2018年1月2~4日迪庆州一次大雪天气成因分析论文_何兴波

(迪庆州灾害防御中心 云南迪庆州 674400)

摘要:2018年1月2~4日迪庆州出现了2017年入冬以来的首场大雪天气过程。现用micaps资料,从大气环流形式演变、物理量诊断分析等分析了500hPa高空形势及垂直速度、水汽通量散度、涡度等物理量场特征。得出:500hPa图上深冬季节典型的孟加拉湾南支槽建立,逐步加深东移,携带水汽影响云南大部分地区,极易导致迪庆州大雪天气的暴发;垂直速度的强上升运动区、水汽通量散度的辐合区、涡度的正值区与强降雪区表现为很好的对应关系。

关键词:首场大雪;南支槽;物理量特征

引言

2018年1月2日傍晚~4日凌晨迪庆州出现了2017年入冬以来的首场大雪天气过程。这次降雪过程正值迪庆州深冬干季,昼夜温差极大、风干物燥时期,雪的含水轻,再加之2017年11月份入冬以来迪庆全州有效降水较历年同期属极少,全州森林防火形势极其严峻,久旱逢雨,1月2~4日的大范围有效降水极大缓解了森林防火压力。本文就这次首场大雪天气过程的高空环流形势、典型南支槽特点以及水汽通量、垂直速度等物理量场进行分析,得出一些结论。以期对今后的冬季大雪天气预报有所帮助,提高对地方的防灾减灾服务能力。

1这次大雪的天气实况及特征概述

2018年1月2日14:00时(北京时间,下同)迪庆州全州天空状况依然少云,午后风速加大,西南边降水云系逐步铺满天空,全州转为阴天,17:10分左右,据气象站点监测数据显示,高海拔地区飘起了雪花,拉开了此次降水天气过程的序幕。

表1 降水实况表:

2环流形势

2.1孟加拉湾低纬环流演变特点与典型南支槽

大雪天气过程开始前,2018年1月1日20时500hPa高空图上,东经90°附近南支槽已逐步建立,印度半岛北部有一563低值中心存在,伴随其逐步东移,南支槽在90°E附近加深,强劲的西南气流携带大量水汽影响我省。在2日20时500hPa高空图上,南支槽在90°E附近加深,印度半岛低值区快速东移与之合并,滇西北高度场迅速掉至564-568hpa左右,降水过程前期形势已经建立。2日20时大范围降水天气开始,最强降水时段持续了24小时,正值深冬季节,全州地面温度极低,高海拔地区以降雪为主,沿江地区以降雨为主;4日08时降水系统主体已经移出我州,尾部降水云系形成了全州性小雨雪天气;4月20时低纬度环流完成一次调整,我州转为受偏西气流控制,但是风速依然很大,降水天气过程结束,辐射降温天气明显。

此次降雪过程是典型孟加拉湾南支槽形势建立,槽主体在90°E附近明显加深,然后快速东移,槽前水汽充足,动力条件较好,满足迪庆州冬季大雪的基本条件,久旱逢雨,此次有效降水天气过程非常及时,极大缓解了迪庆森林防火压力。

3物理量场特征分析

3.1垂直速度分析

a b

图1 2018年1月2日20时、3日08时沿27O 17/N垂直速度剖面图(单位:10-3hPa.S-1)

垂直运动可以引起水汽、热量、动量、涡度的垂直输送,垂直速度对天气系统的发生、发展影响极大。现对迪庆州大雪天气过程的动力条件作分析,取90~108oE,以27o17/N垂直经向剖面图发现: 1月2日20时(图1a)从90~102oE,850~150hPa整层为负值区,上升运动深厚强劲,在96oE,700~500hPa层为垂直速度最大负值区(强烈的上升运动区),值为-16×10-3hPa.s-1,整层为深厚的辐合区;3日08时(图1b),90~100oE,850~650hPa之间为负值区,最大负值中心在96oE,700hPa层上,值为-8×10-3hPa.s-1,600~300hPa层上为正值区,最大正值区在500~400之间,中心值为4×10-3hPa.s-1,强烈的中低层辐合,高层辐散,促使垂直运动加剧,迪庆州全境降雪达到最强;到3日20时(图略),迪庆州上空400hPa以上为正值,下层仍为负值区。在整个降雪过程中:上升气流在雪区上空出现,强劲的低层辐合高层辐散,不但有利于垂直运动的发展和高低空能量的交换,还有利于对流运动在一定时间内维持,增加降雪的时间长度和强度。因此,强烈的辐合辐散是迪庆州这次降大雪的重要物理机制。

3.2水汽通量散度分析

从图2可以看出,2日20时(图2a),850~550hPa,90~102oE之间为负值区,表明该区域有水汽辐合,为水汽汇,并且水汽辐合带呈西南走向,大值中心在96oE的700hPa上,数值为-8×10-8g.s-1.cm-2.hPa-1,550hPa以上为正值区,,有水汽辐散,中心数值为8×10-8g.s-1.cm-2.hPa-1。3日08时(图2b),90~104oE的850~700hPa层上为水汽汇,中心数值为-8×10-8g.s-1.cm-2.hPa-1,700hPa以上为正值区,水汽辐散,中心数值为8×10-8g.s-1.cm-2.hPa-1。3日20时(图略),700hPa以下为水汽汇,以上为水汽辐散区,强度明显减弱,随之降雪强度减弱。4日08时(图略),北纬20~35oN,500hPa以下整层为水汽辐合区,最大中心在750~650hPa,25~28 oN层上,500hPa以上整层为水汽辐散层,到4日20时(图略),500hPa以下,28 oN以南为水汽辐合区,28 oN以北为水汽辐散区,到5日08时,700hPa以下水汽辐合,以上为辐散层,强度减弱。这与前面分析的:深厚强劲的上升运动区配合较强的水汽辐合,从而造成我州这次从南到北的大雪天气过程,水汽辐合及上升运动最强在28oN以南。从水汽通量散度分析可见,这次强降雪过程的水汽是从西南方输送来的。

a b

图3 2018年1月2日20时、3日08时沿27o17/涡度的垂直剖面图

4小结

(1)500hPa图上90°E附近典型南支槽形势的建立,槽主体加深并快速冬移,槽前强劲的西南气流引导孟加拉湾水汽北上,影响云南大部分地区,是导致这次迪庆州大范围大雪暴发的主要环流背景。

(2)北上的暖湿水汽与深冬季节干冷空气在迪庆交汇,是造成这次大范围降雪天气的主要原因。

(3)滇西北地区中低层为强劲的上升运动区,即辐合区;高层为下沉运动区,即辐散区,有利于强降雪的发生。

(4)中低层为正涡度平流,水汽辐合,高层为负涡度平,水汽辐散。中低层的正涡度平流区恰好与强烈的垂直速度上升运动区几乎重合,强降雪就出现在强上升运动区,说明此类天气,强降雪区与强上升运动区和正涡度区有一定的对应关系。

参考文献:

[1]刘家训,郭菊馨等,迪庆州冬、春季大、暴雪预报模型研究, 2004年云南省重大灾害性天气气候技术总结文集。

[2]李国平,青藏高原动力气象学,北京,气象出版社,2002年。

作者简介:何兴波(1982-)男,白族,云南省迪庆藏族自治州香格里拉市人,本科学历,助理工程,从事气象应用工作。

论文作者:何兴波

论文发表刊物:《科技研究》2019年4期

论文发表时间:2019/6/18

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