2018年春季乌兰察布市南部暴雪成因分析

于文英 陈 杰 彭俊辰

（1.乌兰察布市气象局，内蒙古 集宁 012000；2.察哈尔右翼后旗气象局，内蒙古 察哈尔右翼后旗 012400）

2018年4月4日，乌兰察布市出现了一次大范围的春季降雪天气过程，北部地区降小到中雪，南部地区降暴雪。本次大范围的降雪给农牧业生产、交通运输和广大群众的出行造成了很大的影响，然而对增加土壤墒情、降低森林草原防火等级和净化空气是比较有利的。本文利用常规气象观测实况资料中的涡度、散度、水汽通量、水汽通量散度等物理量参数，着重分析此次暴雪发生时这些物理量参数的特征，以认识暴雪形成的动力学机理，为以后的暴雪预报积累经验，提高本市暴雪预报的准确率。

1 降雪实况及预报概况

2018年4月3日20时至4日20时，乌兰察布市南部出现了一次暴雪天气过程，其中南部6个旗县都达到暴雪量级，北部的4个旗县达到中雪量级1个旗县达到小雪量级（见表1）。4日20时至5日20时全市还有分布不均的小到中雪天气，5日20时以后全市降雪基本结束。5日08时各站点积雪深度为4～16cm。通过对中央气象台下发的EC细网格等气象资料综合分析和判断，乌兰察布市气象台在2018年4月4日10时46分发布了乌兰察布市南部的暴雪蓝色预警信号，其中有6个旗县全部正确；并于4月4日10时54分发布全市的大风蓝色预警信号和4日15时53分发布了全市道路结冰黄色预警信号，预报与实况十分吻合。

表1 3日20时～4日20时乌兰察布市11旗县降雪量（mm）

2 天气形势概况

在降雪前两天500hPa高空图上，欧洲大部地区为宽脊，西西伯利亚地区为冷涡。冷涡向南伸到巴尔喀什湖附近，冷空气沿脊前西北气流不断下滑进入冷涡，使得冷涡不断向南发展加深。随着时间推移,欧洲高脊逐渐移动到鸟拉尔山地区,冷涡北抬至70度N,并在贝加尔湖附近形成以高脊，在亚洲中高纬度形成了一槽一脊的形势。降雪当天,低涡略北抬至73度N,沿着其底部不断有低槽形成发展,冷空气沿着低槽东移南下,乌兰察布市处于低槽前部。贝加尔湖高脊继续东移加强,并形成阻塞高脊,有利于冷空气在乌兰察布市上空停留。在700hPa图上(图略),与500hPa天气形势相似，贝加尔湖以南有一低槽存在，甘肃省中部生成一低涡，亚洲中纬度为纬向锋区,在锋区上有小槽东移,并超前于500hPa低槽。85OhPa图上(图略),内蒙古西部形成一低涡，华北北部形成阻塞高脊，乌兰察布市处于低涡前阻高后,暖湿气流沿着阻高后部东南气流不断向我市上空输送。低槽的形成发展略比中高层系统偏东,形成后倾系统。总体来看,从低层到高层,系统的发展和形成位置大体一致,表明该系统发展深厚,有利于降水的形成的和持续。

3 地面影响系统分析

海平面气压场上,降雪前两天),在巴尔略什湖到贝加尔湖一带为发展强盛的高压系统,华北到东北为一闭合低压带。3日08时,高压移至蒙古国以北地区,随着高压的东移,低压带分裂成两个中心，一个低压中心北上至鄂霍次克海南部一个南下至华中地区 ,乌兰察布市处于高压底部偏东气流控制当中。4日08时(图略),高压继续东移到内蒙古兴安盟,同时,华中地区气旋西退至甘肃省南部,强度加强,乌兰察布市开始上云增湿。到4日14时，气旋加强形成河套倒槽，受其影响,乌兰察布市南部都出现降雪。之后,河套倒槽不断加强,并受下游东北高压系统的阻挡，倒槽移动缓慢，到4日20时,乌兰察布市南部地区降雪都达到暴雪量级，水汽被西退南下的东北高压截断，降雪开始减弱，到5日08时降雪也趋于结束。

图1 2018年4月4日700hPa（c:08时，d:20时）、850hPa（a:08时，b:20时）水汽通量和风场叠加

图2 2018年4月4日a:集宁站相对湿度及风场的时间高度剖面图，b:850hPa20时比湿和风场叠加

4 成因分析

4.1 抬升条件

暴雪发生前，4日08时300hPa高空存在一条偏西风急流，其入口区右侧与低空850hPa东南风入口左侧耦合(图略)。高空急流入口区右侧为强辐散区，即有高空“抽吸”作用，有利于上升运动的形成和维持，导致入区低层东南风急流的形成，对该区域对流层低层的低值系统形成和发展也极为有利，同时也有利于低空急流对暖湿气流的输送，高层则造成干冷平流，从而使大气产生强的潜在不稳定。高低空急流的耦合还可以在垂直方向激发次级环流，其上升支将触发潜在不稳定能量的释放,容易使得降雪加大。

4.2 水汽条件

冬季降水过程与夏季主要不同的是水汽条件,因此着重分析此次过程的水汽条件。5月4日08时700、850hPa水汽通量和风场叠加(见图1)，从图中可见,此次降水的水汽通量大值区配合西南气流将水气输送到乌兰察布市，中心值在 2～6g·s-1·hpa·cm-1。 而水汽辐合主要集中在风场切变线附近，与降水中心基本重合，说明水汽伴随东南气流源源不断地向乌兰察布市输送并在乌兰察布市上空堆积。

为分析水汽的垂直分布情况，沿降雪量较大的集宁处做相对湿度及风场的时间高度剖面图 (见图2)。降雪发生当天，集宁站相对湿度大值区主要集中在700hPa以下，且低层一直保持着东南气流；而700hPa以上基本为相对湿度干值区，且中高层一直保持着偏西或西北气流。这说明此次暴雪的水汽输送主要来源于700hPa以下的低层。比湿场上(图2b),伴随着东南气流，乌兰察布市上空的比湿值＞2g·kg-1，降雪发生时本市上空有水汽的堆积,说明东南低空急流对水汽输送起重要作用。

5 总结

通过对2018年4月4日乌兰察布市南部暴雪过程的环流形势、影响系统和天气动力学诊断分析，可得到如下一些主要结论：

(1)本次降雪过程是产生在欧亚中高纬度两脊一槽型的环流形势下，500hPa上低槽是主要的影响天气系统。

(2)在700hPa图上,从蒙古国北部有低涡生成。内蒙古中部有东北-西南向的锋区，并低槽加强为低涡。

(3)地面上在河套地区有河套倒槽的生成，随着它的北挺加强为河套气旋，地面辐合条件加强。

(4)300hPa高空存在一条偏西风急流，其入口区右侧与低空850hPa东南风入口左侧耦合。

(5)此次暴雪的水汽输送主要来源于700hPa以下的低层。在850hPa有东南风的低空急流存在，配合相对湿度≥90%，比湿＞2g/kg-1。