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哈尔滨市一次暴雪天气过程分析

2017-03-02张少锋孙宇明闫迎霞安达市气象局黑龙江安达5400哈尔滨市气象台黑龙江哈尔滨5008通河县气象局黑龙江通河50900

黑龙江气象 2017年4期
关键词:散度暴雪降雪

秦 铜 ,张少锋 ,孙宇明 ,闫迎霞 (.安达市气象局,黑龙江 安达5400;.哈尔滨市气象台,黑龙江 哈尔滨 5008;.通河县气象局 ,黑龙江 通河 50900)

1 引言

冬季暴雪是我国北方常见的一种灾害性天气现象。2016年11月30日-12月1日哈尔滨市出现大到暴雪天气;大部分区、县(市)出现大雪,其中阿城和尚志出现暴雪,24 h降雪量分别达到11.1、10.7 mm,降雪于30日6时左右自西向东影响哈尔滨,1日白天逐渐结束,30日白天到夜间是主要降雪时段,本次降雪是2016年冬季哈尔滨最大的一次降雪过程。为进一步增强对区域性大到暴雪的预报能力,本文利用常规气象观测资料及水汽、热力、动力相关的物理量对此次过程进行了诊断分析。

2 天气背景

2.1 高空形势

高空影响系统为冷槽。29日20时中亚大陆500 hPa高空为两槽一脊的形势(图略),哈尔滨处于脊后控制,欧洲脊前有来自贝加尔湖冷空气不断补充,冷空气在脊前不断堆积,西来浅槽逐渐向南加深。

在850 hPa高空30日08时低槽向东继续发展,在槽前形成偏南急流,建立起自渤海到黑龙江的水汽通道,哈尔滨位于急流轴附近,同时槽前暖湿空气向北发展与槽前北部的冷空气汇合形成暖锋锋生,暖锋位置正好位于哈尔滨中部,暖锋生成同时哈尔滨开始出现降雪,雪势较大,阿城在30日08-20时12 h降雪量达到8.4 mm。到了1日白天,随着冷槽的继续东移,哈尔滨处于冷槽后部西北气流控制,降水在1日白天逐渐结束。

2.2 地面形势

29日20时哈尔滨处于高低压过渡带,随着地面低压向东发展,受到日本海上高压的阻挡的影响,低压前部偏南气流不断加强,将来自渤海黄海的丰沛水汽输送至黑龙江(图略),30日08时在哈尔滨西南部形成暖湿切变,哈尔滨自西南部县市开始降雪,由于受海上高压阻挡,低压移动缓慢,到30日20时随着海上高压减弱,哈尔滨才逐步转为冷锋降雪,到1日白天哈尔滨处于低压后部,降雪结束。

2.3 能量条件

假相当位温,它相当于湿空气通过假绝热过程将其水汽全部凝结降落后所具有的位温。它不仅考虑了气压对温度的影响,也考虑了水汽的凝结和蒸发对温度的影响,实际上是把温度、气压、湿度包括在一起的一个综合物理量,对大气中的能量具有较好的指示意义。

850 hPa上30日08时,渤海到黑龙江省西部有一高能舌,与地面低压位置非常对应,高能舌右边缘与降水区外沿对应,此时哈尔滨西部降雪刚刚开始,附近的高能中心为13.5℃。20时高能舌已移至黑龙江省东部,哈尔滨处于高能舌左侧,高能值为11.4℃,此时全省均出现降雪,降雪主要区域东移,主要降水区域与高能舌呈现对应关系。到了1日08时哈尔滨已处于低能值区域仅为2.3℃,与此对应哈尔滨阵性降雪。从这次个例看,假相当位温的强中心梯度区与较大降雪落区具有较好的对应关系。

2.4 水汽通量和水汽通量散度

水汽通量表示水汽水平输送的强度,与风向相同。通常用来判断水汽来源,水汽输送方向和强度及与环流系统的关系等。而水汽通量散度通常用来定量的判断水汽在某些地区的汇聚与辐合。

在30日08时哈尔滨开始出现降雪时,可以看到一个从黄渤海区域和黑龙江西南部各有一个水汽通量大值中心,且存在一个向北输送的通道。同时在哈尔滨西南部存在一中心强度达到-12×10-6g/cm2·hPa·s水汽辐合中心,并且随着系统的发展,这个辐合中心也随之向东北方向移动。

2.5 动力条件

2.5.1 垂直速度

在850 hPa垂直速度场上,30日08-20时哈尔滨的垂直上升运动有一个明显增大的过程,最大垂直速度由08时-100×10-6hPa/s的增强到20时的-270×10-6hPa/s,与此对应安达市雪势较大时段也是30日08-20时;30日夜间开始上升运动区向东北方向移动,安达市逐渐转入气流下沉区,降水结束。

2.5.2 散度

从散度意义看,低层辐合、高层辐散有利于垂直运动的发展。高低层散度差越大,越有利于降雪的发展和维持。在这次降雪中存在明显的低层辐合、高层辐散。30日08时,在500 hPa哈尔滨位于散度辐散区,哈尔滨南部有一散度中心最大值为2×10-5S-1,在850 hPa散度场可以看到哈尔滨处于辐合区。

3 数值预报能力分析

数值预报产品在日常预报业务中有着重要作用,本文检验了重要指导预报和欧洲细网格对本次过程24-72 h的预报能力;48和72 h,指导预报和欧洲对于本次过程的起始时间和范围预报比较准,但是指导预报对于本次过程的结束时间预报拖后,欧洲则比较准确,降水量级预报方面,两个预报均大雪落区、主要降雪时段预报准确,但是对于暴雪则都没有报出来;24 h指导预报对过程结束时间进行了订正,欧洲则比较稳定。总体来看,这两个数值模式对于本次降雪的开始时间、主要降雪时段,降雪量级把握比较准确,对于预报有重要参考意义。

4 小结

(1)本次过程主要降雪都是暖锋产生的,因此判断暖锋出现的位置及走向是判断强降雪落区的关键。

(2)急流是大范围强降雪产生的必要条件,急流不仅提供了动力条件,与水汽源地联通后更成为重要的水汽条件。

(3)高能舌及高能锋区与降雪区有良好的对应关系,假相当位温对此类降雪有指示意义。

(4)充足的水汽条件,水汽辐合及水汽输送通道是产生大范围强降雪的必要条件之一。大气底层的强烈辐合是为降雪的产生提供了动力条件。

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