2016年1月英德罕見冬季冰粒降水天氣過程分析

吳艷霏　熊繹　王克

摘 要：本文采取常規(guī)天氣圖、NCEP再分析資料及自動站觀測資料等相關(guān)氣候資料，對2016年1月22-26日廣東英德市冬季罕見冰粒降水天氣過程展開分析，結(jié)果表明：此次罕見冬季冰粒降水天氣過程是因?yàn)楹碧鞖庖?；?qiáng)烈冷空氣由西北部入侵，中緯度豎槽加快速度不斷移動合并深入極渦槽內(nèi)，極渦槽持續(xù)顯著向南加深，推動地面冷空氣持續(xù)向南邊區(qū)域增強(qiáng)，導(dǎo)致英德出現(xiàn)罕見冬季冰粒降水天氣。

關(guān)鍵詞：英德；冰粒降水；天氣形勢；物理量

1天氣概況

2016年1月22～26日受強(qiáng)寒潮天氣影響，廣東省出現(xiàn)全省性低溫（<5℃）和大范圍冰凍天氣，英德市遭遇歷史罕見冰粒降水天氣，降溫幅度達(dá)7℃～9℃，出現(xiàn)5～7級偏北大風(fēng)。此次冬季冰粒降水天氣不僅影響當(dāng)?shù)厝藗冋Ｉ?，而且給農(nóng)業(yè)、林業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)造成較大影響，農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)損失較大。

2天氣形勢分析

2.1高空形勢

分析1月22～26日位勢高度平均場，本次寒潮冰凍天氣是一次顯著橫槽型轉(zhuǎn)豎類寒潮天氣過程。亞歐中高緯為兩槽一脊型徑向環(huán)流，兩槽是“西歐槽”和“東亞槽”，分別處在歐洲西部黑海附近與貝加爾湖以東，一脊為貝加爾湖以西到歐洲東部；低緯度受南支槽影響，副高于南海中部菲律賓呂宋島向北穩(wěn)定維持。寒潮冰凍天氣發(fā)生前后天氣形勢分析可知，500hPa上，西歐槽18日開始發(fā)展，高度脊超前于溫度脊，黑海至里海一帶存在一顯著暖平流，其促進(jìn)了脊增強(qiáng)；隨后暖平流逐漸強(qiáng)化，在西歐槽逐步發(fā)展并東移作用下繼續(xù)發(fā)展；低緯區(qū)域南支槽在孟加拉灣一帶建立且持續(xù)東移，華南主要為偏西氣流。1月22日，500hPa上，高壓脊不斷發(fā)展朝北邊延伸，南邊和南方暖空氣聯(lián)系被西歐槽所引來的冷空氣截?cái)?，在烏拉爾山產(chǎn)生阻塞高壓，另外，高壓脊北邊被西歐槽冷平流所影響，高壓脊持續(xù)東移時(shí)傾斜，表現(xiàn)為西南—東北向，高壓脊前風(fēng)向從偏北風(fēng)逐漸轉(zhuǎn)化為東北風(fēng)，巴爾喀什湖同貝加爾湖之間形成橫槽并維持，冷空氣在蒙古國；23日俄羅斯新地島位置存在一小槽，伴隨小槽不斷朝東邊移動，使得冷空氣逐步入侵高壓脊，破壞準(zhǔn)靜止環(huán)流系統(tǒng)，使高壓脊移動變形，最后致使阻塞高壓崩潰，橫槽后面東北入流轉(zhuǎn)變成西北氣流，暖平流正變高推動橫槽轉(zhuǎn)化成豎槽，較強(qiáng)冷空氣持續(xù)南下。低緯副高保持穩(wěn)定少動狀態(tài)，南支槽表現(xiàn)為緩慢移動，且維持在我國南部沿海，西南區(qū)域受西南急流影響，具備特別好水汽條件。24日中緯度豎槽加速移動匯集滲進(jìn)極渦槽內(nèi)，極渦槽持續(xù)顯著朝南變深，推動地面冷空氣大舉南下，造成英德罕見冰粒降水天氣。25-26日極渦槽變?nèi)跻浦梁Ｃ?，槽后西北氣流轉(zhuǎn)變成偏西氣流，冷空氣勢力減弱。

2.2地面形勢

地面場上，20～22日地面冷高壓不斷加強(qiáng)，高空槽東移，后邊偏北氣流使得地面強(qiáng)冷空氣逐步擴(kuò)散。21日20時(shí)地面存在首條冷鋒，開始影響我國南方大多區(qū)域。23日20時(shí)新地島小槽持續(xù)東移，高壓脊變化，極渦槽南壓，地面冷空氣持續(xù)南下，首條冷鋒延伸到南邊沿海地區(qū)；橫槽不斷轉(zhuǎn)豎，促使地面冷空氣由中路偏西地方向南侵入至整個(gè)西南，地面冷高壓中心變強(qiáng)，達(dá)1085hPa，在冷高壓前方形成另一條冷鋒，該冷鋒主要處在長江以北。在地面鋒線持續(xù)產(chǎn)生變化時(shí)候，配合中低層大氣斜壓鋒，致使我國許多地區(qū)強(qiáng)降溫、大風(fēng)及冰凍雨雪天氣（圖1），英德市發(fā)生罕見冰粒子降水天氣。

2.3溫度平流對氣溫局地變化影響

此次罕見冬季冰粒降水天氣發(fā)生過程中，中前期存在大規(guī)模鋒面云系，這非絕熱因子造成的溫度日變化很小，所以在鋒面云系時(shí)溫度平流會對溫度局地變化產(chǎn)生影響，鋒面過境前可對850hPa冷平流動態(tài)變化探討。寒潮冰粒天氣出現(xiàn)前兩日，在中低層偏南風(fēng)影響下，我國東南沿海850hPa上與暖平流相對應(yīng)，中心值是18×10‐5℃/S，即使該區(qū)域遭到地面弱冷空氣延伸影響，天氣呈陰雨?duì)顟B(tài)，但氣溫回暖較顯著。21日20時(shí)至24日20時(shí)850hPa溫度平流鋒面過境后，橫槽在巴湖偏東到蒙古國西部存在帶狀冷平流區(qū)，平流中心‐15×10‐5℃/S；還有一個(gè)冷平流中心處于我國寧夏與蒙古國的低壓系統(tǒng)保持對應(yīng)，中心‐23×10‐5℃/S，廣東省大部分區(qū)域受弱冷平流影響。

圖1 2016年1 月 21日 20 時(shí)～25 日 08 時(shí)地面冷高壓中心強(qiáng)度變化動態(tài)

3物理量場

3.1水汽條件

冰粒降水天氣發(fā)生前后英德上空相對濕度變化，20-23日850hPa相對濕度均>90%，22-23日隨強(qiáng)冷空氣不斷南下，相對濕度>90%濕區(qū)持續(xù)延伸到450hPa，濕層逐漸深厚，為冰粒降水天氣產(chǎn)生提供較好濕層厚度。對應(yīng)地面測站，22日英德市大多地區(qū)出現(xiàn)冰粒子降水天氣。由于冷空氣主體南下，25日晚間地面受強(qiáng)冷高壓作用，700hPa以下相對濕度降至40%，中層存在淺薄濕區(qū)，對冰粒子天氣維持不利。冰粒子降水天氣發(fā)生期間，925hPa以下水汽通道大都屬于太平洋上回流水汽輸送；中層水汽輸送由南海及孟加拉灣輸送。22-26日強(qiáng)冷空氣南下后，廣東省上空水汽輻合大值區(qū)處在廣東西北方向，中心值為-4.5×10-7g/（hPa·cm2·s），導(dǎo)致英德冰粒降水天氣顯著，說明有利水汽條件促進(jìn)英德市出現(xiàn)冬季冰粒降水。

3.2動力條件

從英德上空的渦度以及散度的時(shí)間變化分析可知，在冷空氣前鋒持續(xù)南下前期，正渦度區(qū)伸展高度僅到700hPa左右，從21日白天起，由于低層切變線和地面冷空氣主體南壓，正渦度區(qū)持續(xù)增強(qiáng)，同時(shí)朝著上方蔓延，22日渦度值明顯變大，最高達(dá)6.5×10-5/s，且出現(xiàn)在700hPa附近，說明700hPa較強(qiáng)輻合，促使此次冰粒降水天氣發(fā)生發(fā)展；散度場上，21-25日中低層有較強(qiáng)輻合，中高層存在弱輻散，對低層上升運(yùn)動持續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用?？梢娭械蛯恿己幂椇献饔眉皠恿μ秊橛⒌麓舜魏币姸颈＝邓鞖獬霈F(xiàn)給予較好動力條件。

3.3溫度層結(jié)分析

分析溫度層結(jié)可知，1月19-20日廣東上空0℃層處于600hPa附近；20日后伴隨冷空氣南下，0℃層高度快速降到950hPa，在逆溫層作用下，廣東省大部出現(xiàn)雨夾雪。21-23日逆溫層被破壞英德市局部出現(xiàn)冰粒降水天氣。25日后地面冷高壓主體東轉(zhuǎn)，850hPa轉(zhuǎn)偏南氣流，0℃層高度抬升到700hPa附近，低溫冰凍天氣過程結(jié)束。

4結(jié)論

①此次罕見冬季冰粒降水天氣過程是因寒潮天氣引起；強(qiáng)烈冷空氣由西北部入侵，中緯度豎槽加快速度移動合并深入極渦槽內(nèi)，極渦槽持續(xù)顯著向南加深，推動地面冷空氣持續(xù)向南增強(qiáng)，導(dǎo)致英德出現(xiàn)罕見冬季冰粒降水天氣。

②南支槽前西南暖濕氣流與北方冷空氣積聚，配合中低層切變和風(fēng)場風(fēng)速輻合為此次英德罕見冰粒降水天氣提供較好水汽條件、動力抬升及不穩(wěn)定層結(jié)條件。

參考文獻(xiàn)

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第一作者簡介

吳艷霏（1989-）女，漢族，廣東英德市人，本科，氣象服務(wù)助理工程師，從事氣象服務(wù)工作。