黑山縣初春大雪過程診斷分析

紀源?劉春彤++白雪

摘 要：本文主要敘述了黑山縣對春季一場大雪天氣形勢進行分析，從高空和地面等形勢及物理條件等方面闡述這次降雪過預(yù)報的理由。

關(guān)鍵詞：初春大雪； 形勢分析 ；天氣學診斷

一、降水天氣實況

受海上高壓后部暖濕 氣流和蒙古氣旋影響，2月20日10時開始我省自西向東普降雨雪，截至22日8時，全省62個國家級氣象觀測站均出現(xiàn)降水，平均降水量為6毫米，最大降水量為15毫米，出現(xiàn)在丹東。此次過黑山降水相態(tài)為純雪，降雪分為兩個主要時段，第一輪較強降雪黑山從20日下午14時開始，持續(xù)到 20日17時結(jié)束，在21日0時第二輪較強降雪開始，并一直持續(xù)到21日早晨。整個過程黑山降水量為6.9mm。此次過程是2014-2015年冬季黑山地區(qū)最大的一場降雪，持續(xù)時間較長，雖然未達到暴雪級別，但由于下雪正值春節(jié)期間，給交通運輸、通信和人們的生產(chǎn)、生活等方面帶來了一定的影響。過程結(jié)束后，黑山縣氣溫下降達6到8度，陸地伴隨5到6級偏北大風，還帶來了揚沙和浮塵天氣。

二、天氣尺度形勢分析

1.高空形勢分析

這次天氣過程發(fā)生前一天，2月19日500hpa中高緯度為兩脊一渦形勢，在俄羅斯東部沿岸和俄羅斯西部向北一直到喀拉海地區(qū)均受高壓脊控制，其西部高壓脊前偏北氣流引導冷空氣南下在新西伯利亞一帶堆積形成低渦，伴有-47度的冷中心。中緯度地區(qū)與高緯度地區(qū)位相基本一致，但以緯向環(huán)流為主，多短波槽活動。東北地區(qū)受高壓脊控制，其以西河套

頂部有一短波槽，未來減弱東移并未對我省造成影響。而19日08時位于新疆地區(qū)的短波槽在東移過程中，由于冷渦底部的冷空氣注入，槽內(nèi)有冷平流，使其逐漸加強，在20日到達河套地區(qū)，該短波槽就是我省此次大范圍雨雪天氣的主要影響系統(tǒng)。槽前西南暖濕氣流也強烈發(fā)展，使得控制東北地區(qū)的高壓東移加強，在20日20時移到海上，形成一定的阻塞形勢，使得此次過程持續(xù)時間較長。

2.低空天氣形勢分析

雖然從500hpa的天氣形勢分析確定了主要影響系統(tǒng)，但從降雪起始時間來分析，20日12時降雪開始時，高空槽的位置離我區(qū)較遠，它是從20日夜間開始影響我區(qū)的。另外前面也提到此次降水實際分為20日午后和20日夜間兩個時間段，所以經(jīng)過對低空和地面系統(tǒng)的分析能夠更好地分析此次降雪過程。在降雪之前19日，東北地區(qū)受強大的高壓暖脊控制，148線已經(jīng)北伸到黑龍江地區(qū)，北面的低渦東移南下，中心到達貝湖地區(qū)。到20日08時，高壓東移到海上，脊前西南暖濕氣流強烈發(fā)展，形成低空急流，自南向北一直延伸到黑龍江北部地區(qū)，在高壓后部有弱切變存在，北部低渦繼續(xù)東移，其底部橫槽仍位于蒙古國，還未對我省造成影響，所以20日午后的降雪是由高壓后部的暖濕切變所影響的。到20日20時，海上高壓東撤，低渦底部橫槽轉(zhuǎn)豎，引導冷空氣南下，與西南暖濕氣流相結(jié)合，低渦底部低槽與高壓后部切變相結(jié)合，并進一步加強，在20日夜間影響我省，是第二輪夜間降雪的主要影響系統(tǒng)。到21日08時，切變正好壓在我省中部地區(qū)，我區(qū)轉(zhuǎn)為偏北風，降雪結(jié)束。

3.地面天氣形勢分析

對地面系統(tǒng)進行分析也可以發(fā)現(xiàn)地面的主要影響系統(tǒng)蒙古氣旋在20日08時仍位于蒙古國地區(qū)，我區(qū)受海上高壓后部影響。在20日08時，降水從山東半島開始，雖然從氣壓場上分析不出明顯的系統(tǒng)，但從風場上分析，可以看到有風向的輻合。降水區(qū)自南向北推進，在20日午后開始影響我區(qū)。之后，蒙古氣旋東移南下，在20日夜間冷空氣與南部系統(tǒng)相結(jié)合，再次影響我區(qū)。所以，20日午后降水是受山東半島北部海上弱的輻合區(qū)影響，夜間降水是主要受蒙古氣旋影響。

三、天氣學診斷分析

1.低空急流及水汽條件分析

分析各層風場和低空急流可以看出，這次強降雪過程中西南急流強盛，從20日08時開始，低空急流已經(jīng)建立，由于受海上高壓外圍影響，850 ～ 700 hPa上從華南到江淮流域一帶為一致的強盛西南氣流，從江淮到山東半島為東南氣流，再向北穿過我區(qū)一直延伸到黑龍江地區(qū)為西南急流，由于高壓伸到陸地的部分對水汽輸送形成一定的阻擋，所以在20日白天，我區(qū)降雪的水汽來源主要是渤海。到20日夜間，高壓完全東移到海上，低空急流將水汽源源不斷向東北地區(qū)輸送，為大雪的發(fā)生提供了非常有利的水汽條件，雨雪大值中心出現(xiàn)在低空急流左側(cè)，到21日08時，急流東移，主要降水帶也隨之轉(zhuǎn)移到我省東部地區(qū)。

通過分析850 hPa和700 hPa的水汽通量場、可以看到我國東部自南向北為水汽大值帶，水汽通量高值舌向北一直伸展到黑龍江地區(qū)。穿過東北地區(qū)向西南一直到廣西地區(qū)做空間垂直剖面，可以看到水汽主要集中在500hpa以下，在我國南部廣西、湖南一帶為水汽通量大值中心，另外在我省中部到吉林西部一帶也有一個中心存在，但其中心值遠遠小于南部，但對于降雪來說，這樣的水汽條件已經(jīng)達到東北地區(qū)大雪的標準。通過分析水汽通量散度場可知，在20日白天到夜間，我區(qū)有弱的輻合，水汽輻合中心位于吉林地區(qū)。從低空風場分析可以看到遼寧境內(nèi)西南風較大，而進入吉林風力逐漸減小，風力的輻合造成水汽在此輻合。

2.動力條件分析

大雪的產(chǎn)生必須有高低空氣流密切配合，產(chǎn)生較強的上升運動。從沿121°E所做的經(jīng)向垂直剖面，可以發(fā)現(xiàn)，2月20日20：00在渤海以北一直到內(nèi)蒙與吉林交界處低空850hpa有較強的氣流輻合、高空為輻散，則在此對應(yīng)較強的上升運動，而在925hpa以下，在我區(qū)附近為輻散，這是由于降雪所產(chǎn)生的下沉氣流在地面附近輻散所造成的。低空輻合、高空輻散，導致上升運動的加強和維持，水汽場與垂直速度場的相互耦合以及水平方向上氣流的輻合促使了強降水的發(fā)生。

3.熱力條件及降水相態(tài)分析

對2月20日20：00 錦州站探空圖進行分析 ，可以看到在500hpa以下大氣整層近于飽和，說明水汽條件非常好。從風場垂直分布可以看到，整層均為≥14m/s的南到西南風，且在500hpa以下，風向順轉(zhuǎn)，存在明顯的暖平流 ，這說明存在明顯的暖濕氣流的輸送，預(yù)示著還將有較大降水產(chǎn)生。從溫度層結(jié)曲線來看，20日20時整層溫度均低于0度，所以降水性質(zhì)為純雪。從20日08時到20日20時，地面到1000Hpa和中高層溫度變化都不大，925hpa到850hpa之間溫度下降明顯，下降幅度達4到5度，可見此次降雪過程，冷空氣是從低層侵入，大量暖濕空氣沿著鋒面上升，在700hpa到850hpa之間形成穩(wěn)定的逆溫層，而到了21日08時，高空冷空氣南下，逆溫被破壞。

四、衛(wèi)星云圖分析

分析此次降雪過程的紅外云圖演變也可以發(fā)現(xiàn)，此次過程分為兩個階段，受兩個不同云系的影響。第一階段的降雪是受從河北地區(qū)東移北上移入我省后加強發(fā)展的中尺度云團影響，該云團中午11時開始移入我區(qū)，我區(qū)降雪開始，之后該云團緩慢東移，中心強度逐漸加強，影響范圍也逐步擴大，在20日18時，該云團已完全移出我區(qū)，繼續(xù)影響遼東地區(qū)，該云團雖然尺度較小，但產(chǎn)生的降水強度較大，給錦州市區(qū)帶來4.1mm的降雪。之后，降水有一段間歇期，但從云圖演變可以看到，其后在河北至河南地區(qū)存在高壓后部的暖濕云系北上，北部還有冷渦底部的高空槽云系東移南下，南北兩條云系在河北北部地區(qū)相結(jié)合，并于21日半夜進入我省境內(nèi)，給我省帶來新一輪的大范圍降雪，之后該條云帶伴隨高空冷渦的旋轉(zhuǎn)逐漸東移北抬，在21日白天移出我省，我省的降雪也隨之結(jié)束。

五、預(yù)報失誤原因分析

對于此次降雪過程的預(yù)報，全省都出現(xiàn)了一定程度的失誤。錦州氣象臺經(jīng)過會商得出的預(yù)報結(jié)論為20日白天，黑山多云；20日夜間全區(qū)有雨夾雪；21日白天全區(qū)轉(zhuǎn)為小雪。與實況對比，可知在降水起止時間上出現(xiàn)了明顯失誤，降水的開始時間和起止時間均提前。經(jīng)分析可知，其原因主要是因為此次過程主要考慮受蒙古氣旋影響，而對海上的南部系統(tǒng)有所忽略，而且降水均在蒙古氣旋前部暖區(qū)產(chǎn)生。另外對降水相態(tài)也沒有完全預(yù)報準確，由于在降水前，低層暖平流明顯，850hpa的溫度一直在-2到-3度左右，溫度較高，而中低層溫度是決定降水相態(tài)的關(guān)鍵，因此考慮降水前期為雨夾雪。而實際降水開始時，中低層冷空氣迅速侵入，850Hpa至925hpa溫度下降，地面溫度一直在0度以下，降水相態(tài)為純雪。而且對降水量也預(yù)報偏小，主要因為考慮受蒙古氣旋南下影響，而錦州地區(qū)較大降雪均是地面倒槽或南部氣旋北上影響，所以預(yù)報為雨夾雪轉(zhuǎn)小雪。實際第一階段降水受海上高壓后部切變線影響，且高壓后部西南急流強盛，水汽條件非常好，所以黑山縣降水達大到暴雪級別。