內蒙古大范圍寒潮降雪過程的診斷分析

鄒逸航，張 璐，周志花

(內蒙古自治區氣象臺，內蒙古 呼和浩特 010051)

隨著全球氣候變暖的加劇，極端天氣氣候事件有增加的趨勢，其中大到暴雪天氣就是典型的極端天氣氣候事件之一[1]。內蒙古東南部的大到暴雪是冬半年主要災害性天氣之一。前人通過對暴雪動力熱力結構方面的分析和診斷，對暴雪的成因進行許多的研究[2～5],內蒙古東南部大到暴雪過程與溫帶氣旋及倒槽降雪密切相關;與2支獨立的高空急流相聯系的垂直環流維持了地面氣旋和反氣旋的發展，使強降雪能夠持續，高空急流出口區左側和入口區右側的正(氣旋性)渦度平流與輻散相聯系[6]。2020年2月13日～15日，內蒙古自治區地區出現了一次大范圍寒潮天氣，筆者重點分析此次寒潮帶來的降雪過程。

1 天氣實況

2020年2月13日～15日，內蒙古自治區經歷了一次明顯的寒潮天氣過程，全區大部出現8℃以上強降溫，西部以及中北部地區伴隨6級以上的大風，且自西向東出現了大范圍降雪。統計2月13日08時～15日08時過程累計降雪量，內蒙古西中部偏北、東部偏西偏南地區達到中雪及以上量級，暴雪出現在包頭市、錫林郭勒盟和赤峰市,最大降雪站點為錫林郭勒盟正藍旗12mm，其他暴雪站點為包頭市的滿都拉站和赤峰市的克什克騰旗、喀喇沁旗、赤峰、崗子、林西縣等共6個氣象站。降雪地區幾乎全部出現了積雪，錫林郭勒盟、赤峰市、興安盟和呼倫貝爾市出現10cm～25cm的積雪，并出現了不同程度的道路結冰。

2 環流背景

500hPa高空場上，呈兩槽一脊形勢，烏拉爾山高壓脊緩慢東移，寒潮延北路入侵我國，12日20時(如圖1a所示)形成烏拉爾山阻塞高壓，高壓脊前有強的偏北氣流，引導極地冷空氣南下在橫槽中堆積，橫槽前部鋒區很強，隨著系統東移南壓，橫槽轉豎。到14日08時(如圖1b所示)，隨著槽不斷向南加深，在內蒙古西中部偏北地區形成切斷低壓，為深厚的冷性中心。

圖1 a.12日20時；b.14日08時500hPa位勢高度場和溫度場疊加

低層850hPa形勢場上(如圖2所示)，配合高空槽的轉豎，低層形成閉合的低渦，切變線東移逐漸發展成人字形。溫度場上可以看到切變線附近等溫線十分密集，溫度梯度加大，形成鋒區，鋒區隨著系統東移南壓。風場上有明顯的偏東風風速大值區，受偏東急流影響，低層冷空氣回流，形成冷墊，是產生本次降雪的重要原因。

圖2 a.12日20時；b.13日20時850hPa位勢高度場、風場和溫度場疊加

12日20時地面上貝加爾湖西側冷高壓東移并加強圖(如圖3所示)，14日08時強度達1068hPa，其前部與寒潮地面冷鋒間等壓線非常密集，氣壓梯度很大。內蒙古中東部受地面倒槽影響，冷鋒東移南壓，伴隨倒槽東移北上，二者共同導致中東部地區暴雪出現。

圖3 12日20時海平面氣壓場、地面填圖

3 水汽條件和熱動力條件

3.1 水汽通量散度和加相當位溫場

局地降水量的多少，基本取決于局地氣柱中水汽輻合的多少，而假相當位溫變化體現了冷暖空氣活動情況[7],通過疊加850hPa水汽通量散度和假相當位溫(如圖4所示)，分析此次降雪的水汽和動力條件。內蒙古中部偏南存在明顯的水汽輻合，14日02時出現超過-12×10-8g·s-1·hPa-1·cm-2的輻合中心，說明不但水汽充分，且低層輻合強烈，有利于垂直上升運動。而假相當位溫場上，水汽輻合區假相當位溫線最密集區，即假相當位溫梯度最大的區域，而南部存在假相當位溫舌，說明來自南方的暖濕空氣與冷空氣交綏于此，形成不穩定能量較高的鋒區降水。

圖4 a.13日20；b.14日02時水汽通量散度(陰影)、假相當位溫(實線)和風場疊加

3.2 單站層結分析

此次過程中(如圖5a所示)，降雪量最大站點錫林郭勒盟正藍旗累計過程累計降雪量為12mm，降雪時間從2月13日18時～14日05時結束，13日21時出現最大雪強，為2.4mm/h。從錫林浩特站風場、溫度場、相對濕度和垂直速度垂直層結隨時間變化圖(如圖5b所示)上可以看出，13日14時之后整層的水汽條件逐漸轉好，特別是13日20時和14日05時，500hPa左右高度存在兩個相對濕度的大值區，且配合很強的垂直上升運動，低層為東北風，高層為西南風，風隨高度逆轉，有較強的冷平流，溫度場上也可以看出13日20時低層存在明顯的降溫過程。隨后水汽條件變差，降雪過程結束。

圖5 a.錫林郭勒盟正藍旗降雪量；b.錫林浩特站風場、溫度場、相對濕度和垂直速度垂直層結隨時間變化

4 小結

此次內蒙古寒潮過程降溫幅度大、范圍廣、時間長、風力大，產生的降雪強度大、積雪深，持續時間長，其環流背景為500hPa烏拉爾山阻塞高壓、850hPa冷墊、地面倒槽和鋒面。低層強烈的水汽輻合，以及急流和上升運動，為降雪提供了充足的水汽和熱動力條件。