2020年1月上旬四子王旗一次強降雪天氣過程分析

宿曉霞

摘要 利用自動氣象站資料、NCEP再分析資料等氣象資料對2020年1月上旬四子王旗一次強降雪天氣過程展開分析。結果表明：此次強降雪天氣的主要影響系統(tǒng)有高空低槽、蒙古地面冷高壓、切變線以及地面倒槽等。在此次強降雪天氣發(fā)生之前，500 hPa亞歐中高緯主要呈兩槽一脊的大氣環(huán)流形勢，有一個數(shù)值為-32℃的冷中心分布在西西伯利亞一帶，內蒙古中北部區(qū)域主要受暖高脊的影響。冷式切變經過四子王旗及其周邊區(qū)域，切變后部的西北冷空氣、西南大風速帶帶來的暖濕氣流與切變前段的暖濕西南氣流共同在四子王旗一帶匯集，同時溫度露點差不超過1.0℃。在冷高壓前部西北冷空氣、豐富的西南水汽供應條件以及切變的共同作用下，四子王旗大多數(shù)地區(qū)出現(xiàn)了降雪天氣過程。四子王旗高空大氣一直受西南暖濕氣流的影響，中低層受西南和東南氣流的共同影響，將南海、東海以及黃海充足的水汽持續(xù)不斷地朝四子王旗一帶及其周邊區(qū)域輸送。低層輻合和高層輻散的有利配置為此次強降雪天氣的發(fā)生發(fā)展提供了較好的動力條件;降雪天氣之前，降雪落區(qū)存在逆溫層，上部干暖、下部略暖濕的垂直結構意味著天氣過程中具備不穩(wěn)定能量。

關鍵詞 強降雪天氣;環(huán)流形勢;物理量場

中圖分類號：P458.1.22 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2022）04–0034–03

強降雪天氣是我國北方地區(qū)冬季經常發(fā)生的一類災害性天氣，強降雪的到來會導致強降溫、大風、結冰等災害性天氣，經常給通訊系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、交通運輸、農牧業(yè)生產領域等帶來十分嚴重的影響[1]。近年來，我國很多學者都十分注重對降雪天氣過程的研究。張山清等[2]對一次在全國大多數(shù)區(qū)域發(fā)生的寒潮暴雪天氣過程進行了分析，他指出該次寒潮天氣中的暴雪天氣和強降溫出現(xiàn)的主要原因是低空急流和暖濕空氣的共同作用。王永清[3]利用氣象觀測資料對2007年2月初和2011年2月下旬發(fā)生在內蒙古河套地區(qū)的2次暴雪過程作出了對比分析，結果表明：500 hPa中亞和東亞分別有冷槽活動，中亞槽前有分裂冷槽東移，推動兩槽間暖脊發(fā)展東移至河套以東，河套西部主要受西南氣流的控制。當500 hPa分裂東移的冷槽與700 hPa高原低槽、西北渦或切變線和地面河套倒槽或河套氣旋垂直疊置，高空槽后有冷空氣下沉鍥入暖濕氣層底層而形成動力抬升時可觸發(fā)暴雪的產生。劉艷杰等[4]對冀中南一次回流強降雪過程成因進行分析得出，此次強降雪過程有高空500 hPa槽與低空700 hPa、850 hPa切變線相配合：地面為回流形勢，冷空氣隨高壓底部偏東氣流西進形成冷墊，暖濕空氣向上爬升產生降水。其他諸多學者也對我國局部地區(qū)降雪天氣的形成機制展開了分析，并取得了許多研究成果。

四子王旗隸屬內蒙古自治區(qū)烏蘭察布市，地處內蒙古中部，烏蘭察布市西北部，地理坐標處于110°20′～ 113°E、41°10′～43°22′N之間，境內南、東、西三面分別與呼和浩特市、錫林郭勒盟及包頭市相鄰，北部與蒙古國接壤，邊境線長104 km，總面積25 513 km2，約占全市面積的50%，其中，牧區(qū)20 843 km2，四子王旗是一個以畜牧業(yè)為主、農牧結合的邊境旗。四子王旗的地形從南至北由陰山山脈北緣、烏蘭察布丘陵和蒙古高原三部分組成，其中山地占4.1%、丘陵占56.1%、高原占39.8%。統(tǒng)觀地形趨勢呈現(xiàn)出東南高而西北低。海拔高度為1 000～2 100 m，全旗地處溫帶，屬典型的大陸性干旱氣候，兼有山地氣候的若干特點。強降雪是四子王旗時常出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象，經常給當?shù)亟洕斐蓢乐氐膿p失?；诖?，通過對2020年1月上旬出現(xiàn)在四子王旗的一次強降雪天氣過程進行診斷分析，為進一步提升當?shù)亟笛┨鞖忸A報預警的準確率提供參考。

1 天氣實況

2020年1月5日四子王旗出現(xiàn)了一次強降雪天氣過程，在降雪過程中，溫度大幅下降，導致四子王旗道路出現(xiàn)大面積結冰現(xiàn)象，給當?shù)亟煌ㄟ\輸造成不利影響。

2 環(huán)流形勢分析

2.1 高空形勢分析

2.1.1 500 hPa形勢分析 在此次強降雪天氣發(fā)生之前，500 hPa亞歐中高緯地區(qū)主要呈兩槽一脊的大氣環(huán)流形勢，我國中東部大多數(shù)區(qū)域受較弱高壓脊的影響，南支槽處在東經90o一帶且持續(xù)增強，槽前較為寬廣的西南氣流比較適宜南海和孟加拉灣的暖濕空氣朝我國北方地區(qū)輸送，這使得北方不穩(wěn)定小槽引導南下的冷空氣持續(xù)交匯，推動了我國北方大部分地區(qū)強降雪天氣的發(fā)生、發(fā)展。2020年1月5日08：00（圖1a），有一數(shù)值為-32℃的冷中心分布在西伯利亞西部一帶，內蒙古中北部區(qū)域主要受暖高脊的影響，有十分活躍的冷平流處于北緯42°～51°、東經90°～105°區(qū)域內。貝加爾湖、青藏高原分別有高空槽生成，同時貝加爾湖槽和青海一帶的小槽合并朝東邊區(qū)域移動。西南暖濕氣流朝北延伸到內蒙古中部，大多數(shù)區(qū)域的溫度露點差不超過4.0℃，這意味著內蒙古中部一帶的濕度條件越來越好。1月5日20：00（圖1b），四子王旗及其周邊區(qū)域處于高空槽底前部，主要受暖平流的控制，溫度露點差不超過1.0℃，這具備降雪天氣產生的濕度條件。

2.1.2 700 hPa形勢分析 2020年1月5日20：00（圖2），有很強的高壓系統(tǒng)分布在內蒙古區(qū)域西部。冷式切變經過四子王旗及其周邊區(qū)域，切變后部的西北冷空氣、西南大風速帶帶來的暖濕氣流與切變前段的暖濕西南氣流共同在四子王旗一帶匯集，同時溫度露點差不超過1.0℃。在冷高壓前部西北冷空氣、豐富的西南水汽供應條件以及切變的共同作用下，四子王旗大多數(shù)地區(qū)出現(xiàn)了降雪天氣過程。

2.1.3 850 hPa形勢分析 2020年1月5日20： 00 850 hPa形勢場上，有強大的高壓系統(tǒng)在內蒙古西部地區(qū)和東南沿海區(qū)域形成（圖3）。四子王旗及其周邊區(qū)域位于兩高壓系統(tǒng)之間的低壓槽中，并且四子王旗受暖濕切變的影響，再加上四川盆地一帶構成閉合的低壓系統(tǒng)，它前部的偏南氣流帶來豐富的水汽北上至四子王旗一帶，溫度露點差不足1℃的濕區(qū)逐漸開始對影響四子王旗一帶造成影響，豐富的水汽推動了四子王旗強降雪天氣的發(fā)生、發(fā)展。

2.2 地面形勢場

2020年1月5日08：00，蒙古冷高壓處在北緯43°～53°、東經80°～110°E范圍內，中心為1 057.5 dagpm，我國中部區(qū)域主要受地面低壓的影響，低壓中心分布在四川盆地西部區(qū)域，中心為1 012.5 dagpm（圖4a）。四子王旗位于地面兩高之間，地面低壓倒槽經過四子王旗及其周邊區(qū)域，同時受倒槽前東南氣流的影響，由東海和黃海等水汽通道為四子王旗帶來有利的水汽供應。1月5日20：00，內蒙古中部區(qū)域的地面倒槽不斷朝東北一帶延伸，影響蒙古高壓的移動，促使其逐漸發(fā)展壯大（圖4b）。

3 物理量場分析

3.1 水汽條件分析

2020年1月5日08：00～20：00，四子王旗高空大氣一直受西南暖濕氣流的影響，中低層受西南和東南氣流的共同影響，將南海、東海以及黃海充足的水汽持續(xù)不斷地朝四子王旗一帶及其周邊區(qū)域輸送。通過分析1月5日20：00烏蘭察布相對濕度場發(fā)現(xiàn)（圖5），烏蘭察布四子王旗及其附近區(qū)域相對濕度處于90%～100%之間，這表明在低層東南氣流和西南氣流的共同作用下，水汽輸送條件非常好，為此次強降雪天氣的發(fā)生提供了良好的水汽條件。

3.2 動力條件分析

分析2020年1月5日14：00 850 hPa低空和300 hPa高空垂直速度場發(fā)現(xiàn)（圖6），850 hPa低空主要為負值，300 hPa高空主要為正值，這意味著低層輻合和高層輻散的有利配置為本次強降雪天氣的發(fā)生與發(fā)展給予了較好的動力條件。此外，1月5日四子王旗主要受冷式切變線的作用，切變線兩側的風速較小，四子王旗位于風速輻合、切變區(qū)，這促進了上升運動的不斷增強，850 hPa及以下區(qū)域發(fā)生較強東北風，動力抬升條件越來越強，這也推動了強降雪天氣的形成。

3.3 不穩(wěn)定條件

在此次強降雪天氣發(fā)生之前，我國中東部大多數(shù)區(qū)域受弱的高壓脊的影響，冷空氣勢力很弱，四子王旗氣溫很高，1月4日20：00，700～850 hPa之間有逆溫層出現(xiàn)，逆溫層上部干暖、下部略暖濕的垂直結構意味著天氣過程中具備一定的不穩(wěn)定能量。此外，在降雪天氣過程發(fā)展之前，內蒙古中部地區(qū)上空等露點線十分密集，四子王旗處在露點鋒區(qū)密集帶的北側，并且700 hPa以下各層有大量冷空氣入侵，此類冷空氣入侵推動了露點鋒區(qū)對流擾動的發(fā)展，有利于降雪天氣的形成。

4 智能網(wǎng)格預報檢驗

此次四子王旗強降雪天氣過程主要集中于1月5日08：00～1月6日08：00，比較本時段內蒙古智能網(wǎng)格的預報結論與四子王旗降雪實況發(fā)現(xiàn)（圖7）：四子王旗1月5日08：00～11：00 降雪量為1.9 mm，智能網(wǎng)格預報對此時段的降雪量漏報，1月5日14：00～20：00，智能網(wǎng)格預報較四子王旗降雪實況值偏小，1月5日23：00智能網(wǎng)格預報和降雪實況值保持一致，1月6日02：00智能網(wǎng)格預報較四子王旗降雪實況偏大。

5 結論

（1）此次強降雪天氣的主要影響系統(tǒng)有高空低槽、蒙古地面冷高壓、切變線以及地面倒槽等。在本次強降雪天氣發(fā)生之前，500 hPa亞歐中高緯主要呈兩槽一脊的大氣環(huán)流形勢，有一個數(shù)值為-32℃的冷中心分布在西西伯利亞一帶，內蒙古中北部區(qū)域主要受暖高脊的影響，有十分活躍的冷平流處于北緯42°～51°、東經90°～105°區(qū)域內。西南暖濕氣流朝北延伸到內蒙古中部，四子王旗及其周邊區(qū)域處于高空槽底前部，主要受暖平流的控制，溫度露點差不超過1.0℃，這具備降雪天氣產生的濕度條件。

（2）冷式切變經過四子王旗及其周邊區(qū)域，切變后部的西北冷空氣、西南大風速帶帶來的暖濕氣流與切變前段的暖濕西南氣流共同在四子王旗一帶匯集，同時溫度露點差不超過1.0℃。在冷高壓前部西北冷空氣、豐富的西南水汽供應條件以及切變的共同作用下，四子王旗大多數(shù)地區(qū)出現(xiàn)了降雪天氣過程。地面低壓倒槽經過四子王旗及其周邊區(qū)域，同時受倒槽前東南氣流的影響，這非常有利于降雪天氣的出現(xiàn)。

（3）四子王旗高空大氣一直受西南暖濕氣流的影響，中低層受西南和東南氣流的共同影響，將南海、東海以及黃海充足的水汽持續(xù)不斷地朝四子王旗一帶及其周邊區(qū)域輸送。在低層東南氣流和西南氣流的共同作用下，四子王旗具備非常好的水汽供應條件。

（4）低層輻合和高層輻散的有利配置為本次強降雪天氣的發(fā)生、發(fā)展給予了較好的動力條件;降雪天氣之前，降雪落區(qū)存在逆溫層，上部干暖、下部略暖濕的垂直結構意味著天氣過程中具備不穩(wěn)定能量。

（5）智能網(wǎng)格的預報與此次四子王旗降雪實況存在偏差，降雪天氣預報水平有待進一步提升。

參考文獻

[1] 周雪松，談哲敏.華北回流暴雪發(fā)展機理個例研究[J].氣象，2008（1）：18-26.

[2] 張山清，田惠平.一次全國性寒潮暴雪天氣過程分析[J].新疆氣象，2005（4）：8-9，17.

[3] 王永清. 內蒙古河套地區(qū)兩次暴雪過程對比分析[C]//科技創(chuàng)新與經濟結構調整——第七屆內蒙古自治區(qū)自然科學學術年會優(yōu)秀論文集.[出版者不詳]，2012：408-411.

[4] 劉艷杰，馬庚雪，周玉都. 冀中南一次回流強降雪過程成因分析[C]//第31屆中國氣象學會年會S2 災害天氣監(jiān)測、分析與預報.[出版者不詳]，2014：991-997.

責任編輯：黃艷飛