王安娜,吕 爽,付 雯,赵 玲
(绥化市气象局,黑龙江 绥化152000)
黑龙江省每年的3-4月和10-11月,是冷暖空气交替的活跃期,存在大量潜在不稳定能量,较强的天气系统会带来较大的降水过程,2012年 3月16日和2012年3月 29日,绥化市出现了降水范围和量级都比较大的降水天气,2次过程对农业、交通等方面都造成一定的影响。
2012年3月16日00-20时,绥化市降水量8.0 mm、望奎8.4mm、庆安9.0mm、安达11.1mm、兰西10mm。降雪分布特点是北部小,中南部偏多。
2012年3月29日08时-30日08时,绥化市降水量11 mm、望奎 14.8 mm、庆安 11.6 mm、明水 8.3 mm、海伦 15.7 mm、青冈14.5mm,绥棱12.8mm。本次降雪分布特点是中北部降雪量大,南部偏小。
这2次降水天气均有利于土壤保墒,但由于雪后的温度变化,发生了路面结冰,对交通产生了一定影响。
降水相态与温度层结有一定的关系,3.16过程,高空500 hPa温度低于-4℃,地面温度始终处于0℃左右,降水时段(16日02时40分-13时30分)内,降水相态没有变化,降水性质为雪。
3.29 过程,降水于3月29日11时36分开始,高空500 hPa为0℃线控制,地面温度9℃左右,降水开始以雨为主。18时20分后转为雨夹雪,此时高空500 hPa温度-4℃控制,地面温度下降至5℃ 左右。30日00时08分左右转为雪,此时高空500 hPa温度-8℃线控制,地面温度下降到0℃以下。
这次降雪前期,中纬度500 hPa高度场一直维持着平直的纬向型环流,贝加尔湖西北的高纬度地区有高压脊存在。15日 20时低涡中心位于 60°N、130°E附近,16日 08时低涡中心位置南压至50°N、120°E附近。15日20时低层850 hPa高度场上贝加尔湖西北的高压脊发展强烈,致使西伯利亚冷空气开始向南爆发。15日20时-16日08时绥化市处于低涡前部西南气流控制之下,低层水汽输送带形成。
28日20时中高纬500 hPa高度场为两脊一槽的形势,位于巴尔喀什湖附近有一个较强的高压脊控制,贝加尔湖附近存在宽广的槽区,黑龙江省为较弱的高压脊控制。在低层850hPa高度场上,贝加尔湖与巴尔喀什湖之间的高压区内存在一个闭合中心,黑龙江省及内蒙北部地区处于槽前。随着冷空气的不断南下,29日08时在500hPa高度场52°N、120°E附近形成一个闭合低涡中心,同时在850hPa高度场也存在一个低涡,中心位置位于48°N、122°E,绥化市处于低涡前部西南气流区。
3.16 过程与3.29过程的地面形势基本类似,在巴尔喀什湖东部与贝加尔湖之间存在闭合高压中心,贝加尔湖广大地区处于高压前部偏北气流区,绥化市位于低压前部西南气流控制之下。从高空到地面配置看,3.16过程主要是由700 hPa以下较浅薄的影响系统在低层锋区上产生波动的形势下产生的,而3.29过程从500hPa到地面均存在闭合低值中心,且中心强度相对较大,系统维持时间也较长,对应降水时间跨度也较3.16过程要长。
3.16 过程,地面低压附近的云系,完整成片。降水发生时,始终有大片云系覆盖绥化市及周边广大地区。
3.29 过程,早在地面低压尚未形成闭合中心时,有成片的低压云系位于贝湖与蒙古国之间。28日14时地面低压形成中心数值为1002.5hPa闭合中心时,主体云系位于低压的东北部。随着系统的发展,29日02时低压云系散布在低压外围,呈碎块状,不成片。降水发生时,绥化市上空云覆盖面积并不大,但在云系发展过程中,有一些块状云在行进中得以加强。
图1 3.16过程涡度垂直剖面
图2 3.29过程涡度垂直剖面
3.16 过程,从图1可看出15日20时-16日20时,1000~200hPa涡度表现为上负下正的结构,0线从700~300hPa呈倾斜状,500hPa以下整层表现为正涡度,这种结构有利于垂直运动的发展与高层辐散、低层辐合及降雪时间相对应。3.29过程,从图2可看出28日20时-29日08时,涡度的垂直结构也表现为上负下正,29日14时-30日20时表现为大面积的正涡度区,对降水的产生提供有利的条件。
图3 3.16过程垂直速度剖面
图4 3.29过程垂直速度剖面
从图3-4可看出,3.16与3.29两次过程中垂直上升运动的分布和演变相类似,均呈椭圆形、垂直分布,降水发生时段内垂直速度场整层都为负值,表示有很强的上升运动,最大垂直速度中心均位于500 hPa附近。
低层的水汽辐合是形成强降水的条件之一,从图5可看出3.16过程水汽辐合主要集中在中低层。15日20时-16日20时最大辐合处于925 hPa的高度上。从图6可看出,3.29过程的水汽主要集中在700 hPa以下,这样有利于低层水汽聚积,29日08-20时大值区中心在925 hPa左右的高度上,说明水汽输送带处在中低层,在气旋的作用下更有利于抬升凝结,对降水的贡献非常大。
图5 3.16过程水汽通量散度剖面
图6 3.29过程水汽通量散度剖面
图7 3.16过程相对湿度剖面
图8 3.29过程相对湿度剖面
从图7可看出,3.16降水过程相对湿度大值区 (80%)位于925~700 hPa,700 hPa以上相对湿度较小;从图8可看出,本次降水过程相对湿度大值区(70%)位于850~400 hPa。
(1)高空的冷空气补充,是产生春季大雪的很重要的动力条件。地面存在一个发展的气旋,在较强的偏南气流控制下,水汽条件也比较充分。
(2)3.16过程是由700 hPa以下较浅薄的影响系统在低层锋区上产生波动的形势下产生的,而3.29过程是一个深厚的系统,系统维持时间相对久,造成降水时间跨度也较大。由于温度层结差异,3.16过程不存在降水相态变化,而3.29过程,先雨后雪。
(3)这2次过程的涡度垂直剖面均表现为整层大面积的正涡度区。垂直速度场均显示出很强的上升运动。水汽通量散度剖面图表明这2次过程的水汽输送带均处于中低层。从相对湿度的垂直时间剖面看,这2次过程的相对湿度大值区有所区别,3.16过程的大值区(80%)位于 925~700 hPa,3.29过程的大值区(70%)位于850~400 hPa。