青海省南部牧区一次大到暴雪天气过程分析

边秀珊，秦永忠

(青海省果洛州气象局，青海大武 814000)

雪灾对青海南部牧区的影响有利有弊，一方面，大到暴雪后长时间积雪形成的雪灾，对畜牧业生产、人民生活危害极大，对城市交通及高速公路运输也造成严重的影响;另一方面，大到暴雪为高原冰川、积雪、河流、湖泊以及严冬过后牧草返青、生长发育等提供了必要的水分补充。雪灾的发生与强降雪密切相关，通常10月～翌年1月的大到暴雪就会形成严重的雪灾。从20世纪70年代开始很多气象工作者对暴雪的天气气候特征进行了系统的研究，并得出了一些有意义的结论［1－7］。孟雪峰等利用1971～2008年内蒙古117个地面气象观测站常规观测资料，分析了内蒙古大雪的时空分布特征，并开展了天气学分型研究，将内蒙古大雪分为两类大型［8－9］。近年来国内也有许多学者从不同角度对青藏高原大(暴)雪天气进行了深入的研究，如周陆生等从基本分布、气候特征、环流分型及水汽来源等角度对青藏高原牧区大到暴雪及其引发的雪灾进行了分析［10－12］。笔者在此通过分析2015年1月5日发生在青海省南部牧区大到暴雪天气过程的特征及成因，总结经验，为今后提高此类天气的预警、预报准确率提供参考。

1 天气实况

2015年1月3～6日青海省南部地区出现了降雪天气过程，期间4日夜间、5日午后部分地区出现了大到暴雪。玉树州东部、果洛州中南部和黄南南部一线有6个站12 h降雪量达到大到暴雪或暴雪量级，最大降雪中心出现在黄南州泽库县，降雪量达11.2 mm(积雪深度10 cm)，达日站次之，降雪量达8.9 mm，积雪深度9 cm(表1)。由于此次过程降雪量大、范围广，降雪过后出现强降温，致使玉树杂多出现了重度雪灾;玉树清水河、果洛州甘德县、达日县、黄南州河南县出现中度雪灾;玉树囊谦县、玉树县、果洛班玛县、久治县、黄南州泽库出现轻度雪灾。

2 环流形势分析

2.1 高空影响系统 1月初500 hPa欧亚中高纬为两脊一槽的形式，乌拉尔山、贝加尔湖以东为脊，亚洲北部为宽广的低压区。低纬地区由于乌拉尔山脊前下滑的冷空气在印度北部堆积，从而形成一中心气压为560 hPa的低压区。4日08:00随着系统的东移，位于印度北部的低值系统也向东北方向移动，由于青藏高原的爬坡效应，于4日20:00在西藏西部减弱成西北—东南向的高原槽(图1)，青海南部地区位于高原槽前的SW气流控制下，且随着高原槽的进一步东移，青海南部地区自西向东降雪量也开始加大。从各层次风场看，1 月4 日20:00 500 hPa SW急流位于23°～30°N、96°～105°E，中心风速为46 m/s(SW);300 hPa SW急流位于西藏东南部至甘肃南部，中心风速为66 m/s;200 hPa SW高空急流位于玉树、果洛、黄南南部，风速为70 m/s(图1a)。青海南部地区位于500～300 hPa急流轴的左侧、200 hPa急流轴的右侧。高低空急流的这种配置为4日夜间玉树州清水河、果洛州的甘德和达日、黄南州的河南等地大到暴雪天气提供了动力条件，同时一致的SW气流也为此次过程提供了充沛的水汽条件。5日08:00随着高原槽东移到达玉树西部至西藏的林芝一线，500～200 hPa西南急流也东移出青海省(图1b)。玉树500 hPa风向由西南风转为西北风，说明低层已有冷空气入侵，冷空气的入侵为5日午后青海南部地区的班玛、久治、河南强降雪天气再次提供了动力条件。6日凌晨随着高原槽的出省，青海南部的降雪停止。

表1 2015年1月4日夜间至5日白天降雪实况

2.2 地面要素分析 4日20:00～5日08:00玉树、果洛至黄南南部△T24为正变温，△P24为负变压，5日14:00～20:00随着500 hPa高原槽东移，自西向东△T24逐渐转变为负变温、△P24正变压，这也说明5日14:00后低层有冷空气入侵，低层冷空气的入侵为5日午后青海南部地区强降雪提供了动力条件。从T－Td≤4℃范围看，高湿区也随高原槽自西向东移动，大到暴雪的落区与T－Td≤4℃的区域有较好的对应关系。

3 卫星云图分析

从4日20:00～6日08:00卫星云图的动态演变(图2)可看出，4日20:00，由于青海南部地区处于高原槽前一致的西南气流中，高空急流的抽吸作用使得云系比较深厚，边界清晰，从孟加拉湾也仍有云系补充进入高原槽云系中;5日01:00，随着200 hPa高空急流的东移，青海南部地区云系加强，并扩展至玉树中部、果洛中部和黄南南部一线，青海南部的强降雪也随之开始;至5日08:00，由于200 hPa急流轴的东移，青海南部地区的强降雪趋于减弱;5日16:00，随着高原槽的东移和底层冷空气的入侵，果洛南部至黄南南部的云系发展强烈，班玛、久治的强降雪及河南的第2次强降雪开始，6日05:00高原槽出境，青海南部地区降雪结束。

图1 2015年1月4日20:00(a)和5日08:00(b)500 hPa高空形势及500、300、200 hPa急流

图2 2015年1月4日20:00～6日05:00红外云图演变

4 物理量场分析

4.1 Tlogp图分析 通过对达日站、玉树站探空资料分析，4日20:00玉树站500～200 hPa整层为一致的西南暖湿气流，受西南气流的影响400 hPa以下相对湿度在80%以上，温度露点差(T－Td)在2℃(图3a);4日20:00达日站400～200 hPa为一致的西南气流，300 hPa以下相对湿度在70%以上，温度露点差在1～3℃。5日08:00玉树站400～200 hPa为一致的西南气流，300 hPa以下相对湿度在61%以上，温度露点差在1～4℃，500 hPa风向由西南风转为西北风(图3b);达日站300 hPa以下相对湿度在79%以上，温度露点差为2℃。与4日20:00相比，玉树站相对湿度≥60%的层次由400 hPa以下增至300 hPa以下，温度露点差≤4℃的层次也由400 hPa以下增至300 hPa以下，至5日08:00玉树站的湿层更厚，500 hPa风向由西南风转为西北风，说明低层已有冷空气入侵;达日站相对湿度≥70%、温度露点差≤4℃，与4日20:00相同，仍维持在300 hPa以下。

4.2 水汽条件 强降雪需要水汽的大量输送，分析达日站相对湿度时间空间剖面图(图4)可以看出，4日20:00～5日20:00果洛500～300 hPa相对湿度＞70%，可见此次降雪过程中水汽条件十分充沛。相对湿度＞85%的高湿区则出现在4日凌晨至5日上午500～400 hPa，这与青海南部地区4日夜间的强降雪出现时间相吻合。

图3 2015年1月4日20:00(a)和5日08:00(b)玉树站Tlogp

图4 2015年1月4～6日达日相对湿度时间空间剖面

4.3 动力条件分析 一般情况下，降雪区的位置和强度与高层辐散场和低层辐合场有较好的对应关系。分析1月4～5日20:00青海南部地区涡度的垂直演变可以看出，4日20:00 500 hPa青海南部的大部分地区处于正涡度区，300 hPa正涡度区近一步扩大，中心值达 6 ×10－4s－1，200 hPa 正涡度区已为负涡度区(图5)。说明青海南部地区由于高空SW急流的抽吸作用，形成明显的低层辐合、高层辐散。5日08:00，随着高空急流的东移，急流的抽吸作用也随之减弱，青海南部地区500～200 hPa均是正涡度，涡度的大值中心仍在300 hPa，但涡度的中心值达8×10－4s－1，说明5日08:00青海南部地区辐合加强，低层冷空气的入侵使得辐合抬升，从而造成了午后青海南部地区的强降雪。

图5 2015年1月4日20:00青海南部地区500 hPa(a)、300 hPa(b)和200 hPa(c)涡度垂直演变

5 小结

(1)此次大到暴雪发生在高原槽前，属于槽前暖区降水。

(2)槽前高空急流的抽吸作用及低层冷空气的抬升作用为此次过程提供了动力条件，一致的西南气流为其提供了充沛的水汽条件。

(3)此次大到暴雪过程中，无论是高空急流的抽吸作用所形成的辐合，最强中心均出现在300 hPa。

［1］陈丽芳.南方两次相似降雪(雨)过程的对比研究［J］.气象，2007，33(8):68－75.

［2］姚蓉，黎祖贤，戴泽军，等.2008年初持续雨雪灾害过程分析［J］.气象科学，2009，29(6):838 －843.

［3］蒋年冲，胡雯，邵阳，等.安徽大别山一次强雨雪天气过程降水粒子特征分析［J］.气象，2010，36(6):79 －84.

［4］姜俊玲，魏鸣，康浩，等.2005年12月山东半岛暴雪成因及多尺度信息特征［J］.大气科学学报，2010，33(3):328 －335.

［5］郑倩，许爱华，刘波，等.江西大雪天气的时空变化及其影响系统分析［J］.气象，2010，36(4):30 －36.

［6］赵俊荣，郭金强.天山北坡中部一次罕见特大暴雪天气成因［J］.干旱气象，2010，28(4):438 －442.

［7］孙欣，蔡芗宁，陈传雷，等.“070304”东北特大暴雪的分析［J］.气象，2011，37(7):863 －870.

［8］孟雪峰，孙永刚，云静波，等.内蒙古大雪的时空分布特征［J］.内蒙古气象，2011(1):3－6.

［9］孟雪峰，孙永刚，姜艳丰，等.内蒙古大雪天气分型研究［J］.内蒙古气象，2011(3):3 －8.

［10］周陆生，李海红，汪青春.青藏高原东部牧区大－暴雪过程及雪灾分布的基本特征［J］.高原气象，2000，19(4):450 －458.

［11］董文杰，韦志刚，范丽军.青藏高原东部牧区雪灾的气候特征分析［J］.高原气象，2001，20(4):403 －406.

［12］梁潇云，钱正安，李万元，等.青藏高原东部牧区雪灾的环流型及水汽场分析［J］.高原气象，2002(4):359 －367.