赤峰市雨夾雪轉暴雪過程對比分析

常欣

摘 要：利用常規資料和探空資料資料，針對2015年4月2～3日及11～13日內蒙古赤峰市2次雨轉暴雪過程進行對比分析。結果表明，2次過程是高空槽配合低空低渦及鋒面造成，降水性質分別為暖鋒降水和冷鋒降水。系統動力抬升條件與大興安嶺余脈地形作用結合有利于強降水的產生和加強。低層充足的水汽是大到暴雪發生的重要條件之一，2次過程的水汽來源分別是西南水汽和偏東水汽。雨轉雪取決于抬升凝結高度對應的氣層溫度分布。

關鍵詞：雨夾雪轉雪；抬升凝結高度；溫度層結

中圖分類號：P458.121 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160333213

引 言

赤峰市位于華北北部，內蒙古東南部，降雪日數偏多，且地形復雜，降水分布不均。4月降水相態主要包括雨、雨夾雪、雪、冰粒等，由降水產生的氣象災害為純雪暴雪和雨或雨夾雪轉暴雪，這種固、液態降水轉換時間和降水的量級是預報中的一個難點。目前我國預報員對降水相態有較多的研究，也提出了一些雨雪識別判據。分析方法以天氣學為主，近年來探空資料也被應用于暴雪過程分析，為研究雨雪相態轉換和暴雪發生原因，文中利用常規分析資料及探空資料，對2015年4月2～3日及11～13日日內蒙古赤峰市2次雨轉暴雪過程（分別簡稱“過程1”和“過程2”）進行了對比分析，試圖揭示前期雨轉雪機制和后期產生暴雪的原因。

1 降水過程實況

為分析2次雨轉雪的降水過程實況，選取赤峰14個人工站降水資料進行分析。過程1降水出現在2日1時～3日8時，過程降水量為11.5～29.7 mm，主要降水時段為2日白天，最大雪量出現在經棚站為29.7 mm。過程2降水出現在11日16時～13日08時，過程降水量為0.1～29.6 mm，主要降水時段為11日夜間～12日凌晨，最大降雪量出現在崗子站，為29.6mm。

2 環流形勢及影響系統

對于過程1，1日20時亞歐大陸500hPa環流形勢表現為西高東低，烏山阻高強烈發展，極渦明顯南壓，冷空氣沿阻高前部下滑在新疆北部切斷形成冷渦，并有小股冷空氣快速東移影響內蒙古中東部地區，同時在中低層有明顯的切變配合，造成河套地區大到暴雨、蒙東地區暴雪的天氣過程。2日08時，受極地冷空氣補充影響，短波槽在東移過程中發展加深，對應高空槽前正渦度平流加強，促使低層輻合中心及地面氣旋發展，850hPa低渦產生閉合中心，同時低渦前部進入渤海灣且有26m/s的低空急流建立，近海水汽輸送增強。衛星云圖上可見，赤峰市位于云圖中逗點云系前部，持續受暖鋒控制。3日08時，高空槽移出，對應850 hPa低渦東移消失，赤峰地面系統轉為高壓，降雪過程結束。

對于過程2，11日20時500hPa環流形勢同樣為西高東低，極渦位置較過程1略偏北，冷空氣在阻高前部偏北氣流的引導下形成低槽并于12日08時切斷形成冷渦，低層850hPa同樣有低渦生成，但位置較過程1偏南，且低渦中心和對應西南急流強度比過程1偏弱，本次過程低層東風風速達20m/s，在赤峰市的地形抬升下，對于降水強度有較強增幅。本次過程為冷鋒降水。

3 動力條件診斷分析

通過分析赤峰站的散度變化可見，對于過程1，2日凌晨赤峰低層轉為輻合，08時低層輻合達到為-2.6×10-5s-1，輻合中心高度接近700hPa，200 hPa輻散中心為5.8×10-5s-1，抽吸作用強烈，上升運動機制以高層驅動為主。20時后，輻合減弱，降水強度同時減弱，3日凌晨開始低層轉為輻散，降水趨于結束。

對于過程2，11日20時低層風場轉為輻合，12日08時低層散度達到-4.8×10-5s-1，輻合中心高度位于925hPa附近，強度接近過程1的2倍，輻散中心則為3×10-5s-1，為過程1輻散中心強度的1/2。且輻合層高度遠較過程1更低，說明過程2的動力機制主要是低層東風急流的風速輻合和地形抬升造成。綜合來看，2次過程動力條件都比較好，滿足低層輻合、高層輻散有利的上升運動條件，但過程1的動力來源以高層抽吸為主，低層輻合作用稍弱，過程2的動力主要源自低層輻合抬升運動，高層抽吸稍差。

4 水汽條件分析

對比分析赤峰站比濕場時間垂直剖面，對于過程1，2日白天比濕達3.8g/kg，且在較高層次上仍有3.2g/kg的大值區存在，說明大氣中整層的水汽含量較高，對產生季節性強降水十分有利。而過程2，11日夜間比濕為2.4g/kg，絕對濕度比過程1略差，大于2g/kg的區域也均在700hPa以下，說明過程2的水汽來源于低層，中低層的水汽貢獻比過程1差。

5 雨雪轉變分析

15年4月2次降水過程都是由降雨轉為雨夾雪并發展成大到暴雪的過程，通過分析2次過程的地面三線圖及探空資料，尋找雨雪轉換的時間節點和要素場的關系。

5.1 地面溫度分析

對兩次過程赤峰地面氣象要素進行分析，過程1中，2日凌晨赤峰站氣溫較高，在4℃左右，原因是高空槽前部暖平流開始影響赤峰；暖鋒前部云區開始覆蓋赤峰地區，低云造成保溫作用。08時降水出現后氣溫降為0℃左右并全天維持，其原因是低云對太陽輻射的阻擋；上升運動較強，凝結潛熱被帶至高空；本次降水相態為雨夾雪，地面溫度處于雨雪融化和凝結之間的動態平衡，在平衡過程中吸收熱量使氣溫維持。

對于過程2，12日02時前后降水發生，地面氣溫迅速降至0℃，降水相態為雨夾雪，冷鋒從低層移過赤峰地區，氣溫在08時降低并維持在零度以下，降水相態歷經雨、雨夾雪和純雪3個階段。

5.2 探空資料分析

應用探空資料分析大氣層結中溫度水汽分布情況，判斷云中水凝物的相態，對赤峰站雨夾雪轉雪過程進行分析。

過程1中整層氣溫較高，低層暖平流明顯，但上升運動較強，熱量被輸送到中層，形成逆溫。抬升凝結高度與0℃層高度接近，說明水汽凝結時即為雨雪混合，故降水性質為雨夾雪。從濕度場上看，可以看出濕層擴展到400hPa上下，濕區較為深厚，可降水量較大，對產生強降水有利。

過程2同樣有逆溫層出現，但過程2中整層氣溫均在零度以下，比過程1低，同時濕層比過程1淺薄。抬升凝結高度在-5℃左右，降水相態為純雪。

5.3 分析這2次過程探空資料可以發現

近地面層在0℃層附近時，降水相態為雨夾雪；低于0℃時，為純雪；850hPa在-4℃層附近時，降水相態為雨夾雪；低于-4℃時，為純雪；當抬升凝結高度與地面高度接近時，降水相態取決于地面氣溫。

6 小 結

文中利用常規分析資料及探空資料，對2015年4月2～3日及11～13日赤峰市2次雨轉暴雪過程對比分析得到結論：2次過程500hPa環流形式接近，均為阻高強烈發展，迫使極渦南壓，有冷空氣沿脊前偏北氣流南下，與西南暖濕空氣交匯形成降水；2次過程低層均有低渦、切變和低空急流的建立發展，但過程1低層系統偏北，赤峰北部降雪量較大，而過程2低層系統偏南，赤峰北部降雪量較小，故降雪位置更多的取決于低層系統的位置；2次過程地面均有鋒面氣旋發展，但過程1為暖鋒降水，過程2為冷鋒降水；2次過程動力條件都比較好，滿足低層輻合、高層輻散有利的上升運動條件，但過程1的抬升機制以高層強迫抬升和抽吸作用為主，過程2的抬升機制以低層輻合及地形抬升為主；2次過程水汽來源不同，過程1水汽來源為中低層西南水汽及近海水汽輸送，過程2水汽為邊界層東風急流的輸送；準確預報冷空氣侵入時段、降水時間及抬升凝結高度的氣層溫度是做好降水相態預報的關鍵點。

參考文獻

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