本文摘要：【摘要】2019年3月20-21日吉林地區(qū)出現(xiàn)了6年來最大的一次強降雪，同時伴隨著大風(fēng)和寒潮，經(jīng)研究分析發(fā)現(xiàn)：有利的環(huán)流形勢、高低空急流相互作用、低層輻合高層輻散、整層上升運動強，在地形和鋒面強迫抬升下垂直上升運動進一步增強，為暴雪產(chǎn)生提供動力抬升機
【摘要】2019年3月20-21日吉林地區(qū)出現(xiàn)了6年來最大的一次強降雪，同時伴隨著大風(fēng)和寒潮，經(jīng)研究分析發(fā)現(xiàn)：有利的環(huán)流形勢、高低空急流相互作用、低層輻合高層輻散、整層上升運動強，在地形和鋒面強迫抬升下垂直上升運動進一步增強，為暴雪產(chǎn)生提供動力抬升機制;強降雪時段與中低層暖鋒鋒生有較好的對應(yīng)關(guān)系;α中尺度輻合線、切變線及渦旋對強降雪預(yù)報有一定的指示意義。
【關(guān)鍵詞】暖鋒鋒生,極渦,α中尺度切變線
氣象工程師評職知識：氣象學(xué)論文發(fā)表英文和中文期刊
《中國農(nóng)業(yè)氣象》主要刊登有關(guān)農(nóng)林水產(chǎn)業(yè)與氣象有關(guān)的學(xué)術(shù)論文、研究報告和國內(nèi)外有關(guān)專題研究動態(tài)綜合評述等，涉及包括全球變化、區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候、減災(zāi)防災(zāi)、干旱與節(jié)水農(nóng)業(yè)、作物氣象與農(nóng)田小氣候、農(nóng)業(yè)減災(zāi)防災(zāi)、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、3S技術(shù)在農(nóng)業(yè)氣象上應(yīng)用等方面的內(nèi)容。
1引言
暴雪對于國民經(jīng)濟和人民生活的危害很大，往往對城市交通林業(yè)和畜牧業(yè)等造成巨大損失。由于暴雪天氣是在多天氣系統(tǒng)綜合作用下產(chǎn)成的，形成機理復(fù)雜，因而預(yù)報難度大，國內(nèi)外針對暴雪研究開展了大量的工作。研究表明歐美的降雪多與溫帶氣旋的形成發(fā)展有關(guān)，中國的暴雪多發(fā)生在東北地區(qū)和西北高原山區(qū)，其形成的原因較復(fù)雜，預(yù)報難度很大。
桂香等在2006年山西年初區(qū)域性暴雪天氣學(xué)分析中，指出回流和倒槽對這次暴雪過程的共同作用，徐建芬等對96.1暴雪天氣進行了中尺度分析及其渦源研究，認(rèn)為這場暴雪是由于北支冷空氣和南支暖濕氣流結(jié)合形成具有中α尺度結(jié)構(gòu)的高原切變線引發(fā)的;張書萍等指出多尺度天氣系統(tǒng)配置中尺度活動和水汽條件等方面對暖區(qū)暴雪很重要。吉林處于歐亞大陸東端，地形和特殊緯度，降雪量分布極不均勻，特別是吉林中東部位于中高緯度，受極鋒鋒區(qū)影響，往往會出現(xiàn)暴雪，其中以暖區(qū)強降雪所造成的影響最為嚴(yán)重。
2降雪實況
2019年3月20-21日，吉林市出現(xiàn)了6年內(nèi)最大的大范圍雨轉(zhuǎn)雪天氣過程，有6站出現(xiàn)大到暴雪，最大降水量出現(xiàn)在北大湖站降水量達到20.3mm，積雪深度達到23cm，21日20時冷鋒過境后降水結(jié)束，此次暴雪天氣伴隨著大風(fēng)和寒潮。
3環(huán)流形勢演變
3.1500hPa環(huán)流形勢本次降水發(fā)生前，500hPa烏拉爾山為強大的暖高壓脊，西伯利亞地區(qū)為極渦活動區(qū)，極渦主體位于60°N以北，貝加爾湖為暖高壓脊控制，形成了明顯的鞍形場結(jié)構(gòu)。20日20時極渦分裂一股冷空氣東移南壓，使得貝加爾湖暖高壓東移經(jīng)向度加大，暖區(qū)溫度梯度和位勢高度梯度均加大，吉林上空最大風(fēng)速迅速增至44m/s，對應(yīng)降雪開始。隨著系統(tǒng)東移加強降雪量增大，高空鋒區(qū)位置與暴雪區(qū)域有較好對應(yīng)關(guān)系，21日20時隨著強鋒區(qū)移出吉林上空，長春站上空風(fēng)速減為22m/s，吉林上空均為強冷空氣控制降水至此結(jié)束。
3.2高低空急流2019年3月20日20:00至21日14:00，暴雪上空急流異常明顯，雪強最強時，即21日08:00時200hPa急流核區(qū)最大風(fēng)速超過48m/s，吉林處于高空急流出口區(qū)的右側(cè)，此處高層強烈的輻散抽吸利于低層上升運動的增強。700hPa低值系統(tǒng)分裂出的高空短波槽偏西急流于急流軸前方吉林地區(qū)和西南風(fēng)形成輻合區(qū)域。來自極渦干冷氣團與中緯度暖濕氣團劇烈交綏，溫度梯度迅速增大，低層鋒區(qū)不斷增強。
通過Q矢量和散度場診斷發(fā)現(xiàn)暴雪區(qū)在強降雪期間存在明顯的低層輻合，高層輻散，高低。空急流相互耦合使得暴雪區(qū)上空垂直上升運動明顯增強。本次降雪過程中，500hPa鋒區(qū)不斷加強，高低空急流相互耦合，為暴雪產(chǎn)生提供了動力抬升機制。
4鋒生對地面降雪的影響
4.1海平面氣壓場3月19-20日東北地區(qū)為暖高壓控制，西南風(fēng)將暖濕氣流向東北方向輸送，具有暖濕的特征，暖濕能量有效的在暴雪區(qū)釋放，氣旋前部暖鋒鋒生，地面暖鋒鋒生區(qū)亦為強降雪中心，降雪由暖鋒造成。
4.2底層鋒面結(jié)構(gòu)等假相當(dāng)位溫線密集區(qū)主要集中在700hPa以下的中低層，暖鋒兩側(cè)冷暖平流都非常清楚，以西南風(fēng)為主,，大量的暖濕氣流在偏南風(fēng)的引導(dǎo)下沿冷空氣向北,，并推動冷氣團北移，這與暖鋒降水的定義較為一致。隨著高空強鋒區(qū)東移，近地面鋒生較高空更加明顯，鋒區(qū)隨高度向東北方向伸展。21日08時暖鋒在127°E附近，處于暖鋒前沿附近，暖平流中心位于700hPa最強，冷暖氣團對峙劇烈，地面暖鋒鋒生明顯。
風(fēng)場上在850～700hPa之間存在明顯的風(fēng)切變，大量暖濕氣團被快速攜帶至中高層，造成明顯的上身運動。鋒面附近冷暖氣團活動頻繁，強盛的暖空氣上升運動強烈，強降雪主要是地面低壓倒槽和地面暖鋒造成，低層等假相當(dāng)位溫線梯度加強的同時對應(yīng)地面雪強增強，強降雪時段與中低層暖鋒鋒生有較好對應(yīng)關(guān)系。
4.3暖鋒暴雪天氣學(xué)概念模型
結(jié)合地面鋒面和高空形勢演變共同分析，構(gòu)建了此次暖鋒暴雪過程的天氣學(xué)概念模型，主要成員有200hPa高空西南急流、500hPa極鋒鋒區(qū)偏西急流和中緯度西南急流、700hPa偏西急流、地面暖鋒(倒槽)。
500hPa極鋒鋒區(qū)上干冷的偏西急流與中緯度暖濕西南氣流匯合，冷暖交綏劇烈，高層鋒區(qū)增強，另外高低空急流耦合，垂直運動發(fā)展，為暴雪提供動力抬升機制;低層偏南暖濕氣流造成上升運動進一步增強，促進地面暖鋒進一步鋒生;由于地面暖鋒鋒生，暖鋒后部暖氣團上升，暖鋒前冷氣團下沉，構(gòu)成熱力。直接環(huán)流，因而使斜壓有效位能向動能轉(zhuǎn)化，利于垂直運動的發(fā)展，本次降雪過程中在低層能夠分析出明顯的暖鋒鋒面結(jié)構(gòu)，鋒面附近強上升運動區(qū)也對應(yīng)著地面暖區(qū)暴雪區(qū)，對于今后吉林地區(qū)暖區(qū)降雪的預(yù)報預(yù)警具有一定的指示意義。
5中尺度分析
暖區(qū)暴雪初期20日20:00在中尺度環(huán)境場上：850hpa吉林省中部有一條α中尺度切變線和輻合線，底層強輻合伴隨著高空急流軸右側(cè)的強輻散與強降雪區(qū)域吻合，隨著切變線緩慢東移加強降雪強度加強并東移，至21日08時達到最強。ECMWF細(xì)網(wǎng)格850hPa上出現(xiàn)輻合線、切變線及渦旋對強降雪預(yù)報有一定的指示意義。
6結(jié)論
1)極渦冷空氣東移南下的過程中極鋒鋒區(qū)加強，鋒區(qū)上強偏西急流與中緯度西南氣流交匯并東移進入新疆北部，冷暖交綏劇烈，大暴雪提供了有利的環(huán)流形勢，高低空急流相互作用，低層輻合，高層輻散，整層上升運動強，在地形和鋒面強迫抬升下垂直上升運動進一步增強，為暴雪產(chǎn)生提供動力抬升機制。
2)本次降雪過程是由于地面暖鋒所造成，降雪過程中，中低層有明顯的鋒生過程，鋒區(qū)向東北傾斜，在地形作用下垂直上升運動得到加強，強降雪時段與中低層暖鋒鋒生有較好的對應(yīng)關(guān)系。
3)α中尺度輻合線、切變線及渦旋對強降雪預(yù)報有一定的指示意義。
參考文獻
[1]張俊蘭,崔彩霞,陳春艷.北疆典型暴雪天氣的水汽特征研究[J].高原氣象,2013(4):1115-1125.
[2]朱乾根,林瑞祥,壽紹文等.天氣學(xué)原理和方法[M].北京:氣象出版社,2000.
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