典型年错那县雪灾环流特征分析

2021-03-02洛桑旺姆其米玉珍

中阿科技论坛(中英文) 2021年1期

洛桑旺姆达琼其米玉珍

(1.西藏自治区气象局,西藏拉萨 850000；2.西藏山南市气象局,西藏山南85600)

强降雪是西藏冬春季节（每年10月到次年3月）主要的灾害性天气之一。因高海拔牧区的生态环境十分脆弱，对降雪的承灾能力不足，若是强降雪天气持续时间较长、影响范围广、降温幅度大，很容易引发强冷害、冻害和寒害等灾害，不利于高原农牧业生产和交通工作的顺利开展，造成的经济损失严重。

山南错那县平均海拔4 000m，喜马拉雅山脉位于错那县的中北部地区，使得错那县地势起伏，南北海拔高度相差七千多米，康格多山以北为高原山地，平均海拔4 000m以上。错那县属半农半牧县,农、牧、林、副业并举。耕地面积2.27万亩(约1 513.3公顷)，农作物有青稞、小麦、豌豆、油菜等。草场面积120万亩(8万公顷)，主要饲养牦牛、犏牛、黄牛、绵羊、山羊、马等。森林面积36.6万亩(2.44万公顷)，木材蓄积量604.3万m3。矿产资源有沙金、炭、铁、锡、铅、锌、锑、磷等十余种，蕴藏量上万吨。独特的高海拔地理属性造成错那冬春季节雪灾频繁，牦牛和羊只死亡，阳光棚和温室大棚受损，房屋倒塌，给人民生产生活和农牧产业带来灾害性影响和经济损失[1]。

根据西藏自治区气象局气候中心2013年2月发布的气候总结，2013年2月16日～17日,山南市出现了大到暴雪天气，错那县境内普降大雪，降雪持续时间长达40 h，累计降水量34.2 mm，平均积雪深度达到63 cm。降雪是2008年以来最大的一次。强降雪导致泽当至错那公路封闭近40 h，县乡村公路及村居道路无法通行；县城及勒布四乡供电全部中断，其中高压线受损150 m，58户低压线0.4 kV线路受损580 m；积雪压塌民房4间，牦牛死亡4头，2处暖圈倒塌、15座温室倒塌；浪坡乡肖站放牧点移动基站中断。强降雪引起了道路阻塞，供电线路中断，民房倒塌，牲畜死亡等灾害。本文结合错那县雪灾的独特性，选取2013年2月16日～ 17日降雪天气过程作为研究个例，探究错那县雪灾的环流特征和水汽来源。

1 数据和方法

本文使用西藏气象局信息网络中心提供的错那县积雪深度数据，以及欧洲气象中心资料（ERA-interim）每6 h的大气环流数据，包括位势高度场、风场和相对湿度场。气候态场取1979年到2013年的气候平均值。同时使用Hyslpit4拉格朗日轨迹分析方法来诊断降雪期间空气粒子的移动路径，进而分析降雪过程中水汽的来源以及降雪天气过程中的环流特征和水汽特征。

2 错那县降雪天气过程的环流特征和水汽特征

错那县从2000年以来，2008年10月28日出现过一次重雪灾，雪深达到64 mm，积雪持续20 d以上，之后11月4日和1月24日出现过一次轻雪灾，雪深分别达到39 mm、32 mm；2013年2月18日出现过一次重雪灾，雪深达到63mm，积雪持续20 d以上。随后2月21日出现过一次轻雪灾，雪深达到37mm。错那降雪主要发生在本年度的10月～12月和次年的1月～3月份，除了2008年10月份出现一次重雪灾之外，历年10月份很少出现降雪。

从西藏雪灾的空间分布可以看出，错那县的雪灾具有独立性，是西藏地区雪灾影响的三大中心之一[2]。这与错那境内的喜马拉雅山脉地势密不可分，高耸的山脉易造成爬坡上升气流，形成降雪天气过程。此外，由于冬春季节，西风急流盛行于高原南侧，使得高原南支槽易受到西风小槽的影响而加深，从而形成天气过程[3-4]。

这次暴雪天气过程覆盖了日喀则市西南部和山南市东南部，降雪持续时间长达40 h，累计降水量34.2 mm，平均积雪深度达到63 cm，是一次西藏南部大范围的降雪过程。从错那县气象站观测的积雪厚度逐日变化可以看出（见图1），2月15日，错那县积雪厚度为0，降雪还没有到达错那县，此时降雪主要发生在错那西边的日喀则市西南部。在2月16日，错那县积雪厚度为1 cm，降雪在错那县开始发生。2月17日—18日，错那县积雪厚度骤增，由1 cm增加到63cm，这是错那县发生降雪天气过程的主要时间段。在2月19日～22日，积雪厚度逐渐减少，降雪天气过程结束。

图1 错那县积雪深度逐日变化（单位：cm）

西藏降雪与南支槽活动有关[3]，暴雪区附近涡度场变化反映了南支槽强度特征，中高层强辐散对南支槽发展起到重要作用。水汽主要源于阿拉伯海,孟加拉湾水汽对东部降雪起到补充作用，南支槽前高空西南急流对水汽输送起关键作用，同时喜马拉雅山脉的大地形抬升，有利于上升运动和水汽凝结成云，南支槽与西风槽的叠加往往可以促进降雪的发生，南支槽与北侧脊的配合也是西藏降雪天气的主要环流影响系统[4]。从2月15日经向风和相对湿度的变化可以看出，2月15日0时到16时（世界时）南风携带大量的水汽在喜马拉雅山南侧，此时降雪天气过程主要发生在日喀则市西南部，水汽中心分为两个，一个在喜马拉雅山脉南侧，另一个主要在孟加拉湾上空，向青藏高原方向辐合。在2月15日20时，两个水汽中心在高原南侧汇合，同时南风携带的水汽达到错那县西侧。2月16日，从0时到20时，经向风携带两股水汽汇合而成的水汽逐渐向错那县方向移动，16时，错那县位于强的南风水汽中心，积雪厚度开始增加，2月16日20时到2月17日16时，南风水汽覆盖错那县，错那县积雪厚度增加至43 cm。2月17日20时，错那县位于南风水汽中心的后侧，继续形成降雪，降雪厚度增加至63 cm。

2月17日20时，西风小槽强度已经明显减弱，趋于消失。从西风槽的东移和强度的变化可以看出，高纬度环流的变化对西风槽的移动和强度有很大的影响。随着高纬度环流的逐渐东移传播，其在副热带西风急流上形成的西风小槽逐渐东移和减弱；到了18日08时，西太平洋副热带高压强度减弱，588线分裂后朝着台湾附近移动，南支槽变浅，高原上空的环流具有平直化特征。

17日08时，在200 hPa高空处，有一深厚的南支槽出现在高原西南部，也就是从低层到高层表现为深厚的强辐合区，对于强降雪天气的出现和加强提供了有利条件。

从南风水汽输送的时间变化可以看出，错那县此次降雪天气过程的水汽来源可能存在多个水汽源地。因此用拉格朗日轨迹分析诊断错那县上空大气空气粒子的移动轨迹，错那县低层（658 hPa）空气粒子主要来自非洲大陆中层大气，错那县中层（578 hPa）空气粒子主要来自孟加拉湾上中低层，两个水汽中心的南部水汽中心相对应，这说明此次降雪过程孟加拉湾水汽是降雪形成的一个源地，与梁潇云等[4]研究结果相一致。错那县高层（442 hPa）空气粒子主要来自北大西洋低层，两个水汽中心的北部水汽中心相对应，这说明此次降雪过程中，北大西洋水汽也是降雪形成所需水汽的一个源地。总体来看，此次降雪过程可能存在三个水汽源地。南支槽是南风水汽输送的主要天气系统。从2月15日20时到2月17日20时的环流场变化可以看出，2月15日，西风小槽位于印度的西北部，错那县位于其东侧。

3 雪灾对错那农牧业生产的影响

降雪是对冬小麦的生产有利的主导因素。首先，对于越冬期的冬小麦，由于表面覆盖有厚厚的积雪，不利于冻害天气的出现；其次，降雪天气出现时会伴随有强降温现象，降温会影响小麦的旺长势头，对于群体结构的改善有利，低温天气还能将晚弱苗冻死，提高了群体结构的合理性水平；再次，低温大雪天气会造成越冬期的虫口密度下降，有效阻碍了病虫害的进一步蔓延，来年病虫害将会有一定程度降低。不利方面则主要包括：在错那地区出现雪灾的过程中，覆盖在小麦表面的冰雪融化，再加上高寒地区的温度常年较低，小麦极易遭受冻害。

雪灾出现时，大地表面会有深厚的积雪，对牧草的越冬保温可起到积极的防御作用。若此前是旱季，冰雪融化的过程中会提升土壤水分含量，对于牧草的返青较为有利。再加上积雪又是缺水或无水冬春草场的主要水源，可解决人畜饮水困难的问题。但是如果雪量过大，积雪过深，持续时间过长，则会造成牲畜吃草困难，甚至无法放牧。

雪灾对畜牧业易造成危害，积雪会将草场掩盖，且比原有草场还要深，因密度过大或者是积雪表面覆盖有冰，进而形成冰壳，牲畜很难将草丛扒开吃草，从而出现饥饿。有时羊与马的蹄腕还会被划破，进而引发冻伤，使得牲畜变得极为瘦弱，因此常常造成牧畜流产，仔畜成活率低，老弱幼畜饥寒交迫，畜牧死亡率增高。同时还会严重影响甚至破坏交通、通信、输电线路等生命线工程，对牧民的生命安全和生活造成威胁。