2018年春季烏蘭察布市南部暴雪成因分析

于文英 陳 杰 彭俊辰

（1.烏蘭察布市氣象局，內(nèi)蒙古 集寧 012000；2.察哈爾右翼后旗氣象局，內(nèi)蒙古 察哈爾右翼后旗 012400）

2018年4月4日，烏蘭察布市出現(xiàn)了一次大范圍的春季降雪天氣過程，北部地區(qū)降小到中雪，南部地區(qū)降暴雪。本次大范圍的降雪給農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、交通運輸和廣大群眾的出行造成了很大的影響，然而對增加土壤墑情、降低森林草原防火等級和凈化空氣是比較有利的。本文利用常規(guī)氣象觀測實況資料中的渦度、散度、水汽通量、水汽通量散度等物理量參數(shù)，著重分析此次暴雪發(fā)生時這些物理量參數(shù)的特征，以認識暴雪形成的動力學(xué)機理，為以后的暴雪預(yù)報積累經(jīng)驗，提高本市暴雪預(yù)報的準確率。

1 降雪實況及預(yù)報概況

2018年4月3日20時至4日20時，烏蘭察布市南部出現(xiàn)了一次暴雪天氣過程，其中南部6個旗縣都達到暴雪量級，北部的4個旗縣達到中雪量級1個旗縣達到小雪量級（見表1）。4日20時至5日20時全市還有分布不均的小到中雪天氣，5日20時以后全市降雪基本結(jié)束。5日08時各站點積雪深度為4～16cm。通過對中央氣象臺下發(fā)的EC細網(wǎng)格等氣象資料綜合分析和判斷，烏蘭察布市氣象臺在2018年4月4日10時46分發(fā)布了烏蘭察布市南部的暴雪藍色預(yù)警信號，其中有6個旗縣全部正確；并于4月4日10時54分發(fā)布全市的大風(fēng)藍色預(yù)警信號和4日15時53分發(fā)布了全市道路結(jié)冰黃色預(yù)警信號，預(yù)報與實況十分吻合。

表1 3日20時～4日20時烏蘭察布市11旗縣降雪量（mm）

2 天氣形勢概況

在降雪前兩天500hPa高空圖上，歐洲大部地區(qū)為寬脊，西西伯利亞地區(qū)為冷渦。冷渦向南伸到巴爾喀什湖附近，冷空氣沿脊前西北氣流不斷下滑進入冷渦，使得冷渦不斷向南發(fā)展加深。隨著時間推移,歐洲高脊逐漸移動到鳥拉爾山地區(qū),冷渦北抬至70度N,并在貝加爾湖附近形成以高脊，在亞洲中高緯度形成了一槽一脊的形勢。降雪當(dāng)天,低渦略北抬至73度N,沿著其底部不斷有低槽形成發(fā)展,冷空氣沿著低槽東移南下,烏蘭察布市處于低槽前部。貝加爾湖高脊繼續(xù)東移加強,并形成阻塞高脊,有利于冷空氣在烏蘭察布市上空停留。在700hPa圖上(圖略),與500hPa天氣形勢相似，貝加爾湖以南有一低槽存在，甘肅省中部生成一低渦，亞洲中緯度為緯向鋒區(qū),在鋒區(qū)上有小槽東移,并超前于500hPa低槽。85OhPa圖上(圖略),內(nèi)蒙古西部形成一低渦，華北北部形成阻塞高脊，烏蘭察布市處于低渦前阻高后,暖濕氣流沿著阻高后部東南氣流不斷向我市上空輸送。低槽的形成發(fā)展略比中高層系統(tǒng)偏東,形成后傾系統(tǒng)。總體來看,從低層到高層,系統(tǒng)的發(fā)展和形成位置大體一致,表明該系統(tǒng)發(fā)展深厚,有利于降水的形成的和持續(xù)。

3 地面影響系統(tǒng)分析

海平面氣壓場上,降雪前兩天),在巴爾略什湖到貝加爾湖一帶為發(fā)展強盛的高壓系統(tǒng),華北到東北為一閉合低壓帶。3日08時,高壓移至蒙古國以北地區(qū),隨著高壓的東移,低壓帶分裂成兩個中心，一個低壓中心北上至鄂霍次克海南部一個南下至華中地區(qū) ,烏蘭察布市處于高壓底部偏東氣流控制當(dāng)中。4日08時(圖略),高壓繼續(xù)東移到內(nèi)蒙古興安盟,同時,華中地區(qū)氣旋西退至甘肅省南部,強度加強,烏蘭察布市開始上云增濕。到4日14時，氣旋加強形成河套倒槽，受其影響,烏蘭察布市南部都出現(xiàn)降雪。之后,河套倒槽不斷加強,并受下游東北高壓系統(tǒng)的阻擋，倒槽移動緩慢，到4日20時,烏蘭察布市南部地區(qū)降雪都達到暴雪量級，水汽被西退南下的東北高壓截斷，降雪開始減弱，到5日08時降雪也趨于結(jié)束。

圖1 2018年4月4日700hPa（c:08時，d:20時）、850hPa（a:08時，b:20時）水汽通量和風(fēng)場疊加

圖2 2018年4月4日a:集寧站相對濕度及風(fēng)場的時間高度剖面圖，b:850hPa20時比濕和風(fēng)場疊加

4 成因分析

4.1 抬升條件

暴雪發(fā)生前，4日08時300hPa高空存在一條偏西風(fēng)急流，其入口區(qū)右側(cè)與低空850hPa東南風(fēng)入口左側(cè)耦合(圖略)。高空急流入口區(qū)右側(cè)為強輻散區(qū)，即有高空“抽吸”作用，有利于上升運動的形成和維持，導(dǎo)致入?yún)^(qū)低層?xùn)|南風(fēng)急流的形成，對該區(qū)域?qū)α鲗拥蛯拥牡椭迪到y(tǒng)形成和發(fā)展也極為有利，同時也有利于低空急流對暖濕氣流的輸送，高層則造成干冷平流，從而使大氣產(chǎn)生強的潛在不穩(wěn)定。高低空急流的耦合還可以在垂直方向激發(fā)次級環(huán)流，其上升支將觸發(fā)潛在不穩(wěn)定能量的釋放,容易使得降雪加大。

4.2 水汽條件

冬季降水過程與夏季主要不同的是水汽條件,因此著重分析此次過程的水汽條件。5月4日08時700、850hPa水汽通量和風(fēng)場疊加(見圖1)，從圖中可見,此次降水的水汽通量大值區(qū)配合西南氣流將水氣輸送到烏蘭察布市，中心值在 2～6g·s-1·hpa·cm-1。 而水汽輻合主要集中在風(fēng)場切變線附近，與降水中心基本重合，說明水汽伴隨東南氣流源源不斷地向烏蘭察布市輸送并在烏蘭察布市上空堆積。

為分析水汽的垂直分布情況，沿降雪量較大的集寧處做相對濕度及風(fēng)場的時間高度剖面圖 (見圖2)。降雪發(fā)生當(dāng)天，集寧站相對濕度大值區(qū)主要集中在700hPa以下，且低層一直保持著東南氣流；而700hPa以上基本為相對濕度干值區(qū)，且中高層一直保持著偏西或西北氣流。這說明此次暴雪的水汽輸送主要來源于700hPa以下的低層。比濕場上(圖2b),伴隨著東南氣流，烏蘭察布市上空的比濕值＞2g·kg-1，降雪發(fā)生時本市上空有水汽的堆積,說明東南低空急流對水汽輸送起重要作用。

5 總結(jié)

通過對2018年4月4日烏蘭察布市南部暴雪過程的環(huán)流形勢、影響系統(tǒng)和天氣動力學(xué)診斷分析，可得到如下一些主要結(jié)論：

(1)本次降雪過程是產(chǎn)生在歐亞中高緯度兩脊一槽型的環(huán)流形勢下，500hPa上低槽是主要的影響天氣系統(tǒng)。

(2)在700hPa圖上,從蒙古國北部有低渦生成。內(nèi)蒙古中部有東北-西南向的鋒區(qū)，并低槽加強為低渦。

(3)地面上在河套地區(qū)有河套倒槽的生成，隨著它的北挺加強為河套氣旋，地面輻合條件加強。

(4)300hPa高空存在一條偏西風(fēng)急流，其入口區(qū)右側(cè)與低空850hPa東南風(fēng)入口左側(cè)耦合。

(5)此次暴雪的水汽輸送主要來源于700hPa以下的低層。在850hPa有東南風(fēng)的低空急流存在，配合相對濕度≥90%，比濕＞2g/kg-1。