石河子地區(qū)一次春季寒潮暴雪天氣成因分析

（新疆石河子氣象局，新疆石河子市，832000） 郭金強(qiáng) 郭 璇 雷 薇

（新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司，新疆石河子市，832000） 王肖娟

1 引言

春季寒潮暴雪天氣是北疆致災(zāi)性較強(qiáng)的災(zāi)害性天氣，對(duì)農(nóng)牧業(yè)、交通、電力等影響顯著。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)不同地區(qū)的暴雪進(jìn)行了研究并取得了豐碩成果。楊成芳[1]等指出降雪持續(xù)時(shí)間長和強(qiáng)度大的直接是原因強(qiáng)冷空氣頻發(fā)所致。新疆暴雪影響重大，許多學(xué)者[2-5]側(cè)重研究了新疆暴雪的環(huán)流形勢(shì)和水汽來源。張俊蘭等[8]對(duì)北疆暴雪水汽源地和路徑進(jìn)行研究。盡管前人對(duì)暴雪研究做了大量工作，但跟暴雨等研究[6]相比，對(duì)暴雪研究相對(duì)薄弱，對(duì)于寒潮暴雪的機(jī)理仍需進(jìn)一步研究。本文對(duì)2020年3月6日夜間至7日夜間寒潮暴雪天氣過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)診斷分析，對(duì)寒潮暴雪天氣進(jìn)行天氣學(xué)分析，以期為墾區(qū)寒潮暴雪天氣的預(yù)報(bào)提供理論基礎(chǔ)。

2 天氣過程概況

2020年3月6日夜間至7日夜間，受西西伯利亞的強(qiáng)冷空氣入侵的影響，石河子墾區(qū)普遍出現(xiàn)中到大雪，安集海至石河子市沿線暴雪（石河子市降雪量18.5mm），新增積雪深度3～20cm，伴有4～5級(jí)偏西風(fēng)。8日最低氣溫降至-18.7～-13.8℃，降溫幅度12.6～17.3℃，達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)，部分達(dá)到強(qiáng)寒潮。

3 影響系統(tǒng)分析

3月5日20:00，歐亞范圍內(nèi)呈兩槽一脊型，東歐脊在東移的過程中不斷北挺，低槽在東移動(dòng)的過程不斷槽加深，槽內(nèi)冷中心強(qiáng)度為-49℃且溫度槽落后于槽區(qū)，大氣的斜壓性增強(qiáng)。3月6日08時(shí)，由于強(qiáng)冷空氣沿脊前東北氣流西南下，迫使槽呈東北-西南向發(fā)展，脊前風(fēng)速加大，發(fā)展為高空急流，急流軸中心最大風(fēng)速達(dá)到38m/s，槽后出現(xiàn)強(qiáng)的冷平流。7日08時(shí)高壓脊開始衰退，冷空氣迅速向南爆發(fā)、東移，造成石河子這次較強(qiáng)寒潮暴雪天氣過程。此次寒潮天氣主導(dǎo)系統(tǒng)為東歐脊向東南衰退，影響系統(tǒng)為西西伯利亞低槽。

3月7日20：00500hpa（單位：dagpm）

3月5日20:00 500hpa

冷空氣強(qiáng)度及路徑（單位：hpa）

此次寒潮天氣過程冷空氣路徑為西北路徑：冷空氣是由西北路徑南下東移，4日08時(shí)地面冷高在波羅的海附近，5日南落到烏拉爾山南端。6至7日強(qiáng)冷空氣在咸海至巴爾喀什湖附近堆積，冷高壓迅速加強(qiáng)至1 052.5hpa，7日強(qiáng)冷空氣經(jīng)巴爾喀什湖東移，自西向東入侵新疆，造成新疆一次寒潮暴雪天氣過程。

4 寒潮暴雪成因分析

4.1 動(dòng)力條件（垂直速度場(chǎng)）

3月7日08:00 700hpa垂直速度

3月7日14:00700hp a垂直速度場(chǎng)（單位：hpa.s-1）

700hpa垂直速度發(fā)展迅速，7日08時(shí)北疆沿天山一帶上空的垂直速度為-50hpa.s-1之后在6小時(shí)內(nèi)垂直速度增加到-150hpa.s-1為暴雪發(fā)生提供了抬升條件，上升氣流的兩側(cè)為下沉氣流，形成一個(gè)深厚的近似“Ω”型的動(dòng)力性垂直環(huán)流圈，冷暖空氣交換劇烈，促進(jìn)了不穩(wěn)定能量的釋放。

4.2 熱力條件（假相當(dāng)位溫場(chǎng)）

3月7日08時(shí)850hPa假相當(dāng)位溫場(chǎng)(單位：K)

7日08時(shí)北疆維持一條很強(qiáng)的帶狀能量區(qū)，石河子市至安集海一線處于高能舌頂端的暖濕氣流控制區(qū)內(nèi)，具備了很好的溫濕場(chǎng)。而鋒區(qū)的巴爾喀什湖至貝加爾湖地區(qū)為廣闊的低值區(qū)，由冷空氣控制。由于θse鋒區(qū)的強(qiáng)迫抬升作用，觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放。

4.3 水汽來源

700hPa的水汽通量散度和風(fēng)場(chǎng)表明，這次寒潮暴雪天氣過程的水汽主要是隨系統(tǒng)東移，系統(tǒng)自帶的水汽和從里咸海西南暖濕氣流共同所帶水汽東輸至北疆沿天山一帶，暴雪發(fā)生在中低空和超低空水汽充沛及水汽強(qiáng)烈輻合的物理量場(chǎng)配置條件。

3月7日08:00700hpa風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)，水汽通量散度場(chǎng)（單位：m/s10-3·g·cm-2·hpa-1·s-1）

5 結(jié)論

此次寒潮天氣主導(dǎo)系統(tǒng)為東歐脊向東南衰退，影響系統(tǒng)為西西伯利亞低槽。強(qiáng)冷空氣經(jīng)巴爾喀什湖東移，自西向東入侵新疆，造成新疆一次寒潮暴雪天氣過程。暴雪發(fā)生時(shí)，北疆沿天山一帶上升氣流的兩側(cè)為下沉氣流，形成一個(gè)深厚的近似“Ω”型的動(dòng)力性垂直環(huán)流圈，冷暖空氣交換劇烈，促進(jìn)了不穩(wěn)定能量的釋放。這次暴雪天氣過程的主要水汽是隨系統(tǒng)東移，系統(tǒng)自帶的水汽和從里咸海西南暖濕氣流共同所帶水汽東輸輸送至北疆天山北坡中部地區(qū)上空。暴雪發(fā)生在中低空和超低空水汽充沛及水汽強(qiáng)烈輻合的物理量場(chǎng)配置條件。