云南省西畴县一次春季降雪天气过程分析
2020-12-30李代玺王顺江严直慧田叶子
李代玺 王顺江 严直慧 田叶子
摘要 根据2011年3月15日的MICAPS常规资料,对该时段的天气形势和物理量场进行详细分析,结果表明:在这次降雪天气过程中,由于东亚大槽与南支槽同时生成,且东亚大槽加强后,西南段与南支槽合并,是形成此次降雪天气的根本原因;西太平洋副热带高压外围偏东气流和南支槽前的西南暖湿上升气流,为这次降雪天气提供了充足的水汽条件;700 hPa的切变线是雨雪天气形成的主要动力因子,850 hPa零度线过境,最终形成降雪。成因分析为今后此类降雪天气的预报提供了参考依据。
关键词 云南西畴;春季降雪过程;诊断分析
中图分类号:P458.121 文章标识码:A 文章编号:2095–3305(2020)06–0–02
DOI:10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.036
西畴县隶属于云南省文山壮族苗族自治州,地处云贵高原东南角,位于104.7°E、23.4°N,平均海拔约1 400 m,具有低纬度及高海拔的特征。当地冬无严寒,夏无酷暑,常年具有四季如春的气候特点。降雪天气少见,尤其春季降雪极为罕见,这给气象预报及服务工作带来很大难度。据统计,1958—2010年这53年间,西畴县仅1958年、1976年及2005年这3年出现了春雪。由于该县防御气象灾害的能力较弱,一旦形成雪灾,将给农业生产带来严重的影响。因此,提升此类天气过程的预报准确性成为防灾的关键。根据秦剑等[1]对低纬高原天气气候的研究总结,晏红明等[2]对云南低温雨雪冰冻天气的气候成因分析,张腾飞等[3]对低纬高原地区大到暴雪天气过程的诊断分析,秦剑等[4]对云南气象灾害的分析总结,利用天气图资料分析环流背景,MICAPS四类数据资料进行物理量诊断分析,对2011年3月15日西畴县发生的春季降雪过程进行分析总结,以进一步探索春季降雪的可预报性。
1 天气实况概述
2011年3月15,云南省西畴县出现了罕见的春季降雪天气。降雪从15日夜间20∶10开始,持续至16日中午14∶30结束,雪深2 cm。此次降雪过程导致该县部分冬玉米、小麦、油菜、蔬菜等农作物不同程度受灾。据统计,该县农作物受灾61 922亩,成灾31 042亩,绝收9 220亩;因灾减产粮食263万kg;造成直接经济损失714万元。
2 环流形势分析
2.1 500h Pa环流形势分析
2011年3月13日20:00 500 hPa图上,东亚大槽和南支槽同时存在。其中,东亚大槽在日本海上空停留2日后,于3月15日08∶00加强,槽底延伸至整个中国大陆,西南段伸至孟加拉湾和南支槽连在一起。东亚大槽和南支槽的生成及加强,为降雪天气过程做出了以下贡献:(1)引导地面冷锋南移,为下垫面对流发展提供较强的动力抬升作用;(2)槽后较强的偏北气流造成中高层出现冷平流,为层结不稳定和辐散下沉运动提供了动力和热力条件;(3)从3月10日08∶00开始,副热带高压584线一直徘徊在南部沿海一带,其外围偏东气流和南支槽前的西南暖湿上升气流,为西畴乃至整个滇东南地区的中高层输送了丰富的水汽资源;副高于15日20∶00减弱撤退,有利于中低层对流系统的南移。
2.2 中低层形势分析
2.2.1 暖脊 在3月10—14日20∶00的700 hPa 图上,滇东以南到中南半岛上空为暖脊控制,其长时间的滞留存在为中低层的对流形成提供了热力条件。
2.2.2 切变线 3月14日08∶00,冷式切变线在川滇之间形成,西段伸至滇东南一带。15日08∶00,切变线主体南移至广西境内,西段仍影响着滇东南一带,切变线北侧的干冷偏北气流和南侧的偏南暖湿上升气流为中低层提供了层结不稳定的动力、热力和水汽条件,有利于对流的进一步发展(图1)。
2.2.3 0℃等温线 3月15日20∶00,850 hPa上0℃线位于西畴上空(图2)。
2.3 地面分析
3月15日20∶00,冷锋前锋到达滇东地区,移速较快,平均移速约每天6.25个经度。锋前偏南暖湿上升气流为对流发展提供了动力、热力和水汽条件,锋后较强的偏北气流也提供了层结不稳定的热力和动力条件,均有利于地面对流发展。
3 物理量分析
为了解此次降雪天气产生的物理量特征,利用MICAPS四类数据资料通过GrADS软件绘图,分析水汽、垂直运动及不稳定条件。
3.1 水汽条件分析
水汽是形成雨雪天气的基本条件之一,通过分析3月15日08∶00 700 hPa上西畴站点的相对湿度场,当时西畴上空的相对湿度为80%左右,相对于周围来说是一个高值区,说明水汽条件较好,能为降雪天气的形成提供充足的水汽条件。
3.2 层结不稳定分析
沙氏指数(SI):SI是反映天气稳定状况的一个指数,具体值为850 hPa上的湿空气团沿干绝热线上升到凝结高度后,再沿湿绝热线上升至500 hPa时所具有的气团温度T850与500 hPa上的环境温度T500的差值。当SI为负时,大气层结不稳定,且负值越大,不稳定程度越大;反之,则表示气层是稳定的。通過分析得出:从3月14日20∶00—15日08∶00,西畴上空的SI指数都处于负值区,表明这个时段内该地上空的大气层结不稳定,有利于降雪天气的发展。
3.3 动力因素分析
大气的垂直运动是降水形成的主要动力条件。垂直速度ω=dP/dT,单位为hPa/s,物理意义是:负值表示上升运动,正值表示下沉运动。一定强度的上升运动是形成降水的条件之一。通常,ω是诊断预报大雪、暴雨等强对流天气的物理量之一。从3月14日20∶00 700 hPa的垂直速度场可看出:滇东南处于负值区,西畴上空的ω值为-24~-16 hPa/s,说明在该层有较强的上升运动。至15日08∶00,负值有所减弱,但该站点上空仍有上升运动。
4 小结
东亚大槽和南支槽同时存在,且东亚大槽加强后,其西南段与南支槽合并,引导中低层对流系统南下,造成低纬度环流径向度加大,形成有利于降雪天气的环流背景。
副高外围的偏东气流和南支槽前的西南暖湿气流为降雪天气提供了充足的水汽条件。副高撤退有利于中低层切变线南移,造成大气层结不稳定,有利于降雪天气发展。冷锋前锋到达滇东地区,有利于地面对流的发展。副高位置、中低层切变、地面冷锋的配合最终促成了降雪天气。
南支槽东移并与北方冷空气结合是西畴降雪的必备条件之一。降雪的区域与850 hPa上0℃等温线伸展到的区域大致对应,在有利于降雪天气发生的环流形势下,0℃等温线过境西畴,则可预报有降雪天气发生。
参考文献
[1] 秦剑,琚建华,解明恩,等.低纬高原天气气候[M].北京:气象出版社,1997.
[2] 晏红明,王灵,朱勇,等.2008年初云南低温雨雪冰冻天气的气候成因分析[J].高原气象,2009,28(4):870–879.
[3] 张腾飞,鲁亚斌,张杰,等.一次低纬高原地区大到暴雪天气过程的诊断分析[J].高原气象,2006(4):696–703.
[4] 秦剑,解明恩.云南气象灾害总论[M].北京:气象出版社,2000.
责任编辑:黄艳飞
Analysis of a Snowfall Process in Spring in Xichou County, Yunnan Province
LI Dai-xi et al (Meteorological Bureau of Wenshan Zhuang and Miao Autonomous Prefecture of Yunnan Province, Wenshan,Yunnan 663099)
Abstract Based on the MICAPS routine data from March 14 to 15, 2011, the weather situation and physical quantity field in this period were analyzed in detail. The results show that: in the process of this snowfall, because the East Asia trough and the South Branch trough are generated at the same time, and after the East Asia trough is strengthened, the southwest part and the South Branch trough merge, which is the fundamental reason for the formation of the snowfall weather; the subtropical high in the Western Pacific Ocean The shear line of 700 HPA is the main dynamic factor for the formation of rain and snow weather, and the zero degree line of 850 hPa passes through and finally forms the snowfall. The cause analysis provides a reference for the forecast of this kind of snowfall in the future.
Key words Xichou; Yunnan; Snowfall Process in spring; Diagnostic analysis
作者簡介 李代玺(1978–),女,云南文山人,工程师,研究方向:气象服务、农业。
收稿日期 2020–06–16