西藏一次大范围极端降雪过程的诊断分析

余燕群 奚凤 旦增冉珍

摘要 利用地面常规观测资料、NCEP 再分析资料以及卫星TBB资料，对2018年12月18—19日西藏极端强降雪过程的大尺度环流背景、物理量以及中尺度特征等进行了综合分析。结果表明：该次西藏大范围的极端降雪天气过程中中高纬地区为两槽一脊型，500 hpa上南支槽、高原槽、西南高低空急流的配置是此次极端降雪过程的主要影响系统，降雪期间，500 hpa相对湿度≥90%，接近饱和;强的上升中心位于拉萨附近中心值为-1.6 Pa/s，为降雪天气提供了有利的上升运动;在26°N～32°N之间存在一条明显的假相当位温能量锋区，大值区随纬度的增高而向高空逐渐倾斜，为降雪天气提供了热力条件;降雪期间卫星云图上各站的TBB值在-50～-60℃之间。该次极端降雪过程后强的西北气流对温度的急剧下降起了重要的作用。

关键词 极端事件;南支槽;物理量诊断;TBB;热带低压

中图分类号：P458.1+21 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）03-144-04

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.03.060

暴雪是西藏冬季常见的天气过程，发生频率较高[1-3]，近年来在全球气候变暖的大背景下，极端性天气发生也逐渐增多，西藏大到暴雪天气过程发生也较频繁，加上气温低，易形成积雪和结冰，对畜牧业造成了及其严重的影响，对人们的生活和出行非常不利。

目前气象预报工作者对于暴雪天气进行了大量的研究，得出许多有价值的成果，尤其是近年来人们对北方地区暴雪的环流背景、影响系统和物理量特征等方面有不少研究成果[4-7]，在降雪中尺度天气系统监测，运用雷达、数值模式和卫星等新型探测资料方面获得了新认识[8-10];刘宁微等[11]对2003年3月辽宁暴雪及其中尺度系统发展和演变进行了分析，假拉等[12]建立了西藏地区雪灾等主要气象灾害的评价指标，马林等[13]青藏高原东部牧区秋季雪灾天气的形成及预报分析进行了分类研究，而针对于青藏高原的降雪多集中在东部和西藏西南部暴雪的分析[14]，对高原地区极端降雪过程的研究分析较少。笔者基于以往研究，对2018年12月18—19日西藏大范围极端降雪天气环流形势、高低空系统配置、物理特征以及TBB资料进行了中尺度分析，试图分析出高原极端降雪产生的机理，以期为高原地区极端降雪预报服务提供参考。

1 资料与方法

选取2018年12月18—19日西藏53个固态观测气象站和自动站逐时观测资料，Micaps常规观测资料，NCEP再分析资料，水平网格距为1°×1°、时间分辨率为6 h，用于对相对湿度、垂直速度和假相当位温等物理量的分析，风云FY2F资料，云图资料来自国家气象卫星中心下发的FY2F的逐时资料。

2 极端降雪实况分析

2.1 强降雪落区

受孟加拉湾热带风暴“佩太”登陆后外围云系和北部冷空气的共同影响，12月18日00：00（北京时，下同）至19日18：00西藏除阿里地区外出现大范围雨雪天气。从图1可以看出，该次过程降雪量大，范围广，出现了2个强降水中心，分别为错那和下察隅。该次降水过程最大降水量出现在山南南部、日喀则南部和林芝东南部，均以降雪为主，最大量级达到暴雪，其中山南南部的错那29.0 mm，最大积雪深度为48 cm，隆子25.5 mm，最大积雪深度24 cm，日喀则南部的帕里22.2 mm，最大积雪深度33 cm，拉薩12 mm，最大积雪深度10 cm。林芝市的降水相态最为复杂，林芝西部和波密一带为雪;墨脱至下察隅一带为雨，下察隅降水量为41 mm;而察隅为雨转雨夹雪或雪，降水量为39.2 mm。该次降水过程全区多站降雪量级刷新了有气象记录以来降水量记录，属于一次历史极端事件，其中18日泽当、日喀则、定日等10个站降水量超历史同期最大日降水量。

2.2 极端降雪的降水时段

18日00：00山南南部和日喀则南部出现降水，至19日18：00全部结束，主要分为2个阶段。第1阶段：18日00：00至19日02：00主要集中在日喀则、山南、拉萨和那曲。第2阶段：19日05：00至18：00降水主要集中在林芝和昌都，中西部地区的降水逐渐减弱结束。

3 极端强降雪的环流特征分析

从图3a可以看出，欧亚中高纬为两槽一脊，巴尔喀什湖附近的低槽不断分裂冷空气南下，西太副高的位置偏西偏南，588 dagpm 线西伸至孟加拉湾一带，西脊点位于90° E附近，伊朗高压位置偏西。高原上那曲西部有一低槽东移，高原南侧主要受南支槽的影响，槽前西南气流发展旺盛，高原中东部处于强的西南气流控制中，高原南侧印度至孟加拉湾一带西南风风速逐渐增大至24 m/s以上，有利于南部水汽输送，加上孟加拉湾热带风暴“佩太”登陆后外围云系北上，为高原的降水提供了充足的水汽条件，高原中东部的比湿均在3 g/kg以上，拉萨至南部边缘的比湿在4 g/kg以上，山南南部错那附近的西南风速增大，南风分量不断加大，风速由16 m/s增大到26 m/s，为错那和南部的降雪持续提供了有利的水汽输送。图3b显示，高原槽不断加深东移南压，槽线东移至90°E附近，南支槽东移的速度很慢，林芝、拉萨、山南和昌都位于槽前西南风控制，林芝东南部西南风速增加到32 m/s，此时林芝附近的比湿增加到4～6 g/kg，昌都北部和林芝附近可以分析出一条明显的风速辐合区，利于降水的发展。充足的水汽，有利于降水的发展。

4 极端降雪过程的物理量场诊断分析

4.1 水汽条件

图4极端降雪过程发生时和发生后的500hPa流场、水汽通量及水汽通量散度的分布看，高原上极端降雪开始前，2018年12月17日20时（图4a）南支槽位于75° E附近，槽前印度半岛75° E～87° E 区域内有一东北西南向的水汽通量大值区，中心值位于84° E、25° N 附近，水汽通量散度场的中心值为-0.8×10-7 g/（cm2·hPa·s），印度至高原南部地区受西南气流控制，风速达30 m/s以上，风速的增加有利于南支槽前孟加拉湾附近的水汽输送，此时暴雪区帕里和错那附近水汽通量≥7 g/（cm·hPa·s），雅鲁藏布江一线的水汽通量≥3 g/（cm·hPa·s），18日08：00（图4b）印度半岛至南部暴雪区受强的西南气流控制，水汽通量大值区继续向东北方向移动，冷暖空气在高原上交汇后降水范围进一步扩大，此时林芝南侧至印度附近的西南风风速逐渐增大，最大风速为28 m/s以上，有利于南部孟加拉湾的水汽输送，林芝附近的水汽通量散度值增至-0.8×10-7 g/（cm2·hPa·s），水汽通量值≥5 g/（cm·hPa·s），尤其是下察隅至察隅一带水汽通量值≥7 g（cm·hPa·s），暴雪区和强降水区位于水汽通量辐合中心的东北方向。

4.2 动力条件

从该次历史极端强降水过程垂直速度的垂直结构可见，西藏南部错那暴雪开始前17日20：00（图5a），低层500 hPa基本都处在弱的上升区域，降雪时500 hpa至300 hpa附近为上升区，400 hpa存在一个-0.4 Pa/s的上升运动中心，相对湿度从60%逐渐增大到90%以上，从湿层的厚度来看接近饱和达95%以上，18日00：00高湿区的范围和高度较17日20时有所上升，低层西南风速也增大至24 m/s，降雪过程结束后19日00：00整个湿度明显下降。从温度变化看，低层的温度由前一天的-8℃下降至-12℃，300 hPa以下的温度较前一日均有所下降，雪后降温明显。从拉萨站的剖面（图5b）看，拉萨降雪过程中18日00：00—20：00相对湿度≥90%的高湿区从250 hpa向下伸展到近地面，而且宽度也变大，500 hpa至400 hpa附近为强上升区，上升中心强度为-1.6 Pa/s，上升运动区扩展到500 hPa附近，下沉運动进一步下扩，说明低层有冷空气入侵，从温度变化看低层500 hpa的温度由-12℃下降至-16℃，19日02：00后，上升运动也逐渐减弱，500 hpa附近的西南风全转为西北风，降水结束。

4.3 热力条件

17日20：00 500 hPa假相当位温（图6a）分析，24° N～28° N的高空有一明显的能量锋区，且锋区高度随纬度的升高而升高，锋区上侧是假相当位温的低值区，低值中心位于阿里北部，低值中心值为38℃，锋区下面对应500 hpa风场上从西南向东北扩展的暖湿气流区，对应假相当位温的高值区，中心值为72℃，此时南部错那至帕里一带出现降雪;18日00：00（图6b）500 hPa假相当位温能量锋区进一步北扩至26° N～32° N附近，南部印度至孟加拉湾附近的能量高值区随温度的升高而升高，高原中东部假相当位温在42～60℃，暴雪区错那至帕里附近的假相当位温为60℃，西部假相当位温低值区南压至阿里附近，此时沿江至那曲、昌都均出现降水。

5 极端降雪的中尺度云团特征分析

2018年12月18日08：00帕里站降雪量已达29 mm，从帕里站附近FY2F云顶亮温（BlackBody Temperature，TBB）可见，18日02：00南支槽前云系位于印度半岛至高原上，帕里站上空TBB值为-40～-50℃，印度半岛至孟加拉湾一带有2个小的对流云团a和b，其中云团a最大TBB值达-60℃（图7a）;18日04：00后印度半岛上空2个小的对流云团逐渐向东北方向移动，在帕里附近汇合为对流云团a，汇合后的对流云团TBB值达-60～-70℃（图7b），帕里站每小时的降雪量不断递增，平均增加2 mm/h，10：00后云系偏东降水逐渐减弱。18日10：00（图7c），最强云顶亮温在那曲一带，最大值为-50～-60℃之间，帕里西侧不断有对流云团东移北上，对流云团的最强云顶亮温在-50～-60℃，此时沿江一线和林芝的最强云顶亮温在-30～-40℃之间，沿江一线和林芝出现降水，18日15：00（图7d）高原西部日喀则一带出现对流云团，云团的范围明显扩大，此时在拉萨附近和下察隅处出现了中小尺度的对流云团a和b，对流云团的最强云顶亮温为-55℃;18日16：00之后，对流云团a东移南压影响拉萨，与该时段内该地区的强降雪相对应;18日16：00—20：00拉萨累计降水量达5.4 mm，平均以1 mm/h的降雪量递增;下察隅附近的对流云团b东移北上，18日20：00后对流云团a北上至下察隅附近，此时下察隅小时雨强逐渐增大，以2 mm/h的雨量在增大，云团进一步发展扩大，TBB值≥-50℃以上的区域面积变大，但主要位于林芝东南部;与此时林芝东南部的降水相对应。19日02：00后沿江附近的云团已移出，降水结束，从云图分析表明该次极端降雪过程中高原上和印孟一带有多个对流云团发展形成。

6 结论与探讨

（1）2018年12月18—19日西藏出现极端降雪过程，降雪量大、降水相态复杂，且有多个站点降雪刷新了有气象记录以来的历史极值;19日降雪过程结束后全区出现大范围降温，日喀则有5站最低气温超历史同期极值，属于一次极端降雪降温事件。

（2）该次高原上大范围极端降雪过程中欧亚中高纬地区为两槽一脊型，500 hpa上深厚的南支槽和高原槽为该次降水的主要影响系统，同时高低空急流的配置为该次降雪过程提供了水汽输送。

（3）降雪过程中水汽主要来自孟加拉湾，西南风风速增大至28 m/s以上，有利于水汽通量大值区向东北方向移动;26°～32° N之间高空有一明显的假相当位温能量锋区，且能量锋区随纬度的增高而向高空逐渐倾斜。

（4）该次降雪过程中卫星云图TBB分布反映出降雪期间有多个对流云团单体发展，对流云团单体的发生和发展有利于TBB值的增大，降雪期间高原上TBB最大值为-60～-70℃之间，降雪过程中各站的TBB最大值增加到-50～-60℃。

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责任编辑：黄艳飞