摘要:本文利用常规气象观测资料、Micaps资料,对2012年2月21-22日伊犁河谷大到暴雪天气环流形势及物理因子诊断分析。结果表明,在乌拉尔山山西侧脊前偏北气流和巴尔喀什湖北部横槽东移过程中不断逆转作用下,促使了冷空气源源南下,给新疆北部大范围降雪降温提供了条件,咸海至巴湖北部槽在东移逆转过程中与南支槽有同位相叠加趋势,温度场落后于高度场,槽加强发展,加之较充沛水汽在伊犁河谷上空积聚,为暴雪天气提供了充足水汽条件;明显上升运动为此次天气过程降水提供了有利抬升条件。
关键词:暴雪,天气形势,诊断
1降雪天气范围、实况及灾情概况
2012年2月21日08时~22日08时,受横槽转竖,乌拉尔山附近冷空气南下与南支槽前暖湿气流汇合影响,伊犁河谷西部、东部普遍出现大到暴雪,其中伊宁市、霍城、伊宁县、巩留、尼勒克达暴量。阵风最大风力达5~6级。新增积雪普遍达7~15厘米,新增積雪最厚地方为尼勒克县15厘米。积雪最深地方位于伊宁县44厘米,特克斯是全区积雪最薄地方,积雪深度为7厘米。
2天气形势演变
18~21日500hPa,亚洲中高纬上空形成且稳定维持低槽,低槽位置南压到巴尔喀什湖至咸海,促使冷空气源源南下,对新疆此次大范围强降雪有重要影响。20日08时至22日08时500hPa,此次天气发生前期欧亚范围主要系统(图1)有里海北侧高压脊,巴湖北部低槽,南支槽、贝湖东部低值系统,其中里海北侧高压脊、巴湖北部低槽,南支槽共同作用对伊犁河谷21日暴雪天气有重要影响。
18日20时500hPa上(图1a),西西伯利亚上空有一深厚低涡,配合有一较强冷中心,冷中心强度-38℃,从低涡中心伸出一根准东西向槽线,上游里海以北为高压脊。到20日08时(图1b),上游脊向东北伸,强度略加强,受其推动作用,位置略向东南移,且低涡演变为狭长深槽,低中心强度为525位势什米,较18日08时降低5位势什米,南支锋区亦明显加强,里海以南配合有显著南支槽,且与北支系统有同位相叠加趋势。至20日20时(图1c),较20日08时相比,500hPa低槽继续逆转,已趋于转竖,槽后偏北气流显著加强。里海以北脊继续向北扩,脊前、深槽后汇合强劲偏北气流作用下,冷空气不断补充南下,南北两支槽东移过程中同位相叠加得到加强发展,槽后配合有较强冷平流,与槽前西南暖湿气流温差显著。
20日20时700hPa、850hPa,温度场落后于高度场,有显著斜压性;比较20日20时500hPa(图1c)、700hPa、850hPa温压场,从中层到低层新疆国境线偏西偏北地区有一条逐渐明显等温线密集带,此密集带显著表示冷锋锋区压在新疆国境线西北部地区。
21日08时实况,从高层到底层槽前西南气流明显加大,500hPa风速达32m/s,700、850hPa也均>20m/s,低槽槽线位置较20日08时有明显东移南压,逆转明显,伊犁河谷存在显著冷平流影响,从500hPa至850hPa伊宁与上游阿拉木图站均存在5-6℃温差,且风速辅合显著,等温线密集带依然存在且向东南移,位于新疆西部国境线附近。
3 物理量诊断
3.1 温度平流
850hPa温度平流场上,20日08时冷空气快速东南移,巴尔喀什湖附近大片地区还是暖平流区域,暖平流中心强度为11.1×10-4℃/s,由于横槽转竖槽后偏北气流携带冷空气南下,在此暖平流区域以西为大片冷平流区,中心强度为-25.9×10-4℃/s;且随后在20日20时,沿强劲偏北气流下滑冷空气已经接近于我国西侧国境线,700hPa冷平流中心强度加大为-45.9×10-4℃/s,此时冷平流伸入我国偏西地区,在零线附近暖平流一侧伊犁地区在次日降雪量最大。
21日08时强大冷平流进入北疆大部及南疆偏西地区,850hPa上伊犁河谷及其附近上游地区为冷平流相对较大区,在-3.5×10-4℃/s~-5.3×10-4℃/s,此时塔城部分地区仍为弱暖平流区域;到22日08时700hPa先于850hPa转为暖平流,至23日08时伊犁河谷在700、850hPa均冷平流明显减弱开始由暖平流影响。地面降温滞后850hPa冷平流,23日清晨气温较低,整个过程中冷平流使伊犁河谷降温略为显著。
3.2 水汽条件
分析此次天气过程中700hPa水汽通量和风场可以发现,降水前期700hPa新疆边境西侧有一条明显水汽供应通道,主要是来自南部阿拉伯海偏南方向水汽,为一条南支槽前暖湿水汽,为产生降水提供了重要条件。
另外,通过对20日20时至21日20时850hPa、700hPa、500hPa水汽通量散度场分析,降雪前期北疆大片地区水汽通量散度数值≤零,说明为水汽辐合区,降雪过程中,21日20时,850hPa、700hPa新疆大部均为水汽辅合区,伊犁河谷有一块明显辐合区,强辐合中心位于伊犁河谷附近,700hPa强度为-2.6×10-5g·(cm2·hPa·s)-1,而500hPa上,850hPa、700hPa两强辐合区所在处即伊犁河谷附近为正值呈水汽辐散区,大值中心位于伊犁河谷及其上游附近,强度为0.8~1.1×10-5g·(cm2·hPa·s)-1,下层辐合上层辐散配合利于水汽强烈抬升造成显著降水,使位于这个区域伊犁河谷降水量相对北疆其他地方较大。
3.3 垂直运动
分析500hPa至850hPa垂直速度分布,新疆大部分都为负垂直速度区,有明显上升运动。21日20时850hPa、700hPa垂直速度分布上,北疆地区呈大片负值区,其中伊犁河谷地区绝对值较大,有负值中心,垂直上升运动大值区对应降雪区域,500hPa上伊宁附近垂直速度中心值为-39.3 Pa/s,处于负值强中心略偏北,负值中心强度-48.2 Pa·s-1,结合21日20时850hPa高度场上,是由于处在大槽形势下,槽前辐合上升明显。强烈上升运动配合充沛水汽条件,地面对应该区域降雪显著。
4 结论
①高空影响系统中里海北侧高压脊、巴湖北部低槽,南支槽三者共同作用对伊犁河谷21日暴雪天气有重要影响。
②中低层强烈冷平流输送及明显冷暖平流梯度,加之充沛水汽汇入,使北疆大部分地区中低层为水汽辅合区域,造成此次天气过程。
③北疆大部分地区都有明显上升运动,为降水提供了有利抬升条件,伊犁河谷降水量相对其他地区较多,是由于地形辐合而形成抬升作用。
[参考文献]
[1]于碧馨,张云惠,宋雅婷. 2012年前冬伊犁河谷持续性大暴雪成因分析[J]. 沙漠与绿洲气象,2016(5).
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作者简介:卜新萍(1972-),女,汉族,安徽濉溪县人,大学本科,工程师,从事综合气象观测工作。
伊宁市气象局 新疆 伊宁 835000