濟(jì)南市2015年初雪天氣過程分析

孫長征+尹承美+任丹

【摘 要】利用高空和地面觀測資料、風(fēng)廓線雷達(dá)資料、L波段雷達(dá)資料對(duì)2015年11月24-25日濟(jì)南市初雪天氣過程進(jìn)行分析和討論，此次過程前期主要是回流形勢的穩(wěn)定性降雪，后期是冷渦造成的降雪。冷空氣墊前期形成，暖濕空氣沿冷墊爬升，提供了充足的水汽條件；降水相態(tài)因?yàn)閺?qiáng)冷墊的存在，而決定了是雪。針對(duì)此次天氣過程，對(duì)T639和EC-thin溫度層結(jié)預(yù)報(bào)進(jìn)行了檢驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】切變線；低空急流；回流降雪

0 前言

回流降雪是我國華北地區(qū)一種明顯的冬季降雪，近年來相關(guān)文獻(xiàn)和研究很多，楊曉霞[1-8]等研究了華北地區(qū)，乃至東北地區(qū)回流形勢造成暴雪的成因分析和降雪機(jī)理。周雪松[9-10]等深入研究了華北回流暴雪的發(fā)展機(jī)理。

濟(jì)南市是山東省省會(huì)，地處泰山北側(cè)，地勢南高北低，南北落差100多米。冬季回流冷空氣形成冷墊之后，在東北風(fēng)風(fēng)場之下，沿地勢抬升，西南暖濕空氣在此上爬升，往往會(huì)造成冷流降雪形勢。

本文利用常規(guī)觀測資料、風(fēng)廓線雷達(dá)資料、L波段雷達(dá)資料，對(duì)這次冬季初雪過程進(jìn)行分析，探討成因、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，加深對(duì)回流降雪的認(rèn)識(shí)，提高對(duì)這類天氣的預(yù)報(bào)能力。

1 過程概述

11月24日濟(jì)南出現(xiàn)明顯回流降雪，全市平均降雪量5.9毫米。魯南和魯西南降雪量較大，最大降雪量達(dá)到40.7毫米，出現(xiàn)在成武；25日受冷渦影響再次出現(xiàn)降雪，全市平均降雪量2.0毫米，商河、濟(jì)陽雪量較小。最大積雪深度7厘米，出現(xiàn)在長清。

圖1 24-25日全省降雪量分布圖（mm）

降雪主要集中在兩個(gè)階段：第一階段是24日07時(shí)-17時(shí)，1小時(shí)最大降雪量1.3毫米；第二階段是25日14時(shí)-17時(shí)，1小時(shí)最大降雪量1.0毫米。

2 環(huán)流形勢分析

24日08時(shí)：500hPa環(huán)流比較平直；700hPa西南急流前端到達(dá)魯南，急流中心最大風(fēng)速達(dá)22m·s-1，濟(jì)南存在風(fēng)速的輻合；850hPa除魯南和魯東南為東到東南風(fēng)外，其余為東北風(fēng)或北風(fēng)，濟(jì)南上空為東北風(fēng)8m·s-1；925hPa全省均為東北風(fēng)，濟(jì)南上空風(fēng)速達(dá)14m·s-1；地面為強(qiáng)勁的東北風(fēng)，河套地區(qū)存在明顯的地面倒槽。從高低空形勢配置可以看出，24日的降雪是明顯的回流降雪。實(shí)況是24日07時(shí)左右市區(qū)開始出現(xiàn)降雪，白天隨著700hPa西南急流的加強(qiáng)北抬和地面～850hPa東北風(fēng)的加強(qiáng)，濟(jì)南出現(xiàn)明顯降雪。

圖2 11月24日08時(shí)天氣形勢

（a、b、c、d依次為500hPa、700hPa、850hPa、925hPa藍(lán)色實(shí)線為氣壓等值線，紅色線為等溫線，棕色實(shí)線為槽線或切變線）

24日20時(shí)：850～500hPa均轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，925hPa東北風(fēng)明顯減弱，回流降雪結(jié)束。

25日08時(shí)：500hPa冷渦中心位于內(nèi)蒙中東部；925～500hPa冷平流均比較明顯；地面副冷鋒位于河北和山西的北部，冷鋒附近有降雪區(qū)配合。

3 T-LnP分析

24日08時(shí)，章丘探空圖顯示：①地面～850hPa為強(qiáng)勁的東北風(fēng)，700～200hPa為西南風(fēng)或偏西風(fēng)，屬于典型的“下東北、上西南”的回流形勢；②地面～400hPa空氣達(dá)到飽和，濕層較厚，為強(qiáng)降雪的產(chǎn)生提供了有利的水汽條件。

4 雷達(dá)產(chǎn)品分析

4.1 多普勒雷達(dá)

濟(jì)南多普勒雷達(dá)的反射率因子和組合反射率因子顯示，24日上午回波呈片狀，對(duì)應(yīng)降雪比較穩(wěn)定；08：43時(shí)基本徑向速度圖顯示低層?xùn)|北風(fēng)、高層西南風(fēng)的風(fēng)場特征；11：12時(shí)風(fēng)廓線圖顯示降雪較大的時(shí)段，對(duì)應(yīng)3公里以下東北風(fēng)維持在12m·s-1，3公里以上存在較強(qiáng)的西南風(fēng)急流，最大風(fēng)速達(dá)22m·s-1。持續(xù)的東北風(fēng)有利于冷空氣墊的形成和維持，強(qiáng)盛的西南暖濕氣流沿冷墊爬升，有利于明顯降雪的產(chǎn)生。

圖4 11月24日11時(shí)左右多普勒雷達(dá)產(chǎn)品

（a、b、c、d依次為反射率因子、組合反射率因子、基本徑向速度、速度方位顯示風(fēng)廓線圖）

4.2 風(fēng)廓線雷達(dá)

從章丘風(fēng)廓線雷達(dá)風(fēng)羽圖看，24日06：30時(shí)左右，1km以下風(fēng)比較亂，1～2km為東北風(fēng)，2～5km為西南風(fēng)。07時(shí)左右，地面～2km為一致的東北風(fēng)，2～5km仍為西南風(fēng)，對(duì)應(yīng)開始出現(xiàn)降雪；24日白天維持“下東北、上西南”的高低空形勢；當(dāng)3km的風(fēng)開始轉(zhuǎn)為西北風(fēng)時(shí)，對(duì)應(yīng)降雪逐漸減弱，5km也轉(zhuǎn)為西北風(fēng)時(shí)，降雪結(jié)束。

5 物理量場

針對(duì)25日下午14時(shí)開始的降雪，T639模式在23日08時(shí)和24日08時(shí)700hPa都報(bào)了很強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，中心就在濟(jì)南附近，中心值達(dá)到了80hPa·s-1。

6 數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

對(duì)于本次過程，數(shù)值預(yù)報(bào)對(duì)形勢場的預(yù)報(bào)較為準(zhǔn)確，預(yù)報(bào)與實(shí)況比較接近。

6.1 溫度檢驗(yàn)

對(duì)比T639和EC-thin對(duì)溫度的預(yù)報(bào)可以看出：兩個(gè)模式預(yù)報(bào)1000～850hPa的溫度均比實(shí)況偏高，T639平均偏高1.5℃左右，EC-thin平均偏高1.4℃左右。地面2米溫度的預(yù)報(bào)誤差更大，有的時(shí)次誤差超過了3℃。

通過對(duì)T639不同時(shí)次起報(bào)場的溫度層結(jié)誤差上看：越靠近誤差越小；層次越低誤差越小，這對(duì)今后的預(yù)報(bào)訂正有一定的指導(dǎo)意義。

6.2 量級(jí)檢驗(yàn)

對(duì)于本次過程，數(shù)值預(yù)報(bào)24小時(shí)均報(bào)出了中雪及以上的量級(jí)，且預(yù)報(bào)較穩(wěn)定，有很好的指導(dǎo)意義。

7 不足之處

考慮降雪開始時(shí)間偏早，與實(shí)況偏差達(dá)到6個(gè)小時(shí)。

（a、b、c、d依次為T639 700hPa、850hPa風(fēng)場、EC-thin 700hPa、 850hPa風(fēng)場）

T639和EC-thin兩個(gè)模式風(fēng)場預(yù)報(bào)24日05時(shí)回流形式基本建立，因此考慮降雪在23日后半夜開始。

實(shí)際情況是：24日04時(shí)前，1km以下風(fēng)場較亂，2～3km為西北風(fēng)；06：30時(shí)，3km以上轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，但是1km以下風(fēng)場仍然比較亂；06：30時(shí)后，2km以下轉(zhuǎn)為東北風(fēng)，3km以上為西南風(fēng)，對(duì)應(yīng)開始出現(xiàn)降雪。

由此可見，由于700hPa西南急流北推的速度偏慢，而且低層冷墊形成也較慢，導(dǎo)致形成回流形勢偏晚，降雪開始時(shí)間出現(xiàn)偏差。

8 小結(jié)

1）24日降水過程的水汽輸送主要由700hPa西南急流提供。低層冷空氣墊的維持，有利于中高層西南氣流的爬升，是典型的回流降雪形勢。

2）25日冷渦降水過程伴有較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)有利于水汽的凝結(jié)，與較強(qiáng)降雪時(shí)段相對(duì)應(yīng)。

3）低層冷墊的存在，準(zhǔn)確把握了降水的相態(tài)是這次預(yù)報(bào)成功的關(guān)鍵。

4）不足之處就是考慮降雪開始時(shí)間有偏差，今后將加強(qiáng)對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)的解釋應(yīng)用，提高對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)的訂正能力。

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