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摘要 应用基本观测资料和NCEP再分析资料,对一次漏报的鲁西南致灾暴雪天气进行了诊断分析。结果表明:此次强降雪是由700 hPa上西南急流携带暖湿空气和850 hPa上东南气流携带水汽分别与各自高度上的冷空气结合造成的;主要影响系统有西南低空急流、切变线、西风槽、地面高压。
关键词 暴雪;水汽通量;垂直速度;山东济宁
中图分类号 S166 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)11-0291-02
雪灾是山东省冬季主要气象灾害之一,对农业生产、交通运输、供水供电等危害极大,因此对我国北方暴雪开展了广泛深入的研究[1-2]。杨晓霞等[3]通过对山东省2次暴雪天气的对比分析得出:2次暴雪都是受高空槽影响产生,700 hPa附近有较强的偏南气流向暴雪区输送暖湿空气,整层大气接近于饱和。周雪松等[4]研究表明,在回流暴雪形成与发展中,产生动力锋生,其锋面次级环流是造成暴雪的主要原因。
2015年11月23—24日,鲁西南出现强降雪天气,此次暴雪过程在济宁市历史上比较罕见,是有气象记录以来最强的一次。该文利用基本观测资料和NCEP再分析资料对此次暴雪过程成因进行分析,以提高暴雪的预报能力。
1 天气实况与灾情
受低层冷空气与西风槽影响,11月23日下午至24日傍晚,济宁市出现强降雪天气(图1),23日下午到傍晚以降雨为主,19:00开始有台站转雪,至23日22:00 11个台站基本全部转为降雪,整个降水过程以降雪为主。截至24日20:00,全市平均降雪量29.5 mm,平均最大积雪深度22.7 cm,兖州区积雪深度最大,为32.0 cm,市区积雪深度达31.0 cm,24日20:00雪压为26 kg/m2。
此次强降雪导致济宁市任城区、兖州区等13个县市区部分蔬菜大棚、养殖大棚被压塌,部分房屋倒塌损坏,企业厂房不同程度损坏,给受灾县市区造成了一定的经济损失。据核定,此次灾害共造成30 038人受灾,其中紧急转移安置人口21人,无人员伤亡;农作物受灾面积1 117.25 hm2,其中成灾面积366.27 hm2,绝收面积 75.60 hm2;因灾倒损房屋238间,其中倒塌4间,严重损坏67间,一般损坏167间;积雪压塌农户蔬菜大棚10 419个,养殖大棚955个,因灾死亡大牲畜338头,因灾死亡羊只794只,因灾死亡鸡鸭等家禽38 350余只;灾害造成直接经济损失35 120.04万元,其中农业直接经济损失23 919.1万元,工矿企业损失10 711.8万元,家庭财产损失451.14万元。
2 环流形势分析
11月23日8:00至24日8:00 500 hPa上,我国中纬度上空环流较平直,波动不强,中支槽弱,黄淮西部地区在中支槽前的西西南气流中,南支系统短波活动频繁,23日8:00,高原东部上空和高原东侧的西南地区东部上空各有一短波槽存在,20:00,高原东部的短波槽东移越过高原并加深。
700 hPa上,23日8:00,华北地区上空锋区在北纬35°~45°之间,锋区强度达20 ℃/10°,西南气流向北到达淮河北部,急流未形成,同时一股冷空气进入我国新疆,西南气流靠近高原一侧受摩擦作用影响,在四川东北部出现气旋性旋转,出现偏东南气流分支,到达了河西东部。20:00,高原东侧出现西南涡,进入新疆的冷空气到达了河套西部,部分冷空气从河西走廊绕过高原东北侧渗透到四川。低涡东侧的西南急流建立并加强北上到达鲁西南一带,即锋区南部区域,风场上看,西南急流与锋区南部的西西北气流在鲁西南地区形成了辐合线。温度场上,伴随西南急流的建立,在低涡的东侧出现了温度脊。从温度露点差分析,干湿分界线在北纬37°附近,两侧水汽条件相差明显。24日8:00,来自新疆的冷空气部分绕过高原灌入西南涡,西南涡演变为南支槽,槽前西南急流继续加强北上,到达华北南部,济宁地区处在西南气流控制下,锋区稍有南移。从23日20:00西南急流建立后,西南气流携带大量的暖湿空气北上,进入到锋区南部。
850 hPa上锋区表现比700 hPa更明显。23日8:00,山东大部地区在0 ℃以上,鲁南在4 ℃线附近,在华中西北部有一切变线,我国整个中东部地区上空风场较弱。结合地面降水相态的变化,在23日下午,冷空气出现了暴发性的南下,20:00,我国整个中东部地区上空的风场明显加强,风力明显加大,温度场上,从我国华北到华中地区出现了明显的温度槽,山东在温度槽的右侧,0 ℃线基本上南压出山东,鲁西南在-4~0 ℃之间,山东从下午开始,自北向南逐渐由雨转雪,24日8:00,850 hPa上,山东基本完全在-4 ℃以下。从海上南下的冷空气,在我国东南沿海进入内陆,与从东北、黄淮南下的冷空气在豫皖交界一带形成辐合,24日8:00,辐合扩大至江淮中北部区域。随着冷空气的南下,从地面到925 hPa形成了一定厚度的冷的下垫面(图2)。
3 物理量场分析
3.1 水汽条件分析
3.1.1 水汽通量。23日20:00 700 hPa的水汽通量场上,从我国西南地区到黄淮中南部是一个范围较大的水汽输送通道,其中心大值区范围在华中一带,24日8:00,随着西南急流的加强,水汽输送通道也出现了加强,中心大值区也向东北有所移动,鲁西南处在水汽输送通道軸线的左侧,西南气流携带暖湿空气与冷空气交绥于急流的左前方,在鲁西南形成了持续的降雪天气。850 hPa上,24日8:00,从福建沿海到豫鲁交界一带的水汽通道比较清楚,水汽通过东南气流被携带到降水区域,产生辐合在降水区形成降水,由于此时850 hPa鲁西南已处在-4 ℃附近,气温较低,降水相态为雪(图3)。
3.1.2 水汽通量散度。水汽通量散度上看,在23日20:00和24日8:00,700 hPa和850 hPa上,鲁西南都处在水汽通量散度的负值区,水汽被气流携带到鲁西南后,有非常好的辐合上升,而且持续时间长。
3.2 垂直速度场分析
以北纬35.5°、东经116.5°为中心,作23日8:00至24日8:00的时间剖面图(图4),在23日傍晚至24日8:00,850 hPa以上有深厚的垂直上升运动,为本次降水提供持久动力条件。
4 结语
(1)本次强降雪是由700 hPa上西南急流携带暖湿空气和850 hPa上东南气流携带水汽分别与各自高度上的冷空气结合造成的;冷空气暴发南下,使得低层气温快速下降,降水由降雨转为降雪,主要影响系统有西南低空急流、切变线、西风槽、地面高压,24日白天的降雪天气为回流形势。
(2)本次强降雪出现时间较早,降雪量和积雪深度比较罕见,多个台站突破历史极值。气候统计上分析,由于暴雪天气出现较少,缺乏这方面的研究,本次暴雪天气漏报,今后将加强这方面的研究,总结有关鲁西南暴雪预报的经验。
5 参考文献
[1] 迟竹萍,龚佃利.山东一次连续性降雪过程参数数值模拟研究[J].气象,2006,32(7):25-32.
[2] 盛春岩,杨晓霞.一次罕见的山东暴雪天气的对称不稳定分析[J].气象,2002,28(3):33-37.
[3] 杨晓霞,吴炜,万明波,等.山东省两次暴雪天气的对比分析[J].气象,2012,38(7):868-876.
[4] 周雪松,谈哲敏.华北回流暴雪发展机理个例研究[J].气象,2008,34(1):18-26.
关键词 暴雪;水汽通量;垂直速度;山东济宁
中图分类号 S166 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)11-0291-02
雪灾是山东省冬季主要气象灾害之一,对农业生产、交通运输、供水供电等危害极大,因此对我国北方暴雪开展了广泛深入的研究[1-2]。杨晓霞等[3]通过对山东省2次暴雪天气的对比分析得出:2次暴雪都是受高空槽影响产生,700 hPa附近有较强的偏南气流向暴雪区输送暖湿空气,整层大气接近于饱和。周雪松等[4]研究表明,在回流暴雪形成与发展中,产生动力锋生,其锋面次级环流是造成暴雪的主要原因。
2015年11月23—24日,鲁西南出现强降雪天气,此次暴雪过程在济宁市历史上比较罕见,是有气象记录以来最强的一次。该文利用基本观测资料和NCEP再分析资料对此次暴雪过程成因进行分析,以提高暴雪的预报能力。
1 天气实况与灾情
受低层冷空气与西风槽影响,11月23日下午至24日傍晚,济宁市出现强降雪天气(图1),23日下午到傍晚以降雨为主,19:00开始有台站转雪,至23日22:00 11个台站基本全部转为降雪,整个降水过程以降雪为主。截至24日20:00,全市平均降雪量29.5 mm,平均最大积雪深度22.7 cm,兖州区积雪深度最大,为32.0 cm,市区积雪深度达31.0 cm,24日20:00雪压为26 kg/m2。
此次强降雪导致济宁市任城区、兖州区等13个县市区部分蔬菜大棚、养殖大棚被压塌,部分房屋倒塌损坏,企业厂房不同程度损坏,给受灾县市区造成了一定的经济损失。据核定,此次灾害共造成30 038人受灾,其中紧急转移安置人口21人,无人员伤亡;农作物受灾面积1 117.25 hm2,其中成灾面积366.27 hm2,绝收面积 75.60 hm2;因灾倒损房屋238间,其中倒塌4间,严重损坏67间,一般损坏167间;积雪压塌农户蔬菜大棚10 419个,养殖大棚955个,因灾死亡大牲畜338头,因灾死亡羊只794只,因灾死亡鸡鸭等家禽38 350余只;灾害造成直接经济损失35 120.04万元,其中农业直接经济损失23 919.1万元,工矿企业损失10 711.8万元,家庭财产损失451.14万元。
2 环流形势分析
11月23日8:00至24日8:00 500 hPa上,我国中纬度上空环流较平直,波动不强,中支槽弱,黄淮西部地区在中支槽前的西西南气流中,南支系统短波活动频繁,23日8:00,高原东部上空和高原东侧的西南地区东部上空各有一短波槽存在,20:00,高原东部的短波槽东移越过高原并加深。
700 hPa上,23日8:00,华北地区上空锋区在北纬35°~45°之间,锋区强度达20 ℃/10°,西南气流向北到达淮河北部,急流未形成,同时一股冷空气进入我国新疆,西南气流靠近高原一侧受摩擦作用影响,在四川东北部出现气旋性旋转,出现偏东南气流分支,到达了河西东部。20:00,高原东侧出现西南涡,进入新疆的冷空气到达了河套西部,部分冷空气从河西走廊绕过高原东北侧渗透到四川。低涡东侧的西南急流建立并加强北上到达鲁西南一带,即锋区南部区域,风场上看,西南急流与锋区南部的西西北气流在鲁西南地区形成了辐合线。温度场上,伴随西南急流的建立,在低涡的东侧出现了温度脊。从温度露点差分析,干湿分界线在北纬37°附近,两侧水汽条件相差明显。24日8:00,来自新疆的冷空气部分绕过高原灌入西南涡,西南涡演变为南支槽,槽前西南急流继续加强北上,到达华北南部,济宁地区处在西南气流控制下,锋区稍有南移。从23日20:00西南急流建立后,西南气流携带大量的暖湿空气北上,进入到锋区南部。
850 hPa上锋区表现比700 hPa更明显。23日8:00,山东大部地区在0 ℃以上,鲁南在4 ℃线附近,在华中西北部有一切变线,我国整个中东部地区上空风场较弱。结合地面降水相态的变化,在23日下午,冷空气出现了暴发性的南下,20:00,我国整个中东部地区上空的风场明显加强,风力明显加大,温度场上,从我国华北到华中地区出现了明显的温度槽,山东在温度槽的右侧,0 ℃线基本上南压出山东,鲁西南在-4~0 ℃之间,山东从下午开始,自北向南逐渐由雨转雪,24日8:00,850 hPa上,山东基本完全在-4 ℃以下。从海上南下的冷空气,在我国东南沿海进入内陆,与从东北、黄淮南下的冷空气在豫皖交界一带形成辐合,24日8:00,辐合扩大至江淮中北部区域。随着冷空气的南下,从地面到925 hPa形成了一定厚度的冷的下垫面(图2)。
3 物理量场分析
3.1 水汽条件分析
3.1.1 水汽通量。23日20:00 700 hPa的水汽通量场上,从我国西南地区到黄淮中南部是一个范围较大的水汽输送通道,其中心大值区范围在华中一带,24日8:00,随着西南急流的加强,水汽输送通道也出现了加强,中心大值区也向东北有所移动,鲁西南处在水汽输送通道軸线的左侧,西南气流携带暖湿空气与冷空气交绥于急流的左前方,在鲁西南形成了持续的降雪天气。850 hPa上,24日8:00,从福建沿海到豫鲁交界一带的水汽通道比较清楚,水汽通过东南气流被携带到降水区域,产生辐合在降水区形成降水,由于此时850 hPa鲁西南已处在-4 ℃附近,气温较低,降水相态为雪(图3)。
3.1.2 水汽通量散度。水汽通量散度上看,在23日20:00和24日8:00,700 hPa和850 hPa上,鲁西南都处在水汽通量散度的负值区,水汽被气流携带到鲁西南后,有非常好的辐合上升,而且持续时间长。
3.2 垂直速度场分析
以北纬35.5°、东经116.5°为中心,作23日8:00至24日8:00的时间剖面图(图4),在23日傍晚至24日8:00,850 hPa以上有深厚的垂直上升运动,为本次降水提供持久动力条件。
4 结语
(1)本次强降雪是由700 hPa上西南急流携带暖湿空气和850 hPa上东南气流携带水汽分别与各自高度上的冷空气结合造成的;冷空气暴发南下,使得低层气温快速下降,降水由降雨转为降雪,主要影响系统有西南低空急流、切变线、西风槽、地面高压,24日白天的降雪天气为回流形势。
(2)本次强降雪出现时间较早,降雪量和积雪深度比较罕见,多个台站突破历史极值。气候统计上分析,由于暴雪天气出现较少,缺乏这方面的研究,本次暴雪天气漏报,今后将加强这方面的研究,总结有关鲁西南暴雪预报的经验。
5 参考文献
[1] 迟竹萍,龚佃利.山东一次连续性降雪过程参数数值模拟研究[J].气象,2006,32(7):25-32.
[2] 盛春岩,杨晓霞.一次罕见的山东暴雪天气的对称不稳定分析[J].气象,2002,28(3):33-37.
[3] 杨晓霞,吴炜,万明波,等.山东省两次暴雪天气的对比分析[J].气象,2012,38(7):868-876.
[4] 周雪松,谈哲敏.华北回流暴雪发展机理个例研究[J].气象,2008,34(1):18-26.