一次回流与倒槽共同作用产生的强降雪天气过程分析

2018-09-10莫爱勰

河南科技 2018年19期

关键词：急流

莫爱勰

摘要：本文利用常规天气资料和数值预报产品，应用天气分析和诊断分析方法，对2017年2月21日卢氏县出现的强降雪天气过程的主要影响系统及成因进行分析，最终得出以下结果。①500hPa图上，欧亚高纬地区维持两槽一脊型。从乌山低槽后部不断分裂小股冷空气南下，在高原堆积、加强，与南支槽同位相叠加，使南支槽加深，槽前西南气流加强。地面图上，回流形势与河套倒槽同时强烈发展，两支急流与东路冷空气在卢氏上空交汇，是造成此次强降雪的重要原因。②强烈的水汽辐合和深厚的湿层为此次暴雪天气提供了充足的水汽条件。③低值系统前部的上升运动与喇叭口地形阻挡后产生的上升运动辐合形成深厚的、大范围的、强烈的垂直上升运动是产生强降雪的关键性条件。

关键词：强降雪；回流；倒槽；急流

中图分类号：P458.121.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）19-0148-03

Analysis on the Process of Heavy Snowfall Due to the Interaction

of Primary Reflux and Trough

MO Aixie

（Lushi Meteorologyical Bureau， Lushi Henan 472200）

Abstract： In this paper， using conventional weather data and numerical forecast products， using weather analysis and diagnostic analysis methods， the main influence system and causes of the heavy snow weather process in Lushi County in February 21， 2017 were analyzed， and the following results were finally obtained. First， on the 500hPa map， two trough and one ridge type were maintained in the Eurasian high latitude region. From the rear of the low trough of Wushan， the cold air of small strands was constantly divided into the south， stacked and strengthened in the plateau， superimposed with the same position of the South Branch， making the South Branch deepened， and the southwest airflow in the front of the trough was strengthened. On the ground map， the reflux situation and the river sleeve trough were developing at the same time. The two jet and the cold air of the East Road converge over Lushi， which was an important cause of the heavy snowfall. Second， strong water vapor convergence and deep wet layer provided sufficient water vapor conditions for the blizzard weather. Third， the rising motion of the front of the low value system and the rising motion generated by the trumpet topographic obstruction form a deep， large range and strong vertical upward movement， which were the key conditions for the strong snowfall.

Keywords： heavy snow；reflux；trough；the jet stream

暴雪是我國北方常见的灾害性天气之一，但暴雪出现的概率远比暴雨小得多，其预报难度更大。近年来，越来越多的气象工作者加强了对强降雪成因的研究，并总结出了一些有用的结论。例如，张迎新等[1，2]使用NCEP资料和中尺度模式对回流暴雪过程进行研究，指出强降雪起止时间与低层冷空气和中层暖湿气流的风向风速具有相关性。李青春等[3]利用WRF-ARW模式对2010年冬季华北地区回流暴雪天气开展模拟研究，得出同样的结论。王东勇等[4]、赵桂香[5]认为，强降雪时，近地面925hPa附近有超低空偏东急流存在。候瑞钦等[6]通过数值模拟研究显示，向东开口的喇叭口地形使气流在低层有弱的上升运动。2017年2月21日，卢氏县出现了有资料记录以来最强的一次强降雪天气。此次过程系地面回流与倒槽共同作用所致，范围广，强度大，时间短，产生了道路结冰等灾害，给交通运输和能源供应及人们的生产生活带来了严重影响。华北回流天气是指冷空气从东北平原南下，经过渤海从偏东路径侵入华北平原的天气类型。本文对此次强降雪天气过程进行分析研究，希望能更好地认识和预报此类天气。

1 强降雪过程实况

2017年2月20日21：30至21日07：00有降雨，但降水微量，07：00至08：00转降雪，但降雪量不大。降雪主要集中时段为21日08：00至12：00，降雪量13.1mm，积雪深度11.5cm。

2 大尺度环流背景分析

500hPa图上（见图1（a）），2月20日08：00，欧亚高纬地区维持两槽一脊型，极涡中心强度低于496dagpm，极锋偏北，乌拉尔山地区有一低槽，另一低槽位于鄂霍次克海。中低纬环流的经向度稍弱，我国东北地区有一低槽，高原上有两个南支小槽。对应温度场上，卢氏处于温度锋区底部。随着极涡底部的低槽东移南压，极锋锋区上分裂的短波槽与南支槽同位相叠加，使南支槽发展加深，槽前西南气流随之加强（见图1（b））。20日20：00，700hPa图上（见图1（c）），河西走廊到青藏高原东部有一低槽，槽线上青藏高原东部有一低涡，槽前偏南急流位于陕西至四川一带，陕西至河南的湿度明显增大，T/Td≤1℃。21日08：00，系统继续加强东移，卢氏处于700～500hPa强盛的西南急流、850hPa东南急流中（见图2（a）），降雪突然增大。

对应地面图上，20日05：00，庞大的大陆高压控制欧亚大陆，青藏高原东部经四川盆地到云贵高原为一弱低压，河西走廊出现弱倒槽，卢氏处于高压底前部偏东气流里。随着冷空气从东北平原扩散南下，倒槽加强，缓慢东移向北发展，控制河套地区，20日20：00达到强盛（见图1（d））。卢氏处于高压底后部强盛的东南气流里。河套倒槽前的暖湿空气与东北南下的回流冷空气在河南南部交汇，两支东南气流相遇耦合加强，导致卢氏出现暴雪天气。这种回流形势与倒槽同时强烈发展是造成此次强降雪的重要原因。

3 强烈的水汽辐合及深厚的湿层

21日08：00，700hPa上西南急流将南海的水汽源源不断地输送到河南上空，且卢氏处于急流轴左前方的水汽辐合区，850hPa（见图2（a））上东南急流将东海的水汽输送到暴雪区上空，两支急流同时为暴雪区提供水汽和热量输送，在卢氏形成一个强的辐合中心，使得卢氏上空850～700hPa相对湿度达90%～100%（见图3）。强烈的水汽辐合和深厚的湿层为此次暴雪天气提供了充足的水汽条件。

4 低空急流

4.1 西南急流

暴雪出现前24h，从乌山低槽后部南下的冷空气沿极锋锋区不断分裂小股冷空气南下，在高原地区堆积、加强，并与南支槽同位相叠加，使得南支槽加深，槽前的西南气流加强，并引导低层的暖湿气流向北输送。而北上的西南气流与华北高压脊后的西南气流产生辐合，使西南气流加强，20日20：00在四川至陕西一带形成500hPa强度≥24m·s-1的西南急流。21日08：00，急流轴东移至湖南、湖北、河南一带，强度维持，暴雪开始。

4.2 偏东急流

21日08：00，来自黄海和东海的水汽穿过江苏、安徽到达河南等省，形成超低空偏东急流（925hPa强度≥16m·s-1、850hPa强度≥18m·s-1），与四川低涡前的西南急流（700hPa强度≥20m·s-1）在陕西省与河南省交界处汇合，共同向暴雪区输送水汽，并与从华北南下的东路冷空气耦合。两股急流与冷空气在卢氏强烈交汇，有利于強降雪产生。

这两支急流的形成不仅为暴雪天气提供了水汽和热量输送，而且两支急流附近出现的风切变较强，使得急流右前方的动力抬升运动加强。地面冷空气起触发机制作用，而抬升冷却作用使上升的湿空气接近饱和，有利于强降雪的进一步加强。

5 强烈的上升运动

卢氏境内的伏牛山（位于南部，呈西北-东南走向）与崤山（位于西北，呈东北-西南走向）形成一向东开口的喇叭口地形。21日08：00，925hPa（见图2（b））北纬34°N附近有明显的伸至110°E附近的偏东风，受喇叭口地形阻挡后，因动力抬升作用在低层产生垂直上升运动。21日08：00，上游低值系统前部上升气流逼近，卢氏上空700hPa附近有数值为-60Pa·s-1的垂直上升运动中心（见图4（a）），850hPa附近有数值为-24Pa·s-1的垂直上升运动中心（见图4（b））。

上游低值系统发展东移，其前部上升运动与低层回流偏东风受到西部喇叭口地形阻挡后产生的上升运动辐合形成深厚的、大范围的、强烈的垂直上升运动是产生强降雪的关键性条件，对预报暴雪具有明显的指示性意义。

6 结论

应用常规天气资料和数值预报产品对2017年2月21日卢氏县出现的强降雪天气过程的主要影响系统及成因进行分析，初步得到以下结论。

①500hPa，欧亚高纬地区维持两槽一脊型。从乌山低槽后部不断分裂小股冷空气南下，在高原堆积、加强，与南支槽同位相叠加，使南支槽加深，槽前西南气流加强。地面图上，回流形势与河套倒槽同时强烈发展，两支急流与东路冷空气在卢氏上空交汇，是造成此次强降雪的重要原因。

②强烈的水汽辐合和深厚的湿层为此次暴雪天气提供了充足的水汽条件。两支急流不仅为暴雪天气提供了水汽和热量输送，而且急流附近出现的风切变较强，使急流右前方的动力抬升运动加强。地面冷空气起触发机制，抬升冷却作用使上升的湿空气接近饱和，有利于强降雪进一步加强。

③低值系统前部的上升运动与喇叭口地形阻挡后产生的上升运动辐合形成深厚的、大范围的、强烈的垂直上升运动是产生强降雪的关键性条件，对预报暴雪具有明显的指示性意义。

参考文献：

[1]张迎新，张守保.华北回流天气的结构特征[J].南京气象学报，2006（1）：107-113.

[2]张迎新，候瑞钦，张守保.回流暴雪过程的诊断分析和数值试验[J].气象，2007（9）：25-32.

[3]李青春，程丛兰，高华，等.北京一次冬季回流暴雪天气过程的数值分析[J].气象，2011 （11）：1381-1388.

[4]王东勇，刘勇，周昆.2004年末黄淮暴雪的特点分析和数值模拟[J].气象，2006（1）：30-35.

[5]赵桂香.一次回流与倒槽共同作用产生的暴雪天气分析[J].气象，2007（11）：41-48.