近32a石嘴山市不同相态降水的时空变化特征及预报概念模型

何佳 徐青 孙卫武 李晓虹 陈佳迪（石嘴山市气象局，宁夏石嘴山 753000）



近32a石嘴山市不同相态降水的时空变化特征及预报概念模型

何佳 徐青 孙卫武 李晓虹 陈佳迪
（石嘴山市气象局，宁夏石嘴山 753000）

【摘要】利用宁夏石嘴山市5个观测站最近32a（1981～2012年）的地面降水观测资料，按照不同的降水相态进行统计分析。分析表明，汛期6～9月没有出现过雪和雨夹雪，12月、1月和2月没有出现过雨；最寒冷的1月份和12月份，石嘴山市降水相态为固态。地面冷锋作为分界线，其后部为降雪，附近为混合性降水，前部为降雨。

【关键词】雪 雨夹雪 雨 降水相态变化

随着社会的发展，人类对天气预报准确率的要求越来越高，不仅仅是天空状况和降水量级的要求，而且是对不同天气类型时空精细化和相态的要求。因此，在秋末冬初和冬末春初的转换季节，降水相态的变化也使得预报精细化显得越来越重要。

近年来，预报员对暴雨、暴雪、高温、雷电等极端天气的时空分布研究很多［1-2］，但对不同相态降水的预报及其统计特征研究相对较少［3-5］。

1 资料与方法

1.1 资料来源

本文利用石嘴山市5个常规气象观测站1981～2012年的日降水量（≥0.1mm）数据，对雨、雪和雨夹雪天气进行研究，5个气象观测站分别是石嘴山气象站53518、惠农气象站53519、平罗气象站53611、陶乐气象站53615和石炭井气象站53517。

1.2 方法

本文对山石嘴山市5个气象观测站雨、雪、雨夹雪的变化趋势进行了分析，统计不同相态降水发生的临界值。

2 不同相态降水的时空变化特征分析

2.1 降水相态的气候分布特征

1981～2012年间，石嘴山市平均降雪日数为5.6d，其中贺兰山沿山降雪日数最多，惠农区降雪日数最少，位于石嘴山市北部；雨夹雪主要位于贺兰山沿山，且平均日数不超过2d，其它区域雨夹雪平均日数均小于1d；平均降雨日数平罗最多，陶乐平均降雨日数最少。石炭井平均降雪日数和平均雨夹雪日数较其它4站均较多，说明高地形对石嘴山市固态降水起重要作用（图1a、b、c）。

2.2 不同相态降水日数变化趋势的分布特征

近32a来，石嘴山市降雪和雨夹雪总体呈增多趋势，但是降雨呈减少趋势。全市北部降雪日数有减少的趋势，其它大部分地区降雪日数都基本持平或有增加的趋势，贺兰山沿山及西部地区是降雪日数增加趋势最强的区域，降雪日数增加率在0.7d/10a。除贺兰山沿山以外的石嘴山市大部分地区雨夹雪日数为增多趋势，增多率在0. 1～0.3d/10a之间，其中陶乐是雨夹雪日数增多率最小的区域，增多率为0.1d/10a。全市的降雨日数均为减少趋势，其中减少趋势最强的区域为平罗，降雨日数减少率在-2.0d/10a，其它地区降雨日数减少率在-1.3～-0.7d/10a之间。

2.3 不同相态降水的时间分布特征

石嘴山市1981～2012年，汛期6～9月没有出现过雪和雨夹雪，12月、1月和2月没有出现过雨； 最寒冷的1月份和12月份，石嘴山市大部地区降水相态为固态，只有惠农出现极少数固液态混合的降水。10～11月和3～4月份则有固态、液态以及固液相混多种降水相态。

3 降水相态变化的概念模型

3.1 统计特征

1981～2012年，石嘴山市共有86个多相态降水过程，且主要集中在3月、4月、10月和11月，大体可分为单纯的降水天气过程，寒潮天气伴随的降水过程。分析可得：单纯的降水天气过程，主要受来自西北方向的冷空气和偏南暖湿气流交汇产生，影响范围广，降水量级大；而寒潮天气伴随的降水过程，降温幅度大，降水范围和量级都较小。另外，受贺兰山沿山地形的影响，使石嘴山市西部和北部较容易出现固态降水，而偏东偏南的地区则容易出现降雨和雨夹雪。

3.2 概念模型

3.2.1 单纯的降水天气过程

单纯的降水天气过程，石嘴山市多相态降水概念模型：降水前24h，地面冷高压主体一般位于新疆的中东部，冷高压中心强度一般达到1036hPa； 地面冷锋呈南北向位于河套西部地区；700hPa槽线位于河西走廊偏东一带，槽前有12m/s的西南风低空急流和低涡切变配合；500hPa亚欧中高纬度环流平直，横槽位于贝加尔湖附近，横槽底部不断有冷空气扩散下来，温度槽冷中心可达-36℃。在此高低空系统配置影响下，降水落区出现在地面冷锋与700 hPa 切变线之间，石嘴山市境内易出现大范围降水天气，随着高层冷空气侵入，中低层气温逐步下降，降水相态也相应的发生变化。

3.2.2 伴随寒潮天气的降水过程

伴随寒潮天气的降水过程，石嘴山市多相态降水概念模型：500hPa锋区位于43°～50°N，南支槽位于河西走廊一带，冷涡位于贝加尔湖；南支槽发展较好，槽前有20m/s左右的西南风急流，贝湖冷

············

涡中心温度达-44℃；700hPa低涡切变线位于贺兰山沿山，切变线北部为强盛的西北气流，切变线南部为旺盛的西南气流，西南气流达到低空急流标准； 850hPa切变线位于平罗和沙湖一带，切变线前部也配合有西南低空急流；该高低空系统配置为后倾。当降水开始时，地面冷锋呈东北北-西南南向位于中蒙边界，冷高压中心强度达1050hPa； 850hPa24h负变温中心达-20℃，石嘴山处于最大负变温中心经过区域，冷空气移动速度快，影响范围广，降温幅度大。石嘴山市24h之内出现寒潮天气，降水相态在6h之内可由雨转为雨夹雪或雪，而地面冷锋是降水相态的分界线，其后部为降雪，附近为混合性降水，前部为降雨。

4 结语

（1）石炭井平均降雪日数和平均雨夹雪日数都位于全市之首，说明地形对石嘴山市固态降水起重要作用。

（2）近32a来，石嘴山市降雪和雨夹雪总体呈增多趋势，但是降雨呈减少趋势。降雪日数增加率为0.7d/10a；雨夹雪日数增多率在0.1～0.3d/10a之间；降雨日数减少率在-2.0～-0.7d/10a之间。（3）单纯的降水天气过程，主要受来自西北方向的冷空气和偏南暖湿气流交汇产生，影响范围广，降水量级大；而寒潮天气伴随的降水过程，降温幅度大，降水范围和量级都较小。

参考文献：

［1］尤凤春，郭丽霞，等.北京降水相态判别指标及检验［J］.气象与环境学报，2013，29（5）；49-54.

［2］张成军，胡文东，陈海波，等.宁夏南部山区雨雪天气分类模型的构建［J］.沙漠与绿洲气象，2013，7（2）；15-19.

［3］孙燕，尹东屏，等.华东地区冬季不同降水相态的时空变化特征［J］.地理科学，2014，34（3）；370-376.

［4］王亮，王春明.一次雨夹雪转暴雪天气过程的微物理模拟研究［J］.气象与环境学报，2010，26（2）；31-39.

［5］漆梁波，张瑛.中国东部地区冬季降水相态的识别判据研究［J］.气象，2012，38（1）：96-102.

作者简介：何佳（1986—），女，工程师，主要从事天气预报及其分析研究工作。