２０ 文章编号：１００５—８６５６（２０１ １）ｏ４—００２０—０４ 内蒙古气象 ２０１１年第４期 ２０１ １年２月２５—２６日河套地区暴雪天气过程诊断分析 王永清，梁宝元，张宝龙，刘艳丽 （巴彦淖尔市气象局，内蒙古临河０１５０００） 摘要：利用各种气象资料，对２０１１年２月２５—２６日发生在河套地区的暴雪天气过程进行诊断分析，结果 表明：（１）５００ｈＰａ中亚和东亚分别有冷槽活动，中亚槽前有分裂冷槽东移推动两槽间暖脊发展东移至河套以东，河 奁 部处在 南气流控制下。（２）当５００ｈＰａ分裂东移的冷槽与７００ｈＰａ高原槽和地面河套倒槽垂直叠置，高层有冷 空气下沉锲人到地面倒槽后暖湿气层底部形成动力抬升时，触发暴雪产生。（３）７００ｈＰａ负散度、正涡度，深厚的负垂 直速度，离、低空急流垂直耦合形成的抽吸作用，高、低层冷暖平流造成的热力不稳定，较艮时间水汽和热量输送、 积聚，使高能、高湿舌伸人河套形成的位势不稳定，河套外围三面环山形成的地形阻挡抬升作用替置在河套上空， 为触发暴雪形成提供了强劲的抬升动力。 关键词：环流背景：影响系统；动力机制 中图分类号：Ｐ４５８．１ １ 文献标识码：Ａ 弓ｌ言 对气象服务需求增强和气象灾害增多，做好暴雪预 报，成了气象工作者急需突破的技术难题。本文通 内蒙古河套地区是指黄河“几”字弯和其周边 流域，处于内陆深处的黄土高原，地势高，温差大， 过对本次弱冷空气类北槽南涡型暴雪过程的环流 背景、影响系统、水汽条件、物理量特征进行诊断分 风沙多，蒸发强，降水少，属中温带季风气候区。以 巴彦淖尔市为例，１９７１年以来年降水量１３０ ２６０ｒａｍ，有近７０％的降水集中在６—８月，冬季（１１ 月一次年２月）降雪量５．３ｍｍ，仅占全年的３．２％ 然而，从２００６－－２０１０年连续５年暴雪或暴风雪频 析。结合以往同类型个例分析指标，总结出预报着眼 点和预报指标．为河套暴雪预报提供参考。 １天气实况分析 ２０１１年２月２５日１５时降雪首先在巴彦淖尔 市东部开始至２７日０５时基本结束，最大降雪中心 出现在呼和浩特市。雪量ｌ６ｒａｍ。本次降雩范嗣广， 阴山以南普遍较大．暴雪区域集中在呼和浩特周边 （见表１）。 次增多，降雪后气温下降造成路面结冰，使城市交 通和高速公路运营中断．交通事故增多，牧区白灾 频发，严重影响了人们的生产和生活。Ｆｈ于河套地 暴雪发生频次少，预报难度较大。随着社会发展 表１ 站名 降雪量／ｍｍ ２ ｌ ２０１１年２月２６日０８时河套地区降雪量 乌拉特中旗乌拉特前旗大余太包头达拉特旗土右旗土左旗呼和浩特托克托县和林格尔清水和县 ３ １４ １４ １４ １ ０ ｌ ６ ６ ６ ４ ２高空环流背景、影响系统及地面形势特征分析 ２．１ ５００ｈＰａ环流背景 槽），槽后有冷平流跟进，斜压不稳定增强，蒙古西部 暖脊被短波槽推进至蒙古中部，河套两部处在稽前 ２０１ １年２月２４日０８时，亚欧中纬度处在两槽 一脊后≥１２ｍ・Ｓ一西南气流控制下。在槽前暖平流和正 涡度平流共同作用下，有利于底层低值系统东移并 发展加深。２５口２０时，随短波槽东移，槽区急流加 脊环流背景下，中亚大槽（５０—８０。Ｅ）前宽广的西 南气流带上有短波槽生成于巴尔喀什湖（以下简称 巴湖）附近，蒙古两部为暖脊区，阿拉善盟以东受东 亚大槽后部西北气流控制．印缅槽区有冷平流配 强，槽前≥２０ｍ・Ｓ 两南风使河套地区处在气旋式辐 合上升区，槽后也有≥１６ｍ・Ｓ。冷空气下沉直插低层 暖湿气层之下使之强迫抬升，斜压不稳定能量爆发。 有利于降雪条件形成（见图１）。２６ Ｅｔ ０８时后，短波 合。２５日０８时，印缅槽稳定维持，巴湖短波槽南扩 并快速东移至河两走廊呈两北一东南向分布（斜 ２０１ １年第４期 内蒙古气象 ２ｌ 槽快速东移消失，河套处在偏两气流控制下。 ｛驾１ ２０１１年２月２５日Ｏ８—２Ｏ时５００ｈＰａ槽线、 最大风带和５５６０ｇｐｍ线动态变化图 ２．２ ７００ｈＰａ影响系统 ２０１ １年２月２５日０８时。贝加尔湖（以下简称 贝湖）冷槽东移南压，高原槽加强东移到酒泉至兰 州一线，槽后沿河西走廊有风速≥８ｍ・Ｓ～，温度梯 度≤８￣Ｃ／５经（纬）距冷空气跟进，华北暖脊西伸北 抬，河套两部东高两低形势建立。脊后槽前有风 速≥８ｍ・Ｓ一偏南气流将四川盆地水汽向北输送， ，≤２￣Ｃ大湿区已推进到阿拉善盟东部。２５ １３ ２０ 时，贝湖冷槽继续东移南压至蒙古东部，高原槽东 移至河套，两槽南北贯通加强，槽前偏南气流增大 至１６ ＩＩ１・Ｓ～．另有≥２６ｍ・Ｓ 偏南急流区北推至呼和 浩特， ２℃大湿区和暖舌区随之东移扩展到河 套周边，低槽后有≥１２ ｉｎ・８一冷空气锲入到偏南气 流底部形成动力抬升之势（见图２）。２６日０８时低 槽进一步东移，河套处在槽后偏西气流控制下。 图２ ２０１１年２月２５日Ｏ８—２Ｏ时７００ｈＰａ槽线、 最大风带、３０００ｇｐｍ线和Ｔ－－Ｔ￣＜２￣Ｃ 区动态变化图 ２。３地面形势特征 ２０１ １年２月２５ １３ ０８时，在５００ｈＰａ层上东亚 大槽南压作用下地面蒙古‘高压东段向东海加强南 压，高压底部东海水汽回流形势建立。２０时，随 ５００ｈＰａ巴湖短波槽东移，在槽前暖平流和正涡度平 流共同作用下地面倒槽发展加深并东移北抬，倒槽 前有来自东海的水汽向河套输送，倒槽后高层冷空 气下插锲入偏南暖湿气流底部形成动力抬升，触发 河套地区暴雪产生 ３特征量分析 ３．１散度场和涡度场特征 从７００ｈＰａ散度和涡度场分布特征可以看到：河 套周边降雪发生前一天为正散度、负涡度，降雪发生当 天，为负散度（散度中心值≥一３３ｘ１０￣．Ｓ。）、正涡度（≥ ４６ｘｌ ・ｓ ）ｆ见网３—４１，并且降雪开始到强度最大再到 降雪结束，这期间的数值变化反映了低层辐合上升高 度先增加然后下降，强度先增大后减弱。这种配置说明， 低层辐合高层辐散非常有利于暴雪的发生和发展ｌｚ］。 图４ ２０１１年２月２５ Ｉ：１ ２０时７００ｈＰａ涡度场 ３．２垂直上升运动和高低空急流耦合配置 ２５日２０时，蒙古南部上空有一深厚强上升中 心。７０ＯｈＰａ层上最大中心速度为一４０ｘ１０ ｈＰａ・Ｓ～ 临 河处于一２５ｘｌ０ ｈＰａ・Ｓ。区域ｆ见图５）。从垂直速度场 分析可以看到：降雪发生前整层为下沉运动，而降雩 发生时．从低层到高层均转为垂直上升运动，且最大 上升时段与降雪最强时段一致。 ２２ 内蒙古气象 ２０１１年第４期 Ｊ到５ ２０１１年２月２５ ｆ：ｆ ２０时７００ｈＰａ垂甑速度场 ２５日２０时．３００ｈＰａ层上４８。Ｎ．１１０。Ｅ以东有 风速≥６０ｍ・ｓ 的高空偏西急流轴．其入口区右侧的 辐散值≥１０ｘｌ０ ・Ｓ～，具有抽吸作用，为低层辐合提 供了质量出口［３１。７００ｈＰａ处于低空偏南急流出口区 左侧散度中心值≤一３４ｘ１０ ・ｓ。的辐合上升区ｆ见图 ６）。从高、低空急流耦合关系来看：高空急流出口区 右侧辐散区与低空急流出Ｌ』区左侧辐合区耦合配 置使得垂直上升运动发展强烈，有利于低层及地面 低压辐合系统的发展．加之河套外围三面环山形成 的地形阻挡抬升作用叠置在辐合区上空。为暴雪天 气的产生提供了强劲的抬升动力。 图６ ２０１１年２月２５日２０时高低空急流耦台 与２６日０８时地面降雪分布 ３．３比湿场、假相当位温与温度对数压力图特征 暴雪发生前，河套中低层比湿为零；暴雪发生 时，７００、８５０ｈＰａ均有比湿≥２．０ｇ・ｋｇ－ 湿舌伸人河套。 有研究表明：强降水天气大多发生在能量锋区附 近暖区一侧 。２０１１年２月２５日２０时７００ｈＰａ有从 孟加拉湾经四川向河套伸展的高能舌．假相当位温由 ２８℃升为３２℃。暴雪 出现在舌区右前方暖区一侧。 从乌拉特中旗、东胜、呼和浩特站温度对数压力 图上看出：２０１１年２月２５日２０时，６００ｈＰａ以下露 点曲线与状态曲线靠近（ ≤２ ），湿层较厚，地 面到５００ｈＰａ风随高度顺转为暖平流，５００～２００ｈＰａ 风随高度逆转为冷平流．层结处于上冷下暖不稳定 状态 ｊ。这说明河套地区具有了深厚的暖温不稳定 气层，为暴零的产生储备了潜能。 ４小结 （１）暴雪发生前一天．５００ｈＰａ河套上游有≥１２ ｍ－ｓ。西南气流形成：７００ｈＰａ贝加尔湖有冷槽南压， 高原槽加深东移，华北暖脊北抬，河套地区东高西 低形势建立，脊后槽前自四川向北输送的≥８ｍ．ｓ 偏南水汽通路形成，并有 ≤２￣Ｃ（其他同类型过 程湿 指标为 ≤５ ，故特征量指标归纳表２ 以 ≤５℃为指标。湿线是指湿区外围 ５℃ 点的连线）大湿区北推到３５。Ｎ，１０５。Ｅ附近；地面有 河套倒槽生成是河套暴雪预报的主要着眼点。暴雪 发生当日．随５００ｈＰａ巴湖短波槽东移并与南支槽合 并加强，槽前西南风风速增大到２Ｏ ｍ・ｓ。以上，在暖 平流和正涡度平流共同作用下，７００ｈＰａ低槽（或低 涡）前≥１６ ｍ・ｓ一的偏南气流将大湿区和暖舌区推 进到河套周边，地面蒙古高压底部发展加深为河套 倒槽ｆ或河套气旋１，其前部有来自渤海、黄海或东海 的地面水汽向河套输送。当５００ｈＰａ东移的冷槽与 ７００ｈＰａ低槽或低涡和地面河套倒槽垂直叠罟，其后 部高层有冷空气下插锲人暖湿气流底部形成动力 抬升时，触发河套暴雪产生。 （２）７００ｈＰａ负散度、正涡度，深厚的负垂直速度， 高、低空急流垂直耦合形成的抽吸作用，高、低层冷 暖平流造成的热力层结不稳定．较长时间水汽和热 量输送积聚形成的位势不稳定，河套外罔ｉ面环山 形成的地形阻挡作用叠置在河套上空。为触发河套 暴雪产生提供了强劲的抬升动力。 （３）通过对本次弱冷空气类北槽南涡型暴雪过程 中的环流背景、影响系统、水平散度、涡度、垂直速 度、高低空急流、比湿、假相当位温、Ｔ－ｌｏｇＰ图特征 进行诊断分析，揭示了暴雪发生和发展的内在机理 和动力机制，结合以往同类型个例分析指标，归纳出 河套地区弱冷空气类北槽南涡型暴雪预报特征量参 考指标（见表２—３）。 ２０１１年第４期 表２ 内蒙古气象 ２３ 弱冷空气类北槽南涡型暴雪预报日实况指标与发生日预告值形势场指标归纳表 特征量 。…… 急流 ０ｈ： 槽前 槽后 ？ ｈ！ 槽前 ？ ？槽后 ！ｈＰ ７００ｈＰａ槽后 …。 风速／ 风速／ 风速／ 风速／ 风速／ 冷平流强度／ （￣ｃ／５经纬距） （ｍ・ｓ １） （ｍ・ｓ ） （ｍ・ｓ ） （ｍ・ｓ ） （Ｉｌｌ・ｓ－１）湿线 ００ｈＰ 纬度位置／ 。Ｎ 槽前 ５０ｈＰａ ５槽后 湿线 Ｏｈｐａ ０ｈＰａ 风速／ 风速／ 纬度位 （ｍ・ｓ ） （ｍ・ｓ ） 置／。Ｎ 表 参考文献： …李金田，张喜林，孔德胤，等．巴彦淖尔市农牧业气候资源与区划ＩＭＩ． 北京：科学普及出版社．２００６：４３． 张连霞，石磊，刘艳丽，等．２００９年初冬河套地区暴雪天气过程诊 １９８７：１７． ｆ４】刘波，陈忠明．能量锋、锋生函数与暖区暴雨｛ＪＪ．ｇｔｌ川气象，１９９０ ｆ】１：１２—１６． ［５］朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等．天气学原理与］ｆｆ￣ｌＭ］．北京：气象出版 社．２００７：４２９． 断分析『Ｊ１．沙漠与绿洲气象，２０１１（１）：２２—２４． Ｉ３ｌ王娴．内蒙 自治区天气预报手册（Ｅ册）【Ｍ Ｅ京：气象出版社， Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｓｎｏｗｓｔｏｒｍ Ｗｅａｔｈｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｉｎ Ｈｅｔａｏ Ａｒｅａ ｆｒＯｍ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２５，２０１ １ ｔｏ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２６，２０１ １ Ｗａｎｇ Ｙｏｎｇｑｉｎｇ，Ｌｉａｎｇ Ｂａｏｙｕａｎ，Ｚｈａｎｇ Ｂａｏｌｏｎｇ，Ｌｉｕ Ｙａｎｌｉ （Ｂａｙａｎｎａｏｅｒ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｂｕｒｅａｕ，Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ ＬｉｎＨｅ ０１５０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｖａｒｉｏｕｓ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｄａｔａ，ｔｈｅ ｓｎｏｗｓｔｏｒｍ ｗｅａｔｈｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ Ｈｅｔａｏ Ａｒｅａ ｆｒｏｍ Ｆｅｂｍｍｙ ２５，２０１ １ ｔｏ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２６，２０１ ｌ，Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ：Ｆ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｃｏｌｄ ｔｒｏｕｇｈ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ Ｃｅｎｔｒａｌ Ａｓｉａ ａｎｄ Ｓｏｕｔｈ Ｅａｓｔ Ａｓｉａ ｉｎ ５００ｈＰａ，ｉｎ ｆｒｏｎｔ ｏｆ Ｃｅｎｔｒａｌ Ａｓｉａ，ｔｈｅ ｓｐｌｉｔ ａｎｄ ｅａｓｔｗａｒｄ ｃｏｌｄ ｔｒｏｕｇｈ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｗａｒｎｌ ｒｉｄｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｔｒｏｕｇｈ ｔｏ ｔｈｅ ｅａｓｔ ｏｆ Ｈｅｔａｏ ａｒｅａ，ａｎｄ ｔｈｅ ｗｅｓｔ ｏｆ Ｈｅｔａｏ ａｒｅａ ｗａｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ ａｉｒｆｌｏｗ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓｐｌｉｔ ａｎｄ ｅａｓｔｗａｒｄ ｃｏｌｄ ｔｒｏｕｇｈ ｉｎ ５００ｈｐａ ｓｕｐｅｒｐｏｓｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌｉｔｙ ｗｉｔｈ ｐｌａｔｅａｕ ｔｒｏｕｇｈ ｉｎ ７００ｈＰａ ａｎｄ ｇｒｏｕｎｄ ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｔｒｏｕｇｈ ｉｎ Ｈｅｔａｏ ａｒｅａ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ａｉｒ ｓａｎｋ ｔｏ ｃａｒｖｅ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｔｒｏｕｇｈ ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｏｆ ｗａｒｍ ａｎｄ ｗｅｔ ａｉｒ ｌａｙｅｒ ｔｏ ｕｐｒａｉｓｅ，ｔｈｅ ｓｎｏｗｓｔｏｒｍ ｆｏｒｍｅｄ． Ｔｈｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ，ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｖｏｒｔｉｃｉｔｙ ｉｎ ７００ｈＰａ，ｐｒｏｆｏｕｎｄ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｐｅｅｄ，ｃｈｉｕｍｅｙ ｅｆｆｅｃｔ ｗｈｉｃｈ ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｏｆ ｌｏｗ—ｌｅｖｅｌ ｊｅｔ ｓｔｒｅａｍ，ｉｎｓｔａｂｌｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｗｈｉｃｈ ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｌｏｗ—ｌｅｖｅｌ ｃｏｌｄ ａｎｄ ｗａｒｍ ａｄｖｅｃｔｉｏｎ，ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｗｅｔ ｔｏｎｇｕｅ ｅｎｔｅｒｅｄ ｉｎｔｏ Ｈｅｔａｏ ａｒｅａ ａｎｄ ｆｏｒｍｅｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｂｙ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ａｎｄ ａｅｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｌｏｉｓｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｅａｔ ｆｏｒ ｌｏｎｇ ｔｉｍｅ．ｔｅｒｒａｉｎ ｏｂｓｔｒｕｃｔ ｌｉｔｆｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｗｈｉｃｈ ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ＳＨｒｒｏｕｎｄ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｍｏｕｎｔａｉｎｓ ｉｎ ｔｔｅｔａｏ ｓｕｐｅｒｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｋｙ ｏｆ Ｈｅｔａｏ ａｒｅａ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｌｉｔｆｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｎｏｗｓｔｏｒｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍ；ｄｙｎａｍｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ