2011年2月喀什一次暴雪天气过程分析

杨利鸿，周宏，玛依热·艾海提，艾散江·玉苏英，海米提·斯拉木，段永生，田洪

（1.喀什地区气象台,新疆喀什 844000；2.岳普湖县气象局，新疆岳普湖 844000；3.叶城县气象局，新疆叶城 844900；4.吐尔尕特气象站，新疆喀什 844000；5.英吉沙县气象局，新疆英吉沙 844500）

2011年2月喀什一次暴雪天气过程分析

杨利鸿1，周宏2，玛依热·艾海提1，艾散江·玉苏英3，海米提·斯拉木4，段永生3，田洪5

（1.喀什地区气象台,新疆喀什 844000；2.岳普湖县气象局，新疆岳普湖 844000；3.叶城县气象局，新疆叶城 844900；4.吐尔尕特气象站，新疆喀什 844000；5.英吉沙县气象局，新疆英吉沙 844500）

应用常规观测资料，NCEP1°×1°资料，静止卫星FY-2C红外云图和多普勒雷达资料，分析了2011年2月25—28日喀什地区暴雪天气的成因。结果表明:此次暴雪是在冬季显著变暖的背景下，由中亚低槽、萨彦岭低涡共同影响造成的喀什地区范围广、强度大的大降雪过程。中亚低槽先加深、后减弱北收持续影响是喀什长时间降雪的主要原因。暴雪过程中有明显的低层辐合、高层辐散及低空偏东急流；高空西南气流、低层持久的偏东急流为大降水提供了充足的水汽。多普勒雷达的反射率因子回波图上表现为强的东西入流辐合区，平均径向速度图上也有明显的呈“S”形的零速度线，表明雷达上空风随高度顺转有暖平流存在。

暴雪；环流形势；水汽通量；雷达回波

新疆的暴雪天气主要发生在北疆而地处塔里木盆地边缘的南疆暴雪天气较少，尤其喀什地区位于南疆西部，北有西天山，南有昆仑山，西部为帕米尔高原，东部为塔克拉玛干沙漠，水汽难以到达，属于较严重的干旱地区，暴雪天气实属罕见。关于南疆西部暴雪成因及其灾害的研究，近年来新疆的气象学者、专家做了一些有成效的工作。陈春艳等[1]对南疆西部强降水成因分析，得出高空影响系统“东西夹攻”的有利形势，配合“三支”气流的水汽输送是南疆盆地出现强降水的关键。700hPa以下辐合、切变线的出现和维持是判断南疆西部大降水落区的重要指标。张俊岚等[4]分析了南疆持续性降雪的水汽条件，指出南海、阿拉伯海、孟加拉湾、地中海、北海均为水汽源地，西南气流水汽输送带是南疆持续性降雪天气的关键水汽条件。张俊兰等[2]对新疆暴雪的水汽源地和水汽通道及强度特征进行了细致分析研究。李圆圆[3]等分析了新疆西部暴雪天气的主要影响系统是低涡的稳定维持并分裂短波东移，“三支气流”的存在为新疆西部暴雪天气提供了热力、水汽、不稳定能量的条件。张云惠[6]、阿布力米提等[5]对南疆西部降水的影响系统、动力条件、水汽条件也有所研究。张俊兰等[7]从环流形势、高、中、低层水汽输送和强度，风场的切变、辐合等对南疆偏西地区2场罕见暴雨落区和强度进行对比分析。黄艳等[8]对南疆西部区域性暴雨天气特征进行分析。但总体来说，对南疆暴雪的研究较少，位于南疆西部的喀什地区暴雪天气为小概率事件，准确预报难度较大.暴雪天气在经济落后干旱的喀什地区意义重大，一方面暴雪会给交通、林业、牧业、设施农业、人民的生活带来很大的影响，另一方面暴雪天气对冬小麦安全越冬，减少病虫害，土壤保墒，缓解旱情的作用很大，总之暴雪天气在喀什地区利大于弊，所以对喀什地区暴雪天气的探究很有必要。梁军等[7]对大连地区一次区域性暴雪的特征分析和数值模拟，诊断分析了强降雪的动力、热力特征及降雪期间的中尺度特征及云物理过程。黄鹤等[10]对一次回流降雪过程边界层东风结构作用进行分析。本文借鉴已有暴雪的研究，对发生在2011年2月25日白天—28日08时喀什地区偏北局地大到暴雪天气过程成因进行分析。此次暴雪天气影响系统的演变与之前气象学者分析暴雪天气有所不同，对海平面气压场的演变描述较细致，且利用了先进的观测手段，卫星云图和多普勒雷达资料进行分析，对暴雪天气的开始与结束时间及强度有一定的指示作用，希望所得特征及结论，对今后暴雪天气的准确预报有所帮助。

1 资料和方法

1.1 天气概况

2011年2月25日白天—28日08时喀什地区普降小到中雪，局地大到暴雪，累积降雪量达暴量，其中喀什、英吉沙、伽师、3个北部临山测站出现雨转大到暴雪天气，这3个站2月25日20时—26日20时一日降水量在7.1～11.9mm。此次降雪天气过程，持续三天半，时间之长是喀什地区近30a来历史同期罕见的。过程降雪量最大的喀什为18.9mm，其次英吉沙为17.2mm，积雪深度分别为12 cm、16 cm，其余测站均不足5 cm。这次降水有利于农田保墒，对冬小麦返青有利，但大范围雨雪降温等现象，对喀什地区的设施农业和道路交通造成较大损失。低温造成拱棚中幼苗冻害。积雪、道路结冰和能见度下降造成喀什机场关闭，部分客运停运。

1.2 资料来源

所用资料2011年2月25—28日喀什地区11个自动气象站逐时观测资料,人工测量的雪深资料,利用NCPE1°×1°再分析资料分析此次暴雪过程，低层水汽的来源，暴雪区上空大气垂直速度随高度的变化，利用高空观测资料分析高低空风场的配置，整层大气饱和程度。运用气象卫星FY-2C红外云图、多普勒天气雷达先进的观测手段，获取的观测资料分析暴雪过程云图及雷达回波的特征。

2 暴雪成因分析

2.1 前期气候特点

喀什地区入冬以来，冬季（2010年12月—2011年2月）气候表现为前、后冬（12、2月）气温较历年明显偏高，中期（1月）气温明显偏低2～4℃，降水持续偏少。

2.2 环流背景

从1月中旬到2月20日前，100hPa平均高度场上，极涡位置偏东在泰米尔半岛以东，虽然中纬度地区不断有冷空气影响新疆，但强度偏弱，2月21日开始极涡缓慢西移，25日08时移至泰米尔半岛，在向西移动的过程中缓慢南下，极地冷空气不断补充到中纬度低槽中，使中纬度地区冷空气强度明显加强。500hPa高空形势由纬向多短波活动演变为经向两槽一脊的环流形势，欧洲高压脊不断向东北发展，脊前西西伯利亚至里、咸海低槽不断南掉，冷空气随之进入喀什地区，造成喀什地区2010年入冬以来最强降水天气过程。

2月22日08时—23日20时高空500hPa图上，暴雪出现前南欧高压脊向北发展与北欧高压脊打通，高空环流形势发生明显调整，强盛的欧洲高压脊建立，高空为经向两槽一脊形势，脊前西伯利亚至中亚为宽广的低压槽，喀什处在槽前西南气流中，新疆东部地区为浅脊控制。24日08时欧洲高压脊继续向东北发展，且形成一个闭合中心，脊前西伯利亚至中亚低槽分裂成东、西两段，西段西退南压；东段快速东移南下，至25日08时移至新疆东部对喀什形成有利大降水的“东西夹攻”形势。至14时喀什北部临山测站喀什、英吉沙、伽师、开始降雨，25日20时（图1）至26日08时随着欧洲高压脊衰退，西段低槽进一步东移南压，东段低槽在萨彦岭形成切断低涡，东西两个影响系统加深，且温度槽落后高度槽，低槽加深，此时段造成喀什地区北部临山测站出现大到暴雪。26日20时—28日08时中亚低槽不断北收在塔什干形成切断低涡，同时新疆东部低槽缓慢东移，“东西夹攻”形势维持，是此次持续降雪的主要原因，随着新疆东部低槽的东移至蒙古东部，降水强度逐渐减弱至结束。

24日08时海平面气压场上，东欧地区被一庞大的冷高压控制，中心位于里海北部，中心强度为1052.5hPa，盆地为热低压，中心强度1010.0hPa，对我区形成北高南低的气压场形势，25日08时冷高中心东移至里、咸海北部，中心强度增至1055hPa，热低压强度增至1007.5hPa，盆地内低压中心与北部境外高压中心压差达+47.5hPa，开始有小股冷空气翻山分别从喀什东部、西部进入到南疆盆地，表现在喀什东部吹东风西部吹西风，喀什处于东西风辐合区，至25日14时冷高压控制中亚地区，中心强度增强为1057.5hPa，前沿冷空气影响到新疆东部，盆地气压上升至1012.5hPa，加压5.0hPa,喀什北部出现微量降水。至25日20时（图2）冷空气大举南下至盆地东部，代表站若羌3h变压为+3.1hPa，而盆地西部减压，盆地东西部气压场梯度进一步加大，冷空气迅速由东向西进入盆地西部，“东灌”开始。这支偏东气流，起冷垫作用使盆地西部的暖湿空气抬升凝结产生降水。对应低空温度场上，25日08时至27日20时850hPa，沿天山一带有中心为-20℃的等温度线密集带，受此锋区的长时间影响，喀什北部地区持续强降雪天气。

图1 25日20时500hPa高空实况（单位：dagpm）

图2 25日20时地面实况（单位：hPa）

2.3 高低空风场有利配置

25日20时—26日08时暴雪过程中盆地西部上空200hPa为风速＞30m/s的西风急流，此高空急流具有强烈的抽吸作用，利于加强中低层上升运动。500hPa为10～16m/s的西南风，将西南暖湿气流输送到盆地西部上空，为暴雪提供充足的水汽，低层850hPa南疆盆地为低压，欧洲及中亚的冷高压前沿的南部已控制天山南麓，其偏东气流与盆地低压北部的偏东气流汇合为偏东低空急流，表现为25日08时盆地东部代表站若羌及天山南麓测站东风8～16m/s，26日08时偏东风加大到10～18m/s，这支低空偏东急流在降水期间一直存在，对大降水起到了水汽集中输送及垫高的作用。受盆地西部特殊地形作用，这支偏东急流沿山辐合抬升强，利于临山测站水汽辐合及垂直输送，加强上升运动，其长时间的维持是喀什地区持续降水及偏北地区临山测站降水强度强的主要原因。高低空急流的配合有利于暴雪落区上空大气的水汽垂直输送及垂直上升运动的加强，为强降水区提供充足的水汽条件及强动力条件，利于暴雪的产生。

2.4 充沛的水汽条件和高湿能量通道的建立

这次喀什北部强降雪天气的水汽来源有三个：一是中亚低值系统本身携带水汽，二是槽前的西南气流将暖湿空气输送到喀什上空，三是偏东急流将盆地低空的水汽集中并输送至喀什地区。通过对25日08时至26日20时700hPa NCPE1°×1°水汽通量与流场叠加分析（图3），从25日08时至26日20时盆地中部及天山南部一直有大的水汽通道，并不断加强，最大中心值为4g·cm-1·s-1·hPa-1，天山南部的水汽由偏东气流集中输送到盆地西部，受地形阻挡作用辐合上升，产生降雪，这两支水汽输送带在降雪过程中一直存在，为喀什持续降雪提供了充足的水汽。24日08时到25日08时500hPa盆地西部T-Td≤4℃，700hPa盆地西部T-Td从24～36℃减小到0～4℃，T-Td变化达24～32℃之大，大气的饱和程度迅速加大，饱和区位于喀什北部，喀什偏北地区开始降水，偏南部地区700hPa T-Td≤15℃，大气不饱程度大，则未出现降水。随着偏南地区T-Td的减小，大气饱和程度加大，偏南地区的降水开始。中低层高湿能量通道的建立为暴雨落区提供了充足的水汽。

图3 26日14时700hPa水汽通量与流场叠加（单位：g·cm-1·s-1·hPa-1）

2.5 低层辐合、高层辐散导致强垂直上升运动

分析26日20时散度图，盆地西部200hPa为辐散区且存在风速＞30m/s的西风急流，具有强烈的抽吸作用，使中低层至地面气旋强烈发展，促进低层水汽辐合，加强了整层的垂直上升运动。700hPa盆地西部为气旋性环流，为气流的辐合上升区，850hPa有偏东急流，由于喀什地区有簸箕状的地形，造成低层强烈的辐合上升运动，这种低层辐合高层辐散导致强垂直上升运动，造成喀什偏北地区强降雪天气。NCPE1°×1°垂直速度场上，26日08时沿39° N纬向的垂直速度剖面图上（图4），可见垂直上升速度的最大中心位于75°E为强降雪区，850～500hPa层次表现为强的上升运动。其值为-15×10-5hPa·s-1，强降雪区正好处于强烈的上升运动区。该垂直速度强中心为强降雪提供了有利的动力条件。500hPa层次以上，强降雪区两侧为强的辐散下沉区，最大值为10×10-5hPa·s-1。通过对各时段垂直速度剖面图分析，上升运动最强时段与强降水时段对应,700～500hPa地区北部降水时段始终处在辐合上升区，这种高层辐散中低层辐合的形势有利于气流上升，为强降雪提供了有利的动力条件。

图4 2011年2月26日08时沿39°N纬向的垂直速度剖面图（单位：hPa/s）

2.6 云图分析

从2011年2月24日02-17时的FY-2C红外云图上可以看到，昆仑山西部至巴基斯坦东北部有大片低槽云系，随槽前西南气流不断东北涌，进入盆地西部上空，由于盆地西部气压下降，偏东急流还未形成，动力条件不足，涌入盆地西部的中低云减弱，喀什地区未出现降水天气。25日11—14时喀什西北部境外有小片云团东移南下，并入喀什北部云团中，使其发展，此时盆地西北部出现微到小阵雨，之后云团不断发展，面积随之扩大，至26日03：00—05：00时盆地西部上空完全被大片结构密实云系覆盖，偏北地区雨转雪，降水强度加强。07：00—12：00时喀什西北部及外边境云系开始逆转，呈现弧状云系特征，内边界较光滑，可见有强的西南气流流入盆地西部，使得喀什上空云系结构紧密，喀什南部降水开始，随着云团的结构不断松散，缓慢东移出盆地西部，盆地西部降雪天气逐渐减弱，喀什北部降雪持续到28日14时；南部27日17时左右降雪停止。

2.7 雷达回波分析

图5 2011年2月25—26日1.5°仰角的多普勒雷达的反射率因子与平均径向速度

25日20：591.5°仰角的雷达反射率因子图上（图5），雷达回波为层状云降水回波，强回波中心40dBz主要在雷达西南部及雷达附近，此时喀什站降小雨，距雷达站90km东南部的大片层状云降水回波，平均回波强度20～25dBz，自东南向西北移近雷达站，回波范围不断增大，26日02：48雷达站120km范围降水回波的东南方向与西北方向分别有明显的“V”型回波缺口，说明喀什偏北地区东部有强的偏东入流，西部有强的西北入流，东西方向强入流在喀什地区北部强烈辐合，强辐合区位于伽师县、喀什市、英吉沙县一带，层状云回波结构密实，回波强度加强为25～30dBz，此时喀什地区北部降水最强。此回波形式一直维持到27日02：38,则强辐合区降水长时间维持。随着回波的逐渐松散，降水随之减弱。从1.5°仰角的多普勒雷达平均径向速度图上（图5）分析这次降雪过程,可以看到平均经向速度有以下特征:25日20:59测站以西90km的范围内：“零”速度线近似为“S”形,测站地面吹东风，随着高度的增加转东南风。风向随高度顺转有暖平流，且正速度区面积较小,主要在测站西南部，负速度面积大，覆盖测站东北到东南区域，测站上空为辐合风场，利于降水的产生。26日01:21负速度梯度加大，低层有一对正负速度大值区，看出低层有一支偏东急流；在测站北部接近60km高度有一个气旋式辐合流场，且伽师县附近存在“逆风区”，说明地区北部有强上升运动，有利于北部大降水的发生；26日01：27测站上空仍维持为辐合风场，降水增强；26日05：36在测站90km距离圈内“零”速度线为弓形，正速度面积大于负速度面积，负速度区在弓形外，正速度区在内，测站上空为辐散风场，降水逐步减弱，从速度图上可看见强降水时段，地面始终有偏东急流。

3 结论

（1）2011年2月25—28日喀什地区强降雪天气发生在暖冬的气候背景下，喀什典型“东西夹攻”大降水形势下，欧洲脊衰退，脊前西伯利亚大槽分裂东西两段，分别位于塔什干与新疆东部，两槽长时间维持，且经过加深，与减弱北收两次过程，影响喀什出现此次暴雪天气。

（2）海平面气压场上欧洲至贝加尔湖强冷高压控制，塔里木盆地为热低压，对喀什形成北高南低利于降水的气压场形势，喀什北部与境外及天山中部气压梯度大，气压中心压差高达+47.5hPa，这一强的气压梯度利于喀什北部临山测站强降雪出现，盆地东部代表站若羌出现3h正变压，预示冷空气控制盆地东部，利于盆地西部东灌的形成，为大降水提供有利的动力条件。

（3）200hPa的西风急流，500hPa的西南风，850hPa上低空偏东急流，“三支气流”的耦合；700hPa气旋性风场辐合，为强降雪落区提供了有利的动力条件、水汽条件。

（4）低层辐合，高层辐散加强了垂直上升运动，强而深厚的上升运动与强降雪区对应较好。

（5）暴雪发生时云图上有带状低槽云系由西南向东北移动，进入盆地西部配合低层冷空气的涌入，在盆地西部发展。云图上可见强的西南气流进入盆地西部，南部地区降水开始。

（6）强降雪雷达反射率因子回波表现层状云回波，可见有偏东急流和西北急流造成的V型无回波区，平均径向速度图表现“零”速度线近似为“S”形，风随高度顺转有暖平流，速度图上低层可见有偏东急流，降雪期间表现为辐合风场。

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Analysis of a Heavy Snowstorm of Kashi in February 2011

YANG Lihong1，ZHOU Hong2，Mayire Aihaiti1，Hasanjan Yusuyin3，Hamit lslam4，DUAN Yongsheng3，TIAN Hong5

（1.Kashi meteorological Observatory，Kashi 844000，China；2.Yuepuhu County meteorological Bureau，Yuepuhu 844000，China；3.Yecheng meteorological Bureau，Yecheng 844900，China；4.Tuergate meteorological Station，Kashgar 844700，China；5.Yingjisha meteorological Bureau，Yingjisha 844500，China）

Applicating the conventional observation data,NCEP1°×1°information,geostationary satellite FY-2C infrared imagery and Doppler radar data,authors analyzed the causes of heavy snow in Kashi prefecture in February 25th-28th,2011.The results showed that:the blizzard is a wide range and high intensity of large snowfall process influenced by significant warming in winter background,central-Asia low trough and Sayan vortex.The low trough in central Asia weakened and stopped in north,after deepening.Sustained impact is mainly due to prolonged snowfall in Kashi prefecture.There are significant low-level convergence,upper divergence and low-level easterly jet in the progress of blizzard.Latitude southwest flow,the underlying persistence easterly jet stream provided sufficient moisture to the heavy rain.In the Doppler radar reflectance factor echocardiogram shows the strong east-west inflow convergence zone,average radial velocity chart also showed significant S-shaped zero speed line,which presented wind with height clockwise over radar had warm advection.

blizzard;circulation situation;moisture flux;radar echo

P458.121

B

1002-0799（2015）05-0069-06

杨利鸿，周宏，玛依热·艾海提，等.2011年2月喀什一次暴雪天气过程分析[J].沙漠与绿洲气象，2015，9（5）：69-74.

10.3969/j.issn.1002-0799.2015.05.011

2014-01-29；

2014-05-16

中国沙漠气象科学研究基金（Sqj2012004）、中国气象局预报员专项（CAMYBY2015-087）共同资助。

杨利鸿（1968-），女，工程师，主要从事天气预报业务及研究。E-mail：yybtt.2005@163.com