长治2013年2月3日大到暴雪天气过程分析

2014-07-01 01:13薛博
河南科技 2014年4期
关键词:东移云团中尺度

薛博

(1.兰州大学大气科学学院,甘肃兰州 730000;2.山西省长治市气象局,山西长治 046000)

长治2013年2月3日大到暴雪天气过程分析

薛博1,2

(1.兰州大学大气科学学院,甘肃兰州 730000;2.山西省长治市气象局,山西长治 046000)

针对长治市2013年2月3日大到暴雪天气过程,从500hPa环流形势、700hPa影响系统、地面气压场特征、物理量场的相对湿度垂直空间分布、fy-2c云图演变特征进行了综合分析,得出结论:该次大到暴雪主要受500hpa西风槽东移影响,700hpa西南急流为大到暴雪输送了充沛的水汽,地面气压场受河套倒槽的控制,中低层空气相对湿度大于80%处于近饱和状态,中尺度中低云团东移是产生大到暴雪的主要因素。

大到暴雪;天气形势;影响系统;物理量场;云图

长治市2013年2月3日普降大到暴雪,过程雪量平均为5.6mm。降雪主要时段集中在2日20h~3日08h。图1显示,强降雪主要分布于长治市的东南部,中北部略少,其中潞城市、长子县、长治县、壶关县、平顺县、屯留县和沁源县的雪量均在5.0mm以上。该次降雪为冬小麦的生长,增加土壤水分,减轻森林火险压力创造了非常好的条件,同时也给交通运输和城市交通都带来很大影响,2日夜间到3日长达近20个小时高速公路和机场封闭。大到暴雪天气出现几率远少于暴雨,预报难度较大,备受广大气象工作者所关注。王东勇等[1]对2004年末黄淮暴雪进行了分析,指出在强降雪时近地面925hPa附近有很强的超低空急流;盛春岩等[2]利用对称不稳定对发生在山东的一次罕见暴雪进行了诊断分析,认为暴雪产生在对称不稳定大气中;刘建军等[3]则对“97.12”高原暴雪进行了中尺度热量和水汽收支诊断,得出非对流凝结降水起决定因素;宫德吉等[4]在对内蒙古的大(暴)雪分析中得出了低空急流对暴雪的作用;张小玲等[5]对发生在高原地区的“96.1”暴雪的中尺度切变线的发生发展进行了研究。本文对该次暴雪从500hPa环流形势、700hPa影响系统、地面气压场特征、物理量场的相对湿度垂直空间分布、fy-2c云图演变特征进行了综合分析,以期为大到暴雪天气预报提供参考。

图1 3日降雪量分布图(单位:mm)

1 天气形势及影响系统

1.1500 hPa形势分析

2日08 h500 hPa(图2)显示,鄂霍次克海到日本为一深厚的冷低槽,40°N以北的贝加尔湖到泰梅尔半岛为庞大的暖高脊,新西伯利亚到我国新疆北部地区为一冷槽,中高纬呈现为稳定的两槽一脊型。河西走廊以北至四川盆地为一浅槽,槽前大于12m/s的西南气流覆盖陕西、山西以及我国西南地区东部。2日20h500hPa形势比较稳定(图3),浅槽在东移过程中其前部西南气流继续加强,太原和延安的西南风速达到16m/s,加速了水汽的向北输送,致使山西南部、陕西、河北南部、河南北部空气湿度迅速增大,以上区域的T-Td值均少于2.5°C,为大到暴雪的形成提供了极为有利的环流形势背景。

图2 2日08h500hPa天气形势

图3 2日20h500hPa天气形势

1.2700 hPa急流

图4 2日08时700hPa形势

图5 2日20时700hPa形势

本次大到暴雪的形成主要受40oN以南我国北槽南涡前部西南急流的影响。2日08h700hPa(图4)分析表明,中高纬天气形势类同于500hPa两槽一脊型。40oN以南我国北槽位于河西走廊一带,300dagpm闭合低涡位于青海以及四川北部,涡槽前部大于12m/s的西南低空急流影响陕西、山西、四川盆地以及河南北部,造成暖湿空气的输送,为大到暴雪提供所需水汽。2日20h(图5)北槽南涡打通形成南支冷槽,山西中南部仍受槽前西南低空急流区的控制。3日08h南支槽北端东移迅速,山西中南部转受槽后西北气流控制,降雪逐渐减弱停止。

1.3 地面气压场特征

地面气压场在降雪期间主要受河套地区倒槽的影响。从2 日08h、2日20h、3日08h三个时次平均地面气压场(图6)分析,我国东北和巴湖地区分别为稳定的冷高压,两个闭合高中心数值分别为1 040hPa、1 047.5hPa。河套地区到四川盆地为发展强盛的倒槽,由于东北冷高压的不断南伸(1 035hPa线南伸至20° N以南)阻挡,导致河套倒槽继续加强向北伸展,陕西、山西受倒槽前部偏东、东南气流控制,从2日20h到3日08h长治市出现了连续性降雪。3日08h地面气压场发生调整,贝湖西部冷高压不断加强东移,迫使我国东部高压迅速东移减压,倒槽随之减压南退,降雪逐渐减弱。

图6 2日08h、2日20h、3日08h地面平均气压场形势特征

2 湿度场分析

在冬末产生大到暴雪天气必备条件是要有充沛的水汽条件。物理量场的相对湿度能够较好的反映空气中水汽含量,其值大小表明空气距离饱和的程度,相对湿度愈大,空气愈接近饱和状态。图7给出了本次大到暴雪期间2日08h、2日20h两个时次平均1 000~100hPa相对湿度经向(113°E)剖面图。在33°~45° N,对流层中有两个大的湿中心,第一个大的湿中心位于800hPa附近,中心值>90%;第二个大的湿中心位于200hPa附近,中心值>70%。从整个对流层相对湿度空间垂直结构分布可见,大到暴雪期间有深厚的湿空气层,尤其在36°N附近的500hPa层以下,中低层空气一直处于近饱和状态,构成了有利大到暴雪产生的湿度场垂直空间环境,而且最大湿中心与长治大到暴雪落区近于一致。

图7 2日08h、2日20h平均1 000~100hPa相对湿度径向剖面图(单位:%)

3 云图分析

如前所述,该次大到暴雪主要受北槽南涡前部西南急流的影响,急流所在湿区不断激发出中尺度中低云团。降雪期间主要受两个中尺度中低云团相继影响(图8)。第一个中尺度中低云团生成于华北南部,2日08~17h,在缓慢东移的过程中影响山西、河南及陕西大部地区,此间长治市产生连续性降雪。第二个中尺度中低云团于2日21h中低云团再次生成于河西走廊及青海地区,该云团主要受西南急流的牵引不断加强,并向东北扩展开始影响长治,近8个小时产生间断性阵雪,3日06h云团移出长治,降雪结束。

图8 2日08时~3日06时fy-2c云图演变

4 小结

该次大到暴雪天气主要受500hPa河西走廊以北至四川盆地的东移浅槽影响。中低层700hPa西南低空急流为大到暴雪输送了充沛的水汽,而且不断激发出中低云团。地面气压场受河套倒槽的控制,导致山西中南部持续受偏东东南气流影响,产生连续性降雪。大到暴雪天气过程中低层空气相对湿度要大于80%处于近饱和状态,这样有利于形成大到暴雪产生的湿度场环境。fy-2c卫星云图主要由两个中尺度中低云团相继影响,是直接产生大到暴雪的主要因素。

[1]王东勇,刘勇,周昆.2004年末黄淮暴雪的特点分析和数值模拟[J].气象,2006,32(1):30-35.

[2]盛春岩,杨晓霞.一次罕见的山东暴雪天气的对称不稳定分析[J].气象,2002,28(3):33-37.

[3]刘建军,程麟生.“97.12”高原暴雪过程中尺度热量和水汽收支诊断[J].气象,2002,28(3):16-22.

[4]宫德吉,李彰俊.低空急流与内蒙古的大(暴)雪[J].气象,2002,27(12):3-7..

[5]张小玲,程麟生.“96.1”暴雪期中尺度切变线发生发展的动力诊断I:涡度和涡度变率诊断[J].高原气象,2000,19(3):285-294.

薛博,男,兰州大学气象学院,山西省长治市气象局,从事天气预报研究工作。

P458

A

1003-5168(2014)04-0177-02

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