2020年3月初西藏聂拉木暴雪天气过程分析
2021-11-22丹增诺布奚凤次旦久美仁青尼玛
丹增诺布 奚凤 次旦久美 仁青尼玛
摘要 利用Micaps常规气象观测资料、美国国家环境预报中心(NCEP)的1°×1°逐6 h再分析资料和FY-2E卫星资料,采用天气学方法,分析2020年3月初在西藏聂拉木发生的暴雪天气过程的大气系统演变、高空水汽、动力条件、云图TBB演变过程等。结果表明:(1)此次强降雪过程的主要原因是南支槽的东移加强;(2)各物理量(水汽通量、水汽通量散度、比湿、相对湿度、垂直速度)在强降水开始前有明显反应,在最强阶段达到最好表现;(3)对流云团TBB<-30℃时降水天气达到最强;(4)从德国与日本两家模式预报来看,德国模式对我区西南部降水天气的参考可信度更高。
关键词 暴雪;南支槽;水汽条件;动力条件;TBB;模式预报
中图分类号:P426.63 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2021)07–0117–04
1 天气实况概述
2020年3月6—7日,受南支低压槽东移加强影响,西藏自治区日喀则西南部聂拉木县至吉隆一线出现了大到暴雪天气(图1)。6日20:00~7日20:00累积降水量如下:聂拉木14.1 mm(暴雪)、吉隆5.9 mm(大雪)、普兰1.8 mm。聂拉木积雪深度达17 cm。此次过程降雪最强时段在7日11:00~19:00(图2)。由于聂拉木、吉隆处在中尼边境贸易口岸地区,此次暴雪天气过程对中尼外贸交易运输、农业、畜牧业等方面造成极大影响[1]。
2 中低层环流分析
西藏平均海拔均在3 000 m以上,500 hPa相当于中低空层[2]。从500 hPa环流场上看(图3a),中高纬呈“两槽一脊”型,乌拉尔山以东深厚低槽延至40°N,与以南南支槽呈阶梯槽。此次暴雪过程中,西太平洋高压588西脊稳定于80°E,西藏东部受弱的高压脊控制,日喀则西南部至阿里南边受槽前西南气流控制,最大风速16 m/s。7日08:00(图3b),南支槽主体略微有所东移,槽前西南急流加强,不断引导水汽北上输送到西南部地区,降水正式开始。到降水最强阶段7日14:00(图3c),日喀则西南部上空最大风速达18 m/s。7日20:00(图3d),南支低压与乌山以东大槽合并,主体已偏西偏北,不再影响西藏地区,故此次过程趋于结束。
3 物理量场分析
3.1 水汽条件
3.1.1 水汽输送与聚合 水汽通量场(g·cm-1·hPa-1·s-1)是能表现出高空水汽的输送以及起源地的物理量,水汽通量散度是能表现水汽的辐合聚集情况的物理量[3]。3月7日08:00,500 hPa水汽通量场(图4a)可以看出水汽通道已经在孟湾北部印度半岛东北部建立,延展至西藏南部,聂拉木附近有>4 g·cm-1·hPa-1·s-1水汽通量大值区,在南支槽前低空西南急流作用下,水汽源源不断向西藏南部輸送,随着低空西南急流的增强,加强了水汽的输送[4]。
从聂拉木站水汽通量散度时间垂直剖面(图5)上可以看出,从7日02:00左右开始,在500 hPa中高层的水汽通量散度为负值,存在水汽辐合中心,并随时间往下层辐合;7日08:00低层出现辐合中心最大值-0.8 g·cm-1·hPa-1·s-1。从整个水汽通量散度整层演变过程看,聂拉木站在降水时段中低层都处于水汽辐合区,说明水汽供应充足,且水汽得到较好的辐合聚集[5]。
3.1.2 比湿变化 从聂拉木站比湿时间垂直剖面图上可以看出,在降水开始前阶段(6日20:00),比湿有个陡然垂直加强的阶段;7日12:00~15:00左右,低层出现比湿最值>6 g/kg,冬季罕见,与降水最大时段对应,随着比湿在中低层的递减,降水趋于结束(图6)。
3.1.3 相对湿度 从500 hPa相对湿度平面图上看,从南支系统影响西藏开始,整个西南部相对湿度都在85%以上;7日08:00随着系统的增强与东移,日喀则西南部,尤其是聂拉木站相对湿度达到90%以上,可见降水发生时水汽相当充足(图7)。
3.2 动力条件
在聂拉木站垂直速度时间垂直剖面图上看,在降水还未来到时,聂拉木上空整层都为正速度区,表明大气基本没有上升运动[6]。6日20:00,也就是降水开始阶段,聂拉木上空垂直速度出现负值,但上升运动不是很强;7日11:00左右,整层垂直速度负值增加,强速中心在400 hPa附近,垂直速度达到-0.4 hPa/s,也是此次过程降水强度最大阶段,这对降水的量级和时效预报有很好的指示意义(图8)。
4 红外云图特征
TBB资料能很好地表现出天气系统的发生和消亡,利用TBB大值区的分布可以预报诊断出可能出现的天气现象和落区,TBB值越低,表示云顶高度越高,对流系统越发旺盛。6日20:00,在西藏西南部(扎达—普兰)有庞大对流云系生成且往东发展,降水天气随后开始,云顶量温TBB值为-40℃ ~-30℃;7日13:00,也就是此次降水过程最明显时刻,聂拉木上空已有对流云系统覆盖,TBB<-30℃,且一直维持到19:00;7日20:00,聂拉木上空再无TBB表现,降水过程也趋于结束(图9)。
5 模式预报检验分析
从日本模式和德国模式对此次过程降水预报对比来看,日本预报模式基本没有指导意义;德国模式把握度较高,正确报出聂拉木的暴雪量级,但两种模式对更西侧普兰站的预报皆过大(图10、表1)。
6 结论
(1)这次强降雪过程的主要原因是南支槽的东移加强和槽前强盛的西南低空急流[7]。
(2)500 hPa水汽通道在孟湾北部印度半岛东北部建立,延展至西藏南部,聂拉木附近有>4 g·cm-1·hPa-1·s-1水汽通量大值区,过程期间保证了水汽输送;水汽通量散度在降水时段中低层处于水汽辐合区,水汽得到较好的辐合聚集;聂拉木站相对湿度达到90%以上,强降雪阶段高原西南部上空水汽条件相当理想。
(3)7日11:00左右整層垂直速度负值增加,强速中心在400 hPa附近,垂直速度达到-0.4 hPa/s,为降水提供了很好的动力抬升条件,此时是降水强度最大阶段,对降水的量级和时效预报有很好的指示意义。
(4)此次降水过程最明显时刻(7日13:00),聂拉木上空对流云系统覆盖且 TBB<-30℃,且一直维持到19:00,TBB最低值对降水强度的把握有一定指导意义。
(5)从德国与日本两家模式预报的准确度来看,德国模式对西藏西南部降水天气的参考可信度更高。
参考文献
[1] 假拉,杜军,边巴扎西,等.西藏气象灾害区划研究[M].北京:气象出版社, 2008.
[2] 刘光轩.中国气象灾害大典—西藏卷[M].北京:气象出版社,2008.
[3] 冉仙果,胡萍,杨群,等.贵州铜仁一次罕见暴雪过程分析[J].中低纬山地气象,2020,44(6):1-8.
[4] 赫清华.呼伦贝尔市阿荣旗2019年一次暴雪天气过程分析[J].现代农业,2020(11):112.
[5] 许方璐,陈红霞.豫西一次致灾暴雪天气诊断分析[J].河南科技,2020(22):129 -134.
[6] 李国平,张万诚.高原低涡、切变线暴雨研究新进展[J].暴雨灾害,2019,38(5): 464-471.
[7] 王秀祥.孟加拉湾风暴影响西藏及高原地形强迫抬升的突出作用分析[A].中国气象学会台风委员会、中国气象局上海台风研究所.第26届中国气象学会年会热带气旋科学研讨会分会场论文集[C].中国气象学会台风委员会、中国气象局上海台风研究所:中国气象学会, 2009.
责任编辑:黄艳飞
Analysis of Snowstorm Weather Process in Nyalam, Tibet in early March 2020
Tenzin-Norbu et al(Meteorological station of Tibet Autonomous Region, Lhasa, Tibet 850000)
Abstract Based on the conventional meteorological observation data of MICAPS and 1°of the National Center for environmental prediction (NCEP) × Based on the 1°6h reanalysis data and fy-2e satellite data, the synoptic method is used to analyze the atmospheric system evolution, high-altitude water vapor and dynamic conditions, cloud map TBB evolution process of the Snowstorm Weather Process in Nyalam, Tibet in early March 2020. The results show that: (1) the eastward movement of the South Branch trough is the main reason for the strong snowfall process. (2) All physical quantities (water vapor flux, water vapor flux divergence, specific humidity, relative humidity and vertical velocity) have obvious response before the beginning of heavy precipitation, and reach the best performance in the strongest stage. (3)When TBB of convective cloud cluster is less than -30℃, the precipitation weather reaches the strongest. (4)From the accuracy of German and Japanese models, the reference reliability of German model for precipitation weather in Southwest China is higher.
Key words Blizzard; South Branch trough; Water vapor conditions; Dynamic conditions; TBB; Model prediction