龙江东北部,造成黑龙江大部产生大雪天气[1],并在佳木斯附近产生暴雪天气。

图1 15日08∶00高空和低空形势(左图为500 hPa高空,右图为1000 hPa低空)

3 高低空急流配置

在该次降雪过程中,随着天气系统的演变,高低空急流的配置也发生着显著变化。14日20:00高空急流中心位于123°E、45°N,中心风力56 m/s,低空急流中心位于渤海湾至辽宁东部,中心风力16 m/s,此时的高低空配置正好为辽宁、吉林产生暴雪天气创造了良好的动力条件和水汽条件,随着高空槽的加强北移,高空急流也逐渐北移,至15日08:00高空急流核已经移到 130~140°E、43~47°N,中心风力 58 m/s。 原来位于渤海湾至辽宁东部的低空急流以及失去高空环流背景而逐渐减弱直至消失,至15日08:00在日本群岛、日本海一带建立新的东南-西北向的低空急流,该低空急流的建立为黑龙江省东北部建立了新的东风暖湿气流输送带,同时在急流的出口处产生风速的辐合[2],为该区的暴雪的产生创造了动力条件和水汽条件。

4 涡度的变化

14日20:00正涡度中心位于吉辽蒙三省交界处119°E、45°N,随着冷涡向北移动,正涡度中心在 15日08:00位于黑吉蒙三省交界处 122°E、47°N,中心值 6×10-5/s(见图 2 左图),可见冷涡的强度已经不再增加,并且从此时的涡度平流分析(图2右图)可以看出,冷涡中心已经出现负涡度平流,而在黑龙江东北部的133°E、47°N附近却出现正涡度平流中心,说明该处有锋生,冷涡中心向此处移动,而且该处正与实况暴雪中心对应,所以涡度平流项对降水的重要天气预报具有重要指示意义。

图2 15日08∶00 850 hPa涡度和涡度平流(左图为涡度,右图为涡度平流)

5 温湿条件

从850 hPa温度平流和湿度平流分析可以看出14日20:00位于吉林、辽宁附近的暖湿气流已经减弱,然而受到高空冷涡和地面低压的共同影响,在15日08:00位于日本海附近135°E、45°N处生成强的温度平流中心和水汽平流中心,该中心正好与日本海低空急流相对应,该急流源源不断的将暖湿气流从日本海输送到黑龙江东部,并且在该处产生强烈的风速辐合,是在该处产生暴雪的一个主要原因。又由于黑龙江东部自东向西为三江平原向小兴安岭的过度地形,该风向正好与地形形成辐合,地形的抬升作用又进一步加大了低层水汽的辐合上升运动,加大了该区域的降水[3],特别是鹤岗的地形特点最为明显,在这种天气形势下,对鹤岗的降水最为有利。

6 云图特征

14日20:00的红外云图(见图3左图)上可以清晰地分辨出云区的北边界为300 hPa急流的位置,在其前部是由混合性云组成的云带恰好是500,700 hPa高空槽的冷空气一侧。在500,700 hPa高空槽云系的前部有弱的云带,它与700 hPa大湿度区和西南急流相对应,从水汽图上可以看出,黑龙江境内的水汽条件已经大大降低,所以该红外系图的亮温虽然很好,但由于该云系主要由中高云组成,故黑龙江境内降水很小,多数地区没有产生降水。在15日08:00的红外云图(见图3右图)上可以看出,虽然云系已经减弱,亮温降低,但由于高空槽进一步东移,并在日本海建立起低空急流,致使低层水汽充沛,低云发展旺盛,所以此时降雪加大,而且持续时间较长,这一点可以从15日白天的可见光云图清晰的看出。

7 小结

图3 红外云图(左图为14日20∶00,右图为15日08∶00)

(1)南方气旋东移北上强烈发展和500 hPa南北2支高空槽合并,是造成该次强降雪的主要影响系统。850 hPa东南低空急流为黑龙江东北部产生暴雪提供了充足的水汽来源;低空辐合、高空辐散配置形势的强烈抽吸作用以及低空急流和高空急流的耦合作用为暴雪提供了强有利的上升动力条件;强冷空气东移南下与暖湿空气的交绥作用,使得系统强烈发展,触发了强降雪的发生。

(2)通过对各家数值预报结果分析,可见目前数值预报能力较强,预报精度较高,尤其是对大尺度区域性降水的预报效果较为理想,多家数值预报结果基本一致,具有较强的指导作用。这次降水的东风暖湿气流的作用,在数值预报产品中也有较好的提示作用,但预报与实况相比仍存在某些差异,例如对强降水的量值预报以及系统边缘位置的降水落区和梯度预报还存在一些不足之处,在今后的应用当中还要仔细地加以订正。

[1]胡中明,周伟灿.我国东北地区暴雪形成机理的个例研究[J].南京气象学院学报,2005,28(5):679-684.

[2]袁美英,张桂华,葛梅.黑龙江大(暴)雪与2001年春季大(暴)雪分析[J].黑龙江气象,2002(4):20-23.

[3]朱乾根,林锦瑞,寿绍文,等.天气学原理与方法[M].北京:气象出版社,2005.

March 15,2010 A Case Study of Blizzard

Yang Zhen-zhong,Yang Di,Bai Yu-lan
(Hegang Municipal Meteorological Bureau,Heilongjiang Hegang 154100)

a heavy snow event occured at 02 am 15th to 02 am 16th on the 15th March,2010 in northeast Heilongjiang Province we analyzed the process of weather conditions,the affecting system,lower level jet,terrain elevation,cold air,numerical weather prediction products,and put forward such a heavy snow weather produce diagnostic model,and the cause of forecast deviation.

regional heavy snow ;lower level jet;terrain elevation;cyclone trough

P458.1+2

A

1002-252X(2010)03-0008-02

2010-6-6

杨振忠(1961-),男,黑龙江省鹤岗市人,齐齐哈尔大学,本科生,工程师.

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