近32a石嘴山市不同相態降水的時空變化特征及預報概念模型

何佳 徐青 孫衛武 李曉虹 陳佳迪（石嘴山市氣象局，寧夏石嘴山 753000）

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近32a石嘴山市不同相態降水的時空變化特征及預報概念模型

何佳 徐青 孫衛武 李曉虹 陳佳迪
（石嘴山市氣象局，寧夏石嘴山 753000）

【摘要】利用寧夏石嘴山市5個觀測站最近32a（1981～2012年）的地面降水觀測資料，按照不同的降水相態進行統計分析。分析表明，汛期6～9月沒有出現過雪和雨夾雪，12月、1月和2月沒有出現過雨；最寒冷的1月份和12月份，石嘴山市降水相態為固態。地面冷鋒作為分界線，其后部為降雪，附近為混合性降水，前部為降雨。

【關鍵詞】雪 雨夾雪 雨 降水相態變化

隨著社會的發展，人類對天氣預報準確率的要求越來越高，不僅僅是天空狀況和降水量級的要求，而且是對不同天氣類型時空精細化和相態的要求。因此，在秋末冬初和冬末春初的轉換季節，降水相態的變化也使得預報精細化顯得越來越重要。

近年來，預報員對暴雨、暴雪、高溫、雷電等極端天氣的時空分布研究很多［1-2］，但對不同相態降水的預報及其統計特征研究相對較少［3-5］。

1 資料與方法

1.1 資料來源

本文利用石嘴山市5個常規氣象觀測站1981～2012年的日降水量（≥0.1mm）數據，對雨、雪和雨夾雪天氣進行研究，5個氣象觀測站分別是石嘴山氣象站53518、惠農氣象站53519、平羅氣象站53611、陶樂氣象站53615和石炭井氣象站53517。

1.2 方法

本文對山石嘴山市5個氣象觀測站雨、雪、雨夾雪的變化趨勢進行了分析，統計不同相態降水發生的臨界值。

2 不同相態降水的時空變化特征分析

2.1 降水相態的氣候分布特征

1981～2012年間，石嘴山市平均降雪日數為5.6d，其中賀蘭山沿山降雪日數最多，惠農區降雪日數最少，位于石嘴山市北部；雨夾雪主要位于賀蘭山沿山，且平均日數不超過2d，其它區域雨夾雪平均日數均小于1d；平均降雨日數平羅最多，陶樂平均降雨日數最少。石炭井平均降雪日數和平均雨夾雪日數較其它4站均較多，說明高地形對石嘴山市固態降水起重要作用（圖1a、b、c）。

2.2 不同相態降水日數變化趨勢的分布特征

近32a來，石嘴山市降雪和雨夾雪總體呈增多趨勢，但是降雨呈減少趨勢。全市北部降雪日數有減少的趨勢，其它大部分地區降雪日數都基本持平或有增加的趨勢，賀蘭山沿山及西部地區是降雪日數增加趨勢最強的區域，降雪日數增加率在0.7d/10a。除賀蘭山沿山以外的石嘴山市大部分地區雨夾雪日數為增多趨勢，增多率在0. 1～0.3d/10a之間，其中陶樂是雨夾雪日數增多率最小的區域，增多率為0.1d/10a。全市的降雨日數均為減少趨勢，其中減少趨勢最強的區域為平羅，降雨日數減少率在-2.0d/10a，其它地區降雨日數減少率在-1.3～-0.7d/10a之間。

2.3 不同相態降水的時間分布特征

石嘴山市1981～2012年，汛期6～9月沒有出現過雪和雨夾雪，12月、1月和2月沒有出現過雨； 最寒冷的1月份和12月份，石嘴山市大部地區降水相態為固態，只有惠農出現極少數固液態混合的降水。10～11月和3～4月份則有固態、液態以及固液相混多種降水相態。

3 降水相態變化的概念模型

3.1 統計特征

1981～2012年，石嘴山市共有86個多相態降水過程，且主要集中在3月、4月、10月和11月，大體可分為單純的降水天氣過程，寒潮天氣伴隨的降水過程。分析可得：單純的降水天氣過程，主要受來自西北方向的冷空氣和偏南暖濕氣流交匯產生，影響范圍廣，降水量級大；而寒潮天氣伴隨的降水過程，降溫幅度大，降水范圍和量級都較小。另外，受賀蘭山沿山地形的影響，使石嘴山市西部和北部較容易出現固態降水，而偏東偏南的地區則容易出現降雨和雨夾雪。

3.2 概念模型

3.2.1 單純的降水天氣過程

單純的降水天氣過程，石嘴山市多相態降水概念模型：降水前24h，地面冷高壓主體一般位于新疆的中東部，冷高壓中心強度一般達到1036hPa； 地面冷鋒呈南北向位于河套西部地區；700hPa槽線位于河西走廊偏東一帶，槽前有12m/s的西南風低空急流和低渦切變配合；500hPa亞歐中高緯度環流平直，橫槽位于貝加爾湖附近，橫槽底部不斷有冷空氣擴散下來，溫度槽冷中心可達-36℃。在此高低空系統配置影響下，降水落區出現在地面冷鋒與700 hPa 切變線之間，石嘴山市境內易出現大范圍降水天氣，隨著高層冷空氣侵入，中低層氣溫逐步下降，降水相態也相應的發生變化。

3.2.2 伴隨寒潮天氣的降水過程

伴隨寒潮天氣的降水過程，石嘴山市多相態降水概念模型：500hPa鋒區位于43°～50°N，南支槽位于河西走廊一帶，冷渦位于貝加爾湖；南支槽發展較好，槽前有20m/s左右的西南風急流，貝湖冷

············

渦中心溫度達-44℃；700hPa低渦切變線位于賀蘭山沿山，切變線北部為強盛的西北氣流，切變線南部為旺盛的西南氣流，西南氣流達到低空急流標準； 850hPa切變線位于平羅和沙湖一帶，切變線前部也配合有西南低空急流；該高低空系統配置為后傾。當降水開始時，地面冷鋒呈東北北-西南南向位于中蒙邊界，冷高壓中心強度達1050hPa； 850hPa24h負變溫中心達-20℃，石嘴山處于最大負變溫中心經過區域，冷空氣移動速度快，影響范圍廣，降溫幅度大。石嘴山市24h之內出現寒潮天氣，降水相態在6h之內可由雨轉為雨夾雪或雪，而地面冷鋒是降水相態的分界線，其后部為降雪，附近為混合性降水，前部為降雨。

4 結語

（1）石炭井平均降雪日數和平均雨夾雪日數都位于全市之首，說明地形對石嘴山市固態降水起重要作用。

（2）近32a來，石嘴山市降雪和雨夾雪總體呈增多趨勢，但是降雨呈減少趨勢。降雪日數增加率為0.7d/10a；雨夾雪日數增多率在0.1～0.3d/10a之間；降雨日數減少率在-2.0～-0.7d/10a之間。（3）單純的降水天氣過程，主要受來自西北方向的冷空氣和偏南暖濕氣流交匯產生，影響范圍廣，降水量級大；而寒潮天氣伴隨的降水過程，降溫幅度大，降水范圍和量級都較小。

參考文獻：

［1］尤鳳春，郭麗霞，等.北京降水相態判別指標及檢驗［J］.氣象與環境學報，2013，29（5）；49-54.

［2］張成軍，胡文東，陳海波，等.寧夏南部山區雨雪天氣分類模型的構建［J］.沙漠與綠洲氣象，2013，7（2）；15-19.

［3］孫燕，尹東屏，等.華東地區冬季不同降水相態的時空變化特征［J］.地理科學，2014，34（3）；370-376.

［4］王亮，王春明.一次雨夾雪轉暴雪天氣過程的微物理模擬研究［J］.氣象與環境學報，2010，26（2）；31-39.

［5］漆梁波，張瑛.中國東部地區冬季降水相態的識別判據研究［J］.氣象，2012，38（1）：96-102.

作者簡介：何佳（1986—），女，工程師，主要從事天氣預報及其分析研究工作。