2017年2月21—22日沈阳地区暴雪过程分析

2018-07-09张帅崔景林徐爽李晓鸥张治鲁杨吴宇童

安徽农学通报 2018年3期

张帅崔景林徐爽李晓鸥张治鲁杨吴宇童

摘要：该文利用实况观测资料，针对2017年2月21—22日沈阳地区一次暴雪过程进行了分析，重点研究了环流背景场、涡度场、散度场等方面。结果表明：高空低槽、低空急流和切变线以及地面低压倒槽和冷锋共同配置为此次过程提供了良好的动力抬升条件和水汽条件，涡度和散度在一定程度上能反映水平辐合辐散。低层辐合、高层辐散有利于垂直运动的发展，与强降雪天气有较好的对应关系。

关键字：暴雪；涡度；散度；沈阳地区

中图分类号 P458.121.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）03-04-0095-3

暴雪天气过程是在多种天气系统的综合作用下产生的，机理复杂，其预报是世界性的难题之一。近年来，中国气象学者对暴雪天气过程的气候特征环流型动力过程和水汽输送有了较深入的研究[1-10]，一些学者分别对中国各地区发生的暴雪天气过程进行了分析，得到了很多有益的结论。例如，黄海波等[11]指出高空西南气流诱发的强上升运动和对流层低层天气尺度系统之间强烈的相互作用是暴雪天气形成的动力因子；赵桂香等[12]对于华北大到暴雪过程切变线进行了动力诊断，发现正涡度对预报强降雪的出现有先兆指示意义，涡度变率较涡度更能准确反映切变线发生发展的物理机制；蒋后硕等[13]研究了高低空急流中的锢囚锋环流，发现高空西风急流的存在使锢囚锋非地转环流和锋区上升速度迅速增强。本文利用实况观测资料和欧洲中心细网格模式预报场资料，针对一次暴雪过程进行了分析，重点探讨了环流背景场、涡度场、散度场等方面，试图寻找预报着眼点，提高预报准确率及预警时效。

1 降水实况

2017年2月21日20时至22日14时我市出现大雪局部暴雪天气。21日晚上20时30分开始，沈阳南部地区开始出现降雪，22时开始，沈阳北部地区开始降雪。沈阳各区县国家观测站降水量：苏家屯13.5mm，浑南13.3mm，沈北新区12.6mm，法库11.3mm，新民8.3mm，康平7.4mm，辽中6.8mm；新增积雪深度：沈北13.5cm，浑南12.2cm，苏家屯11.5cm，法库9.7cm，康平7.4cm，新民6.8cm，辽中4.9cm。

2 环流背景场分析

2.1 500hPa形势场 2017年2月20日欧亚中高纬度环流形势为两槽一脊型，高纬度地区有宽平的低涡区，在俄罗斯东部130°E，65°N和新地岛分别存在冷涡中心（图1）。21日08时乌拉尔山脊增强北抬，这使得俄罗斯东部冷涡加强并南压东移，气旋性增大，新地岛冷涡以南高空槽东移下摆从60°N延伸至贝加尔湖西部，冷涡分裂出的冷空气在对流层中低层加强成涡并东南下。在我国河套西部到四川东部有高空槽东移发展，形成南北两槽的环流形势。21日20时南北两槽叠加。在贝加尔湖以西有一个-40℃的冷中心，温度槽向南伸展至内蒙古西部。整个东北地区以及华北地区被暖脊所控制，使地面气旋发展强烈。冷涡底部偏西气流和槽前西南气流在沈阳地区交汇，促成强降水。22日08时，高空槽依然在我国华北、东北地区维持，但径向度有所减弱。

2.2 850hPa形势场 2月20日08时，内蒙古中部有高压中心存在，30～40°N有7条密集的等温线，这表示附近有一强锋区。强锋区以北有温度槽存在，东北地区位于温度槽内，为-20℃的冷中心。20日20时，高压脊东移，沈阳地区位于脊前。由于暖脊的东移影响，沈阳850hpa温度急剧升高，由-21℃升高至-14℃。2月21日08时（图2），环流场径向度加大，在贝加尔湖东南侧已经形成东北西南向的低槽，槽东移下摆，致使高压脊南退，位相也由南北向转为西北—东南向，此时，温度场落后于高度场，2月21日20时，我国华东到西南地区为一条宽广的低压带，华北、东北地区形成一个跨越10个纬度的大槽，辽宁北部至黑龙江一带建立了一条西南急流带，华北地区有一深厚的温度槽，辽宁省位于高度槽和温度槽前。22日08时，850hPa槽区依然影响东北地区，切变线压在辽宁中部，随着温度槽的滑过，沈阳站高空温度由-6℃降至-11℃。22日20时，槽区移出辽宁，整个辽宁省受西北气流控制，降水过程结束。

2.3 地面形势场 2月21日08时（图3）地面上辽宁吉林交界处有一高压中心，沈阳地区位于高压中心后部，有蒙古低壓向东移动。而且受到暖平流的作用，蒙古低压加强。21日20时，高压东移入海，蒙古低压东移至内蒙古东部，沈阳地区位于低压底前部，同时，江西至山东一带有倒槽发展。高压后部东南风与低压前部西南风辐合，产生了暴雪天气。22日08时低压由东北——西南向转为南北向，沈阳地区位于低压底部，低压中心数值增大到1015hPa，倒槽北伸至渤海，低压中心附近的降水依然在持续。

3 物理量诊断分析

3.1 涡度场 21日08时850hPa涡度场上（图4）辽西有一个狭长的负涡度中心，中心数值为-54.8×10-5s-1，沈阳地区在负涡度中心前部，位于（-40～-30）×10-5s-1之间的负涡度区，有强烈的下沉运动。在内蒙古东部、湖北中部以及黑龙江西南部有3个辐合中心，强度分别为56.8×10-5s-1、49.2×10-5s-1和16×10-5s-1。21日20时辽西负涡度中心东移北退至吉林东部，内蒙古东部辐合中心缓慢减弱东移，湖北中部辐合中心东移加强至安徽北部。22日08时，内蒙古东部辐合中心东移并再次发展加强，湖北中部辐合中心同时加强，在东北地区西部、我国东海形成强度分别为48.1×10-5s-1和69×10-5s-1的辐合中心，自黑龙江起一直到广西有东北——西南向的正涡度带。沈阳地区在辐合中心南部，涡度为40×10-5s-1，降水过程仍在继续。22日20时正涡度带东移，辐合中心移出我国，辽西为负涡度区，降水过程结束。

3.2 散度场 21日08时200hPa散度场（图5）内蒙古东部和日本海上分别为两个强大的辐合中心，中心值为-40×10-6s-1、

-70×10-6s-1。华北至华南一带和吉林至朝鲜半岛一带为宽广的正散度区，沈阳地区200hPa呈现出弱的辐合，散度值为-12.4×10-6s-1。22日20时负散度区合并，东移入海，辐散中心北抬至辽宁西部和山东半岛地区，散度值加强到34.8×10-6s-1，沈阳地区出现明显的强降水。23日08时，正散度区东移北抬，中心数值减小到25.5×10-6s-1，沈阳地区依然位于正散度区之内，降雪过程持续。23日20时，沈阳200hPa散度减弱显著，降水过程结束。

3.3 垂直速度场 21日08时500hPa垂直速度场（图4）朝鲜半岛有一个强下沉运动中心，中心强度达到60×10-3 hPa·s-1，辽宁地区北部为在弱的下沉运动。渤海湾一带有一个上升运动区，辽宁南部500hPa垂直上升运动可达-18.8×10-3 hPa·s-1，内蒙古中部和江汉平原西部分别存在2个中心强度为-51.6×10-3 hPa·s-1以及-58.6×10-3 hPa·s-1的强上升运动中心，华北至西南为宽广的南北向上升运动区。21日20时下沉运动区东移入海，华北至西南的上升运动区东移加强至东北——华南一带，最大上升运动中心位于胶东半岛，中心数值为-65.2×10-3 hPa·s-1，沈阳在强上升运动区内，产生强降水。22日08时上升运动区移至日本海，沈阳转为弱下沉运动，降水过程结束。

4 结论

高空低槽、低空急流和切变线以及地面低压倒槽和冷锋共同配置为此次过程提供了良好的动力抬升条件和水汽条件，涡度和散度在一定程度上能反映水平辐合辐散。低层辐合、高层辐散有利于垂直运动的发展，与强降雪天气有较好的对应关系。

参考文献

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