畢節(jié)市三次強(qiáng)凝凍過程中雨雪轉(zhuǎn)換天氣分析

姚浪　吳姍　羅淼　呂靜　周庶

摘要：2008、2011、2018年畢節(jié)市出現(xiàn)持續(xù)15d以上的強(qiáng)凝凍天氣，本文通過對(duì)持續(xù)凝凍過程中的日天氣現(xiàn)象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)降雨、凍雨、雨夾雪、雪日進(jìn)行分類天氣環(huán)流分析，將持續(xù)凝凍中發(fā)生凍雨分為500hPa西風(fēng)型、500hPa西北風(fēng)型、靜止鋒減弱型，雨夾雪分為四川短波槽型、700hPa切變型，降雪分為東亞大槽型、南支槽型、橫槽轉(zhuǎn)豎型;同時(shí)對(duì)各類天氣現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)的物理量進(jìn)行提取歸納，總結(jié)出各類天氣現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)的物理量特征。

關(guān)鍵詞：畢節(jié)市;凝凍;凍雨;雨夾雪;雪;大氣環(huán)流

中圖分類號(hào)：S161文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200115040

收稿日期：2019-11-04

基金項(xiàng)目：貴州省氣象局科研業(yè)務(wù)登記項(xiàng)目“畢節(jié)市三次強(qiáng)凝凍年雨雪相態(tài)轉(zhuǎn)換成因研究”（項(xiàng)目編號(hào)：黔氣科登[2019]01-01號(hào)）

作者簡(jiǎn)介：姚浪（1989-），男，本科，工程師。研究方向：氣象服務(wù)。

引言

畢節(jié)市位于貴州省西北部，地處川、滇、黔3省結(jié)合部，是貴州省冬季凝凍最多的地區(qū)。2008年1月13日—2月15日，貴州出現(xiàn)低溫雨雪冰凍天氣，唐延婧等通過對(duì)中東部凝凍嚴(yán)重的前期和西部凝凍嚴(yán)重的后期做了對(duì)比，揭示了此次災(zāi)害天氣的幾個(gè)主要天氣特征[1]。2011年1月，貴州再次出現(xiàn)僅次于2008年初的低溫雨雪冰凍天氣，過程長(zhǎng)達(dá)32d，伴隨3次明顯的冷空氣影響，具有持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、間斷性突出、中期降雪突出的特點(diǎn)[2]。2018年，貴州中西部出現(xiàn)持續(xù)15d以上的凝凍天氣，道路結(jié)冰嚴(yán)重，造成交通事故頻發(fā)。以往學(xué)者對(duì)貴州的凝凍天氣已開展了大尺度背景的環(huán)流研究，但在持續(xù)凝凍天氣中常伴隨有雨、凍雨、雨夾雪、雪等降水相態(tài)轉(zhuǎn)換，本文擬通過對(duì)畢節(jié)市3次持續(xù)凝凍過程的降水相態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，歸納總結(jié)出不同降水相態(tài)的天氣形勢(shì)和物理量特征[3-5]。

1資料和方法

分析2008年1—2月、2010年12月—2011年1月、2018年1—2月期間畢節(jié)8縣區(qū)氣象觀測(cè)站天氣現(xiàn)象日資料，將日天氣現(xiàn)象出現(xiàn)大于4站次天氣現(xiàn)象定義為該類天氣現(xiàn)象日，通過天氣現(xiàn)象分類劃分出各類天氣出現(xiàn)的日期，結(jié)合Micaps實(shí)況高空、地面和探空觀測(cè)資料進(jìn)行天氣形勢(shì)分析，總結(jié)各類天氣現(xiàn)象出現(xiàn)的天氣環(huán)流特征。最后通過C#編程提取各類天氣現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的500hPa、700hPa、850hPa高度，溫度、比濕、上升運(yùn)動(dòng)、水汽通量散度等物理量，歸納總結(jié)物理量特征。

23次凝凍天氣實(shí)況

2008年1月13日—2月14日、2010年12月30日—2011年1月31日、2018年1月25日—2月12日畢節(jié)市出現(xiàn)強(qiáng)凝凍天氣過程，其中2008年凝凍天氣過程中降雪日數(shù)最多為大方縣26d，最少為黔西縣、赫章縣15d，全市平均降雪日數(shù)達(dá)到19d;全市凍雨日數(shù)最多為大方縣33d，最少為赫章縣19d，全市平均凍雨日數(shù)為27d;積雪日數(shù)最多為威寧縣12d，最少為納雍縣、織金縣2d，全市平均積雪日數(shù)為6d。2011年凝凍天氣過程中降雪日數(shù)最多為七星關(guān)縣24d，最少為赫章縣10d，全市平均降雪日數(shù)達(dá)到18d;全市凍雨日數(shù)最多威寧縣32d，最少為赫章縣7d，全市平均凍雨日數(shù)為23.3d;積雪日數(shù)最多為大方縣19d，最少為赫章縣、金沙縣4d，全市平均積雪日數(shù)為8.4d。2018年凝凍天氣過程中降雪日數(shù)最多為大方縣12d，最少為金沙縣6d，全市平均降雪日數(shù)達(dá)到8.5d;全市凍雨日數(shù)最多大方縣18d，最少為金沙縣5d，全市平均凍雨日數(shù)為10.9d;積雪日數(shù)最多為威寧縣、大方縣5d，最少為織金縣0d，全市平均積雪日數(shù)為2.6d。

3雨雪相態(tài)轉(zhuǎn)換天氣形勢(shì)分析

3.1雨轉(zhuǎn)凍雨型

天氣現(xiàn)象發(fā)生日期：2008年1月14日、2010年12月31日—2011年1月1日、2018年1月25—26日。在地面冷鋒影響前，畢節(jié)市溫度在0℃以上，當(dāng)?shù)孛胬滗h影響畢節(jié)市后，地面氣溫下降到0℃以下，畢節(jié)市出現(xiàn)雨轉(zhuǎn)凍雨天氣。

3.2凍雨型

天氣現(xiàn)象發(fā)生日期：2008年1月17—21日、23日、25日、2月4日、2011年1月1日、3—5日、8日、21—22日、25—26日、2018年1月26—27日、2月1日、8日。

3.2.1500hPa西風(fēng)型

中高緯在烏拉爾山常伴有阻塞高壓，在N50°～60°、E80°～140°之間多為低值系統(tǒng)或深厚橫槽發(fā)展，500hPa在N25°～30°之間以平直西風(fēng)氣流為主，700hPa在貴州區(qū)域多伴有西南急流，850hPa偏東北或偏東氣流影響，中高層干冷、畢節(jié)上空濕層淺薄，云頂高度在700hPa上下。

3.2.2500hPa西北風(fēng)型

在中國(guó)西南地區(qū)500hPa上形成較強(qiáng)西北風(fēng)，低層多為東北風(fēng)或東風(fēng)回流，畢節(jié)市處在地面鋒面后。

3.2.3靜止鋒減弱型

中高空無(wú)明顯影響系統(tǒng)，低層多受偏東風(fēng)影響，地面靜止鋒在白天減弱東退至畢節(jié)市西部，夜晚加強(qiáng)至云南東部，畢節(jié)全市處于鋒后，在鋒區(qū)擺動(dòng)中常在夜晚到早晨出現(xiàn)凍雨天氣。

3.2.4探空分析

畢節(jié)市在持續(xù)凝凍過程中出現(xiàn)凍雨時(shí)，地面溫度低于0℃，中西部濕層淺薄，云頂高度在700hPa上下，鋒面逆溫層頂溫度通常在0℃以下，無(wú)融化層。畢節(jié)東部地面溫度低于0℃，濕層比西部厚，但云頂高度也在700hPa上下，濕度條件較好時(shí)可達(dá)650hPa上下，有融化層和無(wú)融化層2種層結(jié)。

3.3凍雨、雨夾雪型

天氣現(xiàn)象發(fā)生日期：2008年1月15—16日、24日、26—29日、2月3日、2月5—6日、9日、14日、2011年1月2日、6—7日、23—24日、27—29日、31日、2018年1月28—30日、2月7日。

3.3.1四川短波槽型

500hPa在四川至河套地區(qū)以南有短波槽發(fā)展，在高空短波槽東移時(shí)影響畢節(jié)，但由于濕層伸展高度不夠，易造成畢節(jié)市出現(xiàn)雨夾雪天氣。

3.3.2700hPa切變型

500hPa高空低槽的位置偏北、偏東，700hPa槽后偏北風(fēng)和偏南風(fēng)切變南下影響畢節(jié)，850常為偏東或偏北氣流，500hPa為干層，中低層有切變輻合，濕層伸展高度不夠，造成畢節(jié)市出現(xiàn)雨夾雪天氣。

另一類滿足降雪天氣形勢(shì)，但由于層結(jié)條件達(dá)不到降雪的溫度條件，通常是700hPa附近有暖層，溫度高于0℃出現(xiàn)融化層，導(dǎo)致降雨夾雪。

3.3.3探空分析

畢節(jié)市在持續(xù)凝凍過程中出現(xiàn)雨夾雪、凍雨時(shí)，地面溫度常低于2℃，中西部濕層較凍雨形勢(shì)更厚，云頂高度在700～600hPa上下，鋒面逆溫層頂溫度通常在0℃以下，無(wú)融化層;地面溫度低于0℃，云頂高度可伸展到600hPa以上，但在鋒面逆溫層頂溫度在0℃以上，存在融化層。

3.4降雪型

天氣現(xiàn)象發(fā)生日期：2008年1月22日、30日、1月31日—2月2日、7—8日、10—13日、2011年1月9—11日、13—15日、17—20日、30日、2018年1月31日、2月2—5日。

3.4.1東亞大槽型

兩槽一脊發(fā)展，東北冷渦南部大槽疊加脊前強(qiáng)北風(fēng)影響，使高空冷槽更加深厚、位置更加靠南，同時(shí)結(jié)合青藏高原東部短波槽東移后與中緯度冷槽連通，形成東北—西南向深厚大槽系統(tǒng)。

3.4.2南支槽型

孟加拉灣南支槽疊加新疆冷槽東移南下或河套地區(qū)至四川一帶高空低槽型，500hPa在新疆到巴爾喀什湖一帶有冷槽或冷渦發(fā)展或在河套地區(qū)至四川一帶有高空低槽發(fā)展東移，同時(shí)孟加拉灣南支槽發(fā)展，在東移過程中南北支槽連通，形成東北—西南向或南北向深厚高空低槽系統(tǒng)，冷槽東移影響畢節(jié)市。

500hPa在河套地區(qū)以南至四川一帶有高空冷槽發(fā)展東移，孟加拉灣有南支槽發(fā)展，畢節(jié)市500hPa處于槽前強(qiáng)偏西南氣流，高空冷槽位置偏北偏東，未直接影響到畢節(jié)市，但700hPa切變線南壓時(shí)影響畢節(jié)市，850hPa多為偏東北氣流，低層有切變輻合，南支槽前西南氣流為畢節(jié)市上空帶來(lái)濕冷空氣，使?jié)駥由煺垢叨仍黾印?/p>

3.4.3橫槽轉(zhuǎn)豎型

500hPa在東北地區(qū)有深厚冷渦發(fā)展，在貝加爾湖以南到新疆以北為橫槽發(fā)展，橫槽轉(zhuǎn)豎后形成深厚的東北—西南向高空冷槽，冷槽東移南下影響畢節(jié)市。

3.4.4探空分析

畢節(jié)市在持續(xù)凝凍過程中出現(xiàn)降雪時(shí)，地面溫度常低于2℃，濕層伸展到600hPa以上，云頂溫度常低于-9℃，無(wú)融化層。

4物理量分析

4.1溫度層結(jié)

降雪時(shí)500hPa畢節(jié)市溫度低于-9℃，凍雨或雨夾雪時(shí)500hPa溫度較高，700hPa有冷層和暖層2種形態(tài)。

4.2水汽條件

發(fā)生此3類天氣現(xiàn)象畢節(jié)市比濕500hPa在0～3g/kg、700hPa在2～6g/kg、850hPa在2～4g/kg，其中發(fā)生雨夾雪或降雪時(shí)500hPa、700hPa水汽通量輻合大于發(fā)生凍雨時(shí)。

4.3上升運(yùn)動(dòng)

雨夾雪或降雪時(shí)500hPa上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)于發(fā)生凍雨時(shí)，700hPa上發(fā)生降雪時(shí)上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)于發(fā)生凍雨或雨夾雪時(shí)，其中有少數(shù)雨夾雪天氣過程中垂直方向上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)，但由于700hPa附近有暖層導(dǎo)致降水相態(tài)為雨夾雪。

5小結(jié)

對(duì)2008、2011、2018年畢節(jié)市3次強(qiáng)凝凍過程進(jìn)行天氣現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)，將雨、凍雨、雨夾雪、雪按出現(xiàn)日期劃分后進(jìn)行天氣分析并總結(jié)各類天氣現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)的天氣環(huán)流特征：雨轉(zhuǎn)凍雨時(shí)，地面將受冷鋒影響，地面氣溫降至0℃以下;凍雨天氣環(huán)流分為500hPa西風(fēng)型、500hPa西北風(fēng)型、靜止鋒減弱型，垂直方向上濕層淺薄，云頂高度在700hPa上下，鋒面逆溫層頂溫度通常在0℃以下和0℃以上均可出現(xiàn)凍雨天氣;凍雨、雨夾雪時(shí)天氣環(huán)流分為四川短波槽型、700hPa切變型，濕層厚度較凍雨天氣略高，云頂高度在700～600hPa上下，鋒面逆溫層頂溫度通常在0℃以下，無(wú)融化層。另一種為云頂高度可伸展到600hPa以上，但在鋒面逆溫層頂溫度在0℃以上，存在融化層;降雪時(shí)天氣環(huán)流分為東亞大槽型、南支槽型、橫槽轉(zhuǎn)豎型。此時(shí)畢節(jié)市上空濕層深厚，云頂高度伸展到600hPa以上，云頂溫度常低于-9℃，無(wú)融化層。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯賈燦）