内蒙古大范围寒潮降雪过程的诊断分析

邹逸航，张 璐，周志花

(内蒙古自治区气象台，内蒙古 呼和浩特 010051)

随着全球气候变暖的加剧，极端天气气候事件有增加的趋势，其中大到暴雪天气就是典型的极端天气气候事件之一[1]。内蒙古东南部的大到暴雪是冬半年主要灾害性天气之一。前人通过对暴雪动力热力结构方面的分析和诊断，对暴雪的成因进行许多的研究[2～5],内蒙古东南部大到暴雪过程与温带气旋及倒槽降雪密切相关;与2支独立的高空急流相联系的垂直环流维持了地面气旋和反气旋的发展，使强降雪能够持续，高空急流出口区左侧和入口区右侧的正(气旋性)涡度平流与辐散相联系[6]。2020年2月13日～15日，内蒙古自治区地区出现了一次大范围寒潮天气，笔者重点分析此次寒潮带来的降雪过程。

1 天气实况

2020年2月13日～15日，内蒙古自治区经历了一次明显的寒潮天气过程，全区大部出现8℃以上强降温，西部以及中北部地区伴随6级以上的大风，且自西向东出现了大范围降雪。统计2月13日08时～15日08时过程累计降雪量，内蒙古西中部偏北、东部偏西偏南地区达到中雪及以上量级，暴雪出现在包头市、锡林郭勒盟和赤峰市,最大降雪站点为锡林郭勒盟正蓝旗12mm，其他暴雪站点为包头市的满都拉站和赤峰市的克什克腾旗、喀喇沁旗、赤峰、岗子、林西县等共6个气象站。降雪地区几乎全部出现了积雪，锡林郭勒盟、赤峰市、兴安盟和呼伦贝尔市出现10cm～25cm的积雪，并出现了不同程度的道路结冰。

2 环流背景

500hPa高空场上，呈两槽一脊形势，乌拉尔山高压脊缓慢东移，寒潮延北路入侵我国，12日20时(如图1a所示)形成乌拉尔山阻塞高压，高压脊前有强的偏北气流，引导极地冷空气南下在横槽中堆积，横槽前部锋区很强，随着系统东移南压，横槽转竖。到14日08时(如图1b所示)，随着槽不断向南加深，在内蒙古西中部偏北地区形成切断低压，为深厚的冷性中心。

图1 a.12日20时；b.14日08时500hPa位势高度场和温度场叠加

低层850hPa形势场上(如图2所示)，配合高空槽的转竖，低层形成闭合的低涡，切变线东移逐渐发展成人字形。温度场上可以看到切变线附近等温线十分密集，温度梯度加大，形成锋区，锋区随着系统东移南压。风场上有明显的偏东风风速大值区，受偏东急流影响，低层冷空气回流，形成冷垫，是产生本次降雪的重要原因。

图2 a.12日20时；b.13日20时850hPa位势高度场、风场和温度场叠加

12日20时地面上贝加尔湖西侧冷高压东移并加强图(如图3所示)，14日08时强度达1068hPa，其前部与寒潮地面冷锋间等压线非常密集，气压梯度很大。内蒙古中东部受地面倒槽影响，冷锋东移南压，伴随倒槽东移北上，二者共同导致中东部地区暴雪出现。

图3 12日20时海平面气压场、地面填图

3 水汽条件和热动力条件

3.1 水汽通量散度和加相当位温场

局地降水量的多少，基本取决于局地气柱中水汽辐合的多少，而假相当位温变化体现了冷暖空气活动情况[7],通过叠加850hPa水汽通量散度和假相当位温(如图4所示)，分析此次降雪的水汽和动力条件。内蒙古中部偏南存在明显的水汽辐合，14日02时出现超过-12×10-8g·s-1·hPa-1·cm-2的辐合中心，说明不但水汽充分，且低层辐合强烈，有利于垂直上升运动。而假相当位温场上，水汽辐合区假相当位温线最密集区，即假相当位温梯度最大的区域，而南部存在假相当位温舌，说明来自南方的暖湿空气与冷空气交绥于此，形成不稳定能量较高的锋区降水。

图4 a.13日20；b.14日02时水汽通量散度(阴影)、假相当位温(实线)和风场叠加

3.2 单站层结分析

此次过程中(如图5a所示)，降雪量最大站点锡林郭勒盟正蓝旗累计过程累计降雪量为12mm，降雪时间从2月13日18时～14日05时结束，13日21时出现最大雪强，为2.4mm/h。从锡林浩特站风场、温度场、相对湿度和垂直速度垂直层结随时间变化图(如图5b所示)上可以看出，13日14时之后整层的水汽条件逐渐转好，特别是13日20时和14日05时，500hPa左右高度存在两个相对湿度的大值区，且配合很强的垂直上升运动，低层为东北风，高层为西南风，风随高度逆转，有较强的冷平流，温度场上也可以看出13日20时低层存在明显的降温过程。随后水汽条件变差，降雪过程结束。

图5 a.锡林郭勒盟正蓝旗降雪量；b.锡林浩特站风场、温度场、相对湿度和垂直速度垂直层结随时间变化

4 小结

此次内蒙古寒潮过程降温幅度大、范围广、时间长、风力大，产生的降雪强度大、积雪深，持续时间长，其环流背景为500hPa乌拉尔山阻塞高压、850hPa冷垫、地面倒槽和锋面。低层强烈的水汽辐合，以及急流和上升运动，为降雪提供了充足的水汽和热动力条件。