2017年2月21—22日沈陽地區(qū)暴雪過程分析

張帥 崔景林 徐爽 李曉鷗 張治 魯楊 吳宇童

摘 要：該文利用實(shí)況觀測資料，針對2017年2月21—22日沈陽地區(qū)一次暴雪過程進(jìn)行了分析，重點(diǎn)研究了環(huán)流背景場、渦度場、散度場等方面。結(jié)果表明：高空低槽、低空急流和切變線以及地面低壓倒槽和冷鋒共同配置為此次過程提供了良好的動力抬升條件和水汽條件，渦度和散度在一定程度上能反映水平輻合輻散。低層輻合、高層輻散有利于垂直運(yùn)動的發(fā)展，與強(qiáng)降雪天氣有較好的對應(yīng)關(guān)系。

關(guān)鍵字：暴雪；渦度；散度；沈陽地區(qū)

中圖分類號 P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）03-04-0095-3

暴雪天氣過程是在多種天氣系統(tǒng)的綜合作用下產(chǎn)生的，機(jī)理復(fù)雜，其預(yù)報是世界性的難題之一。近年來，中國氣象學(xué)者對暴雪天氣過程的氣候特征環(huán)流型動力過程和水汽輸送有了較深入的研究[1-10]，一些學(xué)者分別對中國各地區(qū)發(fā)生的暴雪天氣過程進(jìn)行了分析，得到了很多有益的結(jié)論。例如，黃海波等[11]指出高空西南氣流誘發(fā)的強(qiáng)上升運(yùn)動和對流層低層天氣尺度系統(tǒng)之間強(qiáng)烈的相互作用是暴雪天氣形成的動力因子；趙桂香等[12]對于華北大到暴雪過程切變線進(jìn)行了動力診斷，發(fā)現(xiàn)正渦度對預(yù)報強(qiáng)降雪的出現(xiàn)有先兆指示意義，渦度變率較渦度更能準(zhǔn)確反映切變線發(fā)生發(fā)展的物理機(jī)制；蔣后碩等[13]研究了高低空急流中的錮囚鋒環(huán)流，發(fā)現(xiàn)高空西風(fēng)急流的存在使錮囚鋒非地轉(zhuǎn)環(huán)流和鋒區(qū)上升速度迅速增強(qiáng)。本文利用實(shí)況觀測資料和歐洲中心細(xì)網(wǎng)格模式預(yù)報場資料，針對一次暴雪過程進(jìn)行了分析，重點(diǎn)探討了環(huán)流背景場、渦度場、散度場等方面，試圖尋找預(yù)報著眼點(diǎn)，提高預(yù)報準(zhǔn)確率及預(yù)警時效。

1 降水實(shí)況

2017年2月21日20時至22日14時我市出現(xiàn)大雪局部暴雪天氣。21日晚上20時30分開始，沈陽南部地區(qū)開始出現(xiàn)降雪，22時開始，沈陽北部地區(qū)開始降雪。沈陽各區(qū)縣國家觀測站降水量：蘇家屯13.5mm，渾南13.3mm，沈北新區(qū)12.6mm，法庫11.3mm，新民8.3mm，康平7.4mm，遼中6.8mm；新增積雪深度：沈北13.5cm，渾南12.2cm，蘇家屯11.5cm，法庫9.7cm，康平7.4cm，新民6.8cm，遼中4.9cm。

2 環(huán)流背景場分析

2.1 500hPa形勢場 2017年2月20日歐亞中高緯度環(huán)流形勢為兩槽一脊型，高緯度地區(qū)有寬平的低渦區(qū)，在俄羅斯東部130°E，65°N和新地島分別存在冷渦中心（圖1）。21日08時烏拉爾山脊增強(qiáng)北抬，這使得俄羅斯東部冷渦加強(qiáng)并南壓東移，氣旋性增大，新地島冷渦以南高空槽東移下擺從60°N延伸至貝加爾湖西部，冷渦分裂出的冷空氣在對流層中低層加強(qiáng)成渦并東南下。在我國河套西部到四川東部有高空槽東移發(fā)展，形成南北兩槽的環(huán)流形勢。21日20時南北兩槽疊加。在貝加爾湖以西有一個-40℃的冷中心，溫度槽向南伸展至內(nèi)蒙古西部。整個東北地區(qū)以及華北地區(qū)被暖脊所控制，使地面氣旋發(fā)展強(qiáng)烈。冷渦底部偏西氣流和槽前西南氣流在沈陽地區(qū)交匯，促成強(qiáng)降水。22日08時，高空槽依然在我國華北、東北地區(qū)維持，但徑向度有所減弱。

2.2 850hPa形勢場 2月20日08時，內(nèi)蒙古中部有高壓中心存在，30～40°N有7條密集的等溫線，這表示附近有一強(qiáng)鋒區(qū)。強(qiáng)鋒區(qū)以北有溫度槽存在，東北地區(qū)位于溫度槽內(nèi)，為-20℃的冷中心。20日20時，高壓脊東移，沈陽地區(qū)位于脊前。由于暖脊的東移影響，沈陽850hpa溫度急劇升高，由-21℃升高至-14℃。2月21日08時（圖2），環(huán)流場徑向度加大，在貝加爾湖東南側(cè)已經(jīng)形成東北西南向的低槽，槽東移下擺，致使高壓脊南退，位相也由南北向轉(zhuǎn)為西北—東南向，此時，溫度場落后于高度場，2月21日20時，我國華東到西南地區(qū)為一條寬廣的低壓帶，華北、東北地區(qū)形成一個跨越10個緯度的大槽，遼寧北部至黑龍江一帶建立了一條西南急流帶，華北地區(qū)有一深厚的溫度槽，遼寧省位于高度槽和溫度槽前。22日08時，850hPa槽區(qū)依然影響東北地區(qū)，切變線壓在遼寧中部，隨著溫度槽的滑過，沈陽站高空溫度由-6℃降至-11℃。22日20時，槽區(qū)移出遼寧，整個遼寧省受西北氣流控制，降水過程結(jié)束。

2.3 地面形勢場 2月21日08時（圖3）地面上遼寧吉林交界處有一高壓中心，沈陽地區(qū)位于高壓中心后部，有蒙古低壓向東移動。而且受到暖平流的作用，蒙古低壓加強(qiáng)。21日20時，高壓東移入海，蒙古低壓東移至內(nèi)蒙古東部，沈陽地區(qū)位于低壓底前部，同時，江西至山東一帶有倒槽發(fā)展。高壓后部東南風(fēng)與低壓前部西南風(fēng)輻合，產(chǎn)生了暴雪天氣。22日08時低壓由東北——西南向轉(zhuǎn)為南北向，沈陽地區(qū)位于低壓底部，低壓中心數(shù)值增大到1015hPa，倒槽北伸至渤海，低壓中心附近的降水依然在持續(xù)。

3 物理量診斷分析

3.1 渦度場 21日08時850hPa渦度場上（圖4）遼西有一個狹長的負(fù)渦度中心，中心數(shù)值為-54.8×10-5s-1，沈陽地區(qū)在負(fù)渦度中心前部，位于（-40～-30）×10-5s-1之間的負(fù)渦度區(qū)，有強(qiáng)烈的下沉運(yùn)動。在內(nèi)蒙古東部、湖北中部以及黑龍江西南部有3個輻合中心，強(qiáng)度分別為56.8×10-5s-1、49.2×10-5s-1和16×10-5s-1。21日20時遼西負(fù)渦度中心東移北退至吉林東部，內(nèi)蒙古東部輻合中心緩慢減弱東移，湖北中部輻合中心東移加強(qiáng)至安徽北部。22日08時，內(nèi)蒙古東部輻合中心東移并再次發(fā)展加強(qiáng)，湖北中部輻合中心同時加強(qiáng)，在東北地區(qū)西部、我國東海形成強(qiáng)度分別為48.1×10-5s-1和69×10-5s-1的輻合中心，自黑龍江起一直到廣西有東北——西南向的正渦度帶。沈陽地區(qū)在輻合中心南部，渦度為40×10-5s-1，降水過程仍在繼續(xù)。22日20時正渦度帶東移，輻合中心移出我國，遼西為負(fù)渦度區(qū)，降水過程結(jié)束。

3.2 散度場 21日08時200hPa散度場（圖5）內(nèi)蒙古東部和日本海上分別為兩個強(qiáng)大的輻合中心，中心值為-40×10-6s-1、

-70×10-6s-1。華北至華南一帶和吉林至朝鮮半島一帶為寬廣的正散度區(qū)，沈陽地區(qū)200hPa呈現(xiàn)出弱的輻合，散度值為-12.4×10-6s-1。22日20時負(fù)散度區(qū)合并，東移入海，輻散中心北抬至遼寧西部和山東半島地區(qū)，散度值加強(qiáng)到34.8×10-6s-1，沈陽地區(qū)出現(xiàn)明顯的強(qiáng)降水。23日08時，正散度區(qū)東移北抬，中心數(shù)值減小到25.5×10-6s-1，沈陽地區(qū)依然位于正散度區(qū)之內(nèi)，降雪過程持續(xù)。23日20時，沈陽200hPa散度減弱顯著，降水過程結(jié)束。

3.3 垂直速度場 21日08時500hPa垂直速度場（圖4）朝鮮半島有一個強(qiáng)下沉運(yùn)動中心，中心強(qiáng)度達(dá)到60×10-3 hPa·s-1，遼寧地區(qū)北部為在弱的下沉運(yùn)動。渤海灣一帶有一個上升運(yùn)動區(qū)，遼寧南部500hPa垂直上升運(yùn)動可達(dá)-18.8×10-3 hPa·s-1，內(nèi)蒙古中部和江漢平原西部分別存在2個中心強(qiáng)度為-51.6×10-3 hPa·s-1以及-58.6×10-3 hPa·s-1的強(qiáng)上升運(yùn)動中心，華北至西南為寬廣的南北向上升運(yùn)動區(qū)。21日20時下沉運(yùn)動區(qū)東移入海，華北至西南的上升運(yùn)動區(qū)東移加強(qiáng)至東北——華南一帶，最大上升運(yùn)動中心位于膠東半島，中心數(shù)值為-65.2×10-3 hPa·s-1，沈陽在強(qiáng)上升運(yùn)動區(qū)內(nèi)，產(chǎn)生強(qiáng)降水。22日08時上升運(yùn)動區(qū)移至日本海，沈陽轉(zhuǎn)為弱下沉運(yùn)動，降水過程結(jié)束。

4 結(jié)論

高空低槽、低空急流和切變線以及地面低壓倒槽和冷鋒共同配置為此次過程提供了良好的動力抬升條件和水汽條件，渦度和散度在一定程度上能反映水平輻合輻散。低層輻合、高層輻散有利于垂直運(yùn)動的發(fā)展，與強(qiáng)降雪天氣有較好的對應(yīng)關(guān)系。

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（責(zé)編：張宏民）