2010年12月浙江省两次雨雪天气过程对比分析

2012-01-18尹跃虎张日佳徐锦山

浙江气象 2012年1期

关键词：西伯利亚降雪暴雪

尹跃虎姜盈张日佳徐锦山

(富阳市气象局，浙江杭州311400)

0 引言

因子，以期在今后的预报中有所应用。

暴雪是我国冬、春季节的灾害性天气之一，它常常给农业、林业、交通、畜牧和人民的日常生活带来较严重的灾害性影响。我国学者对于暴雪的研究已有不少，并取得了一些成果［1-3］。国内关于暴雪的研究主要集中在北方地区，江浙地区的暴雪研究较为薄弱。

2010年12月中下旬，在浙江省出现了两次较为相似的雨雪天气过程，其中一次为暴雪，而另一次为小到中雪。本文利用气象常规资料和NCEP 2．5°×2．5°每6 h 一次的再分析资料，再分析资料包括风场、高度场、温度场、相对湿度和垂直速度对这两次天气过程的过程特征、天气形势和物理量场进行对比分析，重点研究这两次过程的差异，进一步找出可能导致高强度降雪的影响

1 过程特征

1．1 降雪强度特征

图1是2010年12月浙江省两次降雪过程的过程雪深分布图。两次过程的雪深高值中心均在浙江省中西部地区。其中，15—16日(以下称12·15)过程的降雪范围较大，浙江省各站点几乎都出现了雪深3 cm以上的降雪。最大降雪中心在金华永康地区，雪深达20．3 cm，达到特大暴雪的标准;24—25日(以下称12·25)过程相比之下范围和强度都要小很多，全省除丽水缙云站达到3 cm以上(3．1 cm)的降雪外，其他各站雪深大部分在0～2 cm，浙江省多个站点未出现降雪过程。

图1 (a)2010年12月15—16日和(b)2010年12月24—25日浙江省雪深分布图(单位：cm)

1．2 过程演变特征

以两次过程降雪中心测站为例，12·15过程的降雪中心测站为金华永康站，该测站在12月12日就出现了降水，12月12日日雨量为18．7 mm，13 日日雨量为36．9 mm，14 日日雨量为3．0 mm，15日上午8：18降水中出现冰粒，8：40出现雨夹雪，10：03雨夹雪转雪;12·25过程的降雪中心测站为丽水缙云站，该测站在12月24日出现了日雨量为10 mm的降水，24日晚上19：14出现纯雪。两次过程均呈现了先下雨，再转雪的过程，但12·25过程的前期降水要比12·15过程弱很多。

2 天气形势

图2a为12月14日20时500 hPa高度场和700 hPa上风速大于12 m/s的低空急流，图2a中可以看到，我国西北部40°N的位置有一个横槽，14—16日，横槽下摆，冷空气自北而南影响浙江省。同时，12—16日，700 hPa上浙江省中北部地区稳定存在一支东北—西南向急流，急流轴中心最大风速超过22 m/s，冷暖空气在浙江省汇合，产生大范围高强度的雨雪天气过程;图2a1为12月23日02时500 hPa的高度场和700 hPa上风速大于12 m/s的低空急流，相比较之下，冷空气强度比12·15过程要弱，700 hPa上仅在24日和25日两天存在东北—西南向低空急流，且急流轴偏平偏南，中心最大风速仅为16 m/s。

李勇等［4］指出，西伯利亚高压是影响中国冬季气候的一个重要因子，与东亚冬季风的强度密切相关，当它发展并向东南方向移动时，总是伴随着冷空气的爆发，造成中国许多地方的低温天气。朱乾根等［5］指出西伯利亚高压强度与中国冬季温度存在明显负相关。图2b，2b1分别为12月15日02时和12月23日08时的降雪过程前期海平面气压场，这两个时期均为12·15过程和12·25过程西伯利亚高压发展的鼎盛时期，图2b，2b1中可以看出，12·15过程西伯利亚高压中心强度达到1067．5 hPa，12月13—15日西伯利亚高压南压，我国迎来一次强冷空气过程。12·25过程西伯利亚高压强度为1057．5 hPa，比12·15 号过程要弱，23—25 日西伯利亚高压向东南方向移动，冷空气位置偏东。

3 水汽条件

图2 12月14日20时(a)，12月23日02时(a1)500 hPa高度场，风羽表示700 hPa上风速大于12 m/s的低空急流;12月15日02时(b)，12月23日08时(b1)海平面气压场

源源不断的水汽供应是导致强降水的必要条件。图3a，3b分别为12月12—16日、12月22—26日浙江省所在区域(118°E ～122．5°E，27°N ～31．5°N，下同)的水汽通量时间高度剖面图。12月12—16日有两次明显的水汽输送过程，一次在12日08时至13日20时，水汽主要来源于 500～700 hPa之间，中心位置位于650 hPa左右，中心值为14×10-5g·hPa-1·s-1·m-2，另一次在14日20时到15日14时，水汽同样来自中高层，中心位置位于600 hPa左右，中心值为12 ×10-5g·hPa-1·s-1·m-2;12·25过程水汽的传输主要集中在23日20时至25日20时，水汽主要来源于近地面层900～1000 hPa和中低层500～700 hPa，中低层水汽传输中心位于600 hPa左右，中心值为5×10-5g·hPa-1·s-1·m-2，水汽输送的强度和持续时间要明显弱于12·15过程。

图3 (a)12月12—16日，(b)12月22—26日水汽通量时间高度剖面图(单位：g·hPa-1·s-1·m-2)

4 动力条件

低空辐合、高空辐散强度越大，垂直速度越强，越容易将水汽输送到高空。这种垂直上升结构，非常有利于雪区上空抽吸作用的加强和强降雪过程的发生。

这两次过程的散度均有一个在降雪过程前和过程前期自下而上“-”、“+”和过程后期“+”、“-”、“+”的结构。这表明在降雪过程前和过程前期，低层辐合占主导地位，而随着过程的发生，系统的消亡，低层辐合减弱辐散加强。比较这两次过程的散度场，12·15过程的辐合非常强烈，辐合所在的高度从地面一直到400～500 hPa高度，中心位置在600～700 hPa，中心最大值为-1．5×10-5s-1，而12·25过程辐合则明显偏弱，辐合中心位置在700～800 hPa，中心最大值为-5×10-6s-1，12·15过程的辐合中心最大值为12·25过程的3倍。

图4b和图4b1为12月12—16日，12月22—26日垂直速度时间高度剖面图。从图上看，12·15过程两个降水时段和12·25的降水时段的垂直速度场整层都是负值(上升运动)，12·15过程的最大垂直速度中心位于400～500 hPa，中心最强值为 -0．45 ×10-3hPa·s-1，12·25过程的最大垂直速度中心位于700 hPa附近，中心最强值为-0．2×10-3hPa·s-1。从中心强度和位置上看12·15过程都要比12·25过程要强很多。

图4 12月12—16日(a)，12月22—26日(a1)水平散度时间高度剖面图;12月12—16日(b)，12月22—26日(b1)垂直速度时间高度剖面图

5 逆温层

12月15日，从地面至500 hPa存在一个强的逆温层自南向北延伸，逆温层主要位于600～850 hPa，这一逆温层的出现，主要是由于900 hPa以上自南向北盛行的西南气流和暖湿平流，而900 hPa以下自北向南盛行的东北气流和冷平流所致。陈天赐等［6］指出这种中层暖湿平流在低层冷空气垫上滑行爬升所形成的平流，为大范围冰冻天气的产生提供了非常有利的条件。张广周等［7］也指出强盛的西南气流叠加在干冷的东北气流之上，加大了垂直切变，有利于上升运动的加强，这种流场配置对降雪最有利。12·25过程未出现逆温现象。