一次暴雪天氣形成機(jī)制的分析

摘 要：依據(jù)天氣實(shí)況和數(shù)值模式產(chǎn)品對2013年11月7—8日暴雪天氣過程進(jìn)行了綜合分析，并對數(shù)值模式的形勢場和物理量場進(jìn)行了檢驗(yàn)的條件進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：高空強(qiáng)鋒區(qū)、低空持續(xù)輻合切變、強(qiáng)輻合上升運(yùn)動及持續(xù)的水汽輸送是本次暴雪天氣產(chǎn)生的主要原因。

關(guān)鍵詞：暴雪寒潮；數(shù)值模式；物理量

一、天氣實(shí)況

2012年11月7日20時(shí)至9日08時(shí)，受西西伯利亞低渦東南下的影響，北疆出現(xiàn)入秋首場強(qiáng)降雪天氣過程，各地普降小雪，其中石河子墾區(qū)烏蘭烏蘇至石河子市沿線暴雪，最大積雪深度8～23cm，7至9日平均氣溫下降9.4-13.2℃，最低氣溫下降12至15.7℃。本次過程局地降雪強(qiáng)，降溫幅度大、最低氣溫低。

二、災(zāi)情及影響

11月8日暴雪天氣導(dǎo)致石河子市區(qū)大面積短時(shí)間停電、停暖、停水，部分小區(qū)停電、停暖、停水超過24小時(shí)，許多樹木壓斷，道路濕滑致使交通事故增加。

三、環(huán)流背景及物理量分析

1 環(huán)流背景

11月7日08時(shí)歐亞范圍為兩槽一脊型，歐洲、西西伯利亞地區(qū)分別為低槽活動區(qū)，里、咸海淺脊與其北部極地新地島高壓脊疊加，并東北向伸展東移，烏拉爾山東部形成較強(qiáng)的偏北急流，并引導(dǎo)西伯利亞到新疆的低渦逆轉(zhuǎn)東南下，我區(qū)處于該低渦底部。高壓脊逐漸東移南掉，鋒區(qū)南壓并伸向北疆沿天山，西西伯利亞低渦東移并分裂短波南下，造成強(qiáng)降雪降溫天氣，環(huán)流特征上表現(xiàn)為鋒區(qū)和冷空氣強(qiáng)，10個(gè)經(jīng)距內(nèi)有8根等高線，冷中心為-39℃，位于50-60°N，75-95°E，低渦中心強(qiáng)度520hpa。低渦走向?yàn)闁|北西南向。冷空氣源地是北方路徑，降溫劇烈。7日20時(shí)里、咸海至極地新地島高壓脊進(jìn)一步發(fā)展東北伸，西伯利亞低渦旋轉(zhuǎn)東移南壓明顯，我區(qū)處于強(qiáng)西北鋒區(qū)中。

2地面圖實(shí)況

地面圖上，11月7日20時(shí)冷鋒前沿已經(jīng)進(jìn)入北疆，北疆西北部開始出現(xiàn)降水。地面冷高中心為1032.0hPa，8日08時(shí)冷中心區(qū)域增大，冷高壓中心增為1035hPa，到9日08時(shí)冷高中心繼續(xù)增強(qiáng)到1040hPa。高壓中心的動態(tài)移動表明冷空氣在不斷加強(qiáng)和東南下。

3垂直速度場特征：

7日20時(shí)至8日08時(shí)，最大上升運(yùn)動區(qū)在石河子附近并維持12小時(shí)以上，8日08時(shí)500HPA最大上升速度達(dá)到-800e-2*pa*s-1，為強(qiáng)降雪提供了有利的垂直運(yùn)動條件。

4冷空氣源地及路徑

造成本次暴雪寒潮天氣的冷空氣源地，在新地島附近及其東側(cè)，冷空氣東北風(fēng)帶西南下經(jīng)巴爾喀什湖北部入侵新疆進(jìn)入我區(qū)，造成一次明顯寒潮降雪過程。

5數(shù)值預(yù)報(bào)分析

（1）環(huán)流形勢

模式預(yù)報(bào)看（圖略），歐洲中心5日開始環(huán)流徑向度不斷加強(qiáng)，7日20時(shí)高壓脊在烏拉爾山達(dá)到最強(qiáng)，其東部建立強(qiáng)的北風(fēng)帶，受其引導(dǎo)，冷空氣快速南下，地面冷高壓迅速得到加強(qiáng)。與此同時(shí)，在高空自烏拉爾山南部至北疆沿天山地區(qū)形成強(qiáng)的西北-東南向鋒區(qū)，為水汽輸送和垂直上升運(yùn)動提供了有利條件。

T639模式預(yù)報(bào)從強(qiáng)度和趨勢看與歐洲中心預(yù)報(bào)十分接近，表明兩種模式的預(yù)報(bào)能力在72小時(shí)內(nèi)十分接近實(shí)況，同樣具有很強(qiáng)的預(yù)報(bào)能力。

從兩個(gè)模式的預(yù)報(bào)平均場（00-48小時(shí)）可以看出，無論槽脊系統(tǒng)強(qiáng)度還是位置都很接近實(shí)況形勢場。

（2）物理?xiàng)l件

2.1水汽條件

從6日20時(shí)EC數(shù)值預(yù)報(bào)圖（24小時(shí)）上，7日20時(shí)中、低層相對濕度在80-100%高濕區(qū)已經(jīng)進(jìn)入我區(qū)，相對濕度條件比較好，降水在20時(shí)以后出現(xiàn)，并逐漸增大，直到8日11時(shí)52分結(jié)束。T639從7日23時(shí)相對濕度中低層明顯增大，石河子達(dá)到80-90﹪，8日02時(shí)-11時(shí)高濕區(qū)穩(wěn)定在石河子及南部沿山一帶，也是強(qiáng)降雪出現(xiàn)時(shí)段。

2.2垂直速度場

T639數(shù)值預(yù)報(bào)在暴雪來臨前，7日20時(shí)850hpa開始轉(zhuǎn)入上升運(yùn)動區(qū)并不斷增強(qiáng)，23時(shí)從西向東沿天山一帶有上升運(yùn)動區(qū)，強(qiáng)上升氣流區(qū)在烏魯木齊北部-36hPa·s-1 ，8日5時(shí)我區(qū)上升運(yùn)動區(qū)加大到-24hPa·s-1 ，至11時(shí)強(qiáng)上升運(yùn)動區(qū)持續(xù)維持在石河子市附近。

而在700hpa 17時(shí)石河子地區(qū)已經(jīng)進(jìn)入上升運(yùn)動區(qū)，20時(shí)強(qiáng)上升運(yùn)動區(qū)自伊犁地區(qū)沿天山北坡逐漸東移，中心值為-72hPa·s-1 、8日02時(shí)強(qiáng)上升運(yùn)動中心移向石河子地區(qū)，8日05時(shí)至8時(shí)強(qiáng)上升運(yùn)動持續(xù)穩(wěn)定在石河子附近，中心值達(dá)-60hPa·s-1， 11時(shí)減弱，降水區(qū)東移，本地降水趨于結(jié)束。

2.3高低空流場特征

7日20時(shí)200hPa，從中亞到新疆沿天山上空維持一條西北東南向急流帶，急流最大中心達(dá)40m/s. 急流軸中心位于沿天山一帶，導(dǎo)致脊前強(qiáng)冷空氣東南下，造成沿天山北坡帶石河子暴雪寒潮天氣。

850hpa流場分析：

6日20時(shí)ECMWF流場預(yù)報(bào)圖可以看出沿天山一帶有一條明顯復(fù)合帶，8日02時(shí)東移至石河子市附近及以南地區(qū)并維持到08時(shí)。11時(shí)輻合帶東移出石河子市地區(qū)。最大降雪時(shí)段在8日02時(shí)至10時(shí)，與輻合帶相吻合。

四、結(jié)論

4.1 本次天氣過程降雪具有范圍大，局地降雪強(qiáng)，降溫劇烈的特點(diǎn)。

4.2強(qiáng)鋒區(qū)條件和地形的共同作用及低層持續(xù)的氣流輻合抬升是造成本次暴雪天氣的主要動力條件

4.3 T639和ECMWF數(shù)值模式在本次暴雪天氣中較好地預(yù)報(bào)了物理場和形勢場，特別在高空鋒區(qū)和低空層輻合流場。

參考文獻(xiàn)

[1] 張家寶，鄧子風(fēng).新疆降水概論。北京：氣象出版社. 1987.331-332

[2] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文等。天氣學(xué)原理和方法（第三版）。北京：氣象出版社. 2000.192-194，620-628

[3] 許新田，李明，陶建玲.“陜西2003年持續(xù)性暴雨高低空急流特征分析”。氣象科學(xué).2006 .26（6）682-688

[4]陸漢城.中尺度天氣原理和預(yù)報(bào).北京：氣象出版社，2000.65～68，256～258

[5] 中國氣象局科教司.省地氣象臺短期預(yù)報(bào)崗位培訓(xùn)教材。北京：氣象出版社. 1998.230-231

作者簡介

丁虎，男，山東乳山人，本科，現(xiàn)為新疆石河子氣象局高級工程師，主要從事天氣氣候預(yù)報(bào)與研究。