一次暴雪天氣形成機制的分析

摘 要：依據天氣實況和數值模式產品對2013年11月7—8日暴雪天氣過程進行了綜合分析，并對數值模式的形勢場和物理量場進行了檢驗的條件進行了分析。結果表明：高空強鋒區、低空持續輻合切變、強輻合上升運動及持續的水汽輸送是本次暴雪天氣產生的主要原因。

關鍵詞：暴雪寒潮；數值模式；物理量

一、天氣實況

2012年11月7日20時至9日08時，受西西伯利亞低渦東南下的影響，北疆出現入秋首場強降雪天氣過程，各地普降小雪，其中石河子墾區烏蘭烏蘇至石河子市沿線暴雪，最大積雪深度8～23cm，7至9日平均氣溫下降9.4-13.2℃，最低氣溫下降12至15.7℃。本次過程局地降雪強，降溫幅度大、最低氣溫低。

二、災情及影響

11月8日暴雪天氣導致石河子市區大面積短時間停電、停暖、停水，部分小區停電、停暖、停水超過24小時，許多樹木壓斷，道路濕滑致使交通事故增加。

三、環流背景及物理量分析

1 環流背景

11月7日08時歐亞范圍為兩槽一脊型，歐洲、西西伯利亞地區分別為低槽活動區，里、咸海淺脊與其北部極地新地島高壓脊疊加，并東北向伸展東移，烏拉爾山東部形成較強的偏北急流，并引導西伯利亞到新疆的低渦逆轉東南下，我區處于該低渦底部。高壓脊逐漸東移南掉，鋒區南壓并伸向北疆沿天山，西西伯利亞低渦東移并分裂短波南下，造成強降雪降溫天氣，環流特征上表現為鋒區和冷空氣強，10個經距內有8根等高線，冷中心為-39℃，位于50-60°N，75-95°E，低渦中心強度520hpa。低渦走向為東北西南向。冷空氣源地是北方路徑，降溫劇烈。7日20時里、咸海至極地新地島高壓脊進一步發展東北伸，西伯利亞低渦旋轉東移南壓明顯，我區處于強西北鋒區中。

2地面圖實況

地面圖上，11月7日20時冷鋒前沿已經進入北疆，北疆西北部開始出現降水。地面冷高中心為1032.0hPa，8日08時冷中心區域增大，冷高壓中心增為1035hPa，到9日08時冷高中心繼續增強到1040hPa。高壓中心的動態移動表明冷空氣在不斷加強和東南下。

3垂直速度場特征：

7日20時至8日08時，最大上升運動區在石河子附近并維持12小時以上，8日08時500HPA最大上升速度達到-800e-2*pa*s-1，為強降雪提供了有利的垂直運動條件。

4冷空氣源地及路徑

造成本次暴雪寒潮天氣的冷空氣源地，在新地島附近及其東側，冷空氣東北風帶西南下經巴爾喀什湖北部入侵新疆進入我區，造成一次明顯寒潮降雪過程。

5數值預報分析

（1）環流形勢

模式預報看（圖略），歐洲中心5日開始環流徑向度不斷加強，7日20時高壓脊在烏拉爾山達到最強，其東部建立強的北風帶，受其引導，冷空氣快速南下，地面冷高壓迅速得到加強。與此同時，在高空自烏拉爾山南部至北疆沿天山地區形成強的西北-東南向鋒區，為水汽輸送和垂直上升運動提供了有利條件。

T639模式預報從強度和趨勢看與歐洲中心預報十分接近，表明兩種模式的預報能力在72小時內十分接近實況，同樣具有很強的預報能力。

從兩個模式的預報平均場（00-48小時）可以看出，無論槽脊系統強度還是位置都很接近實況形勢場。

（2）物理條件

2.1水汽條件

從6日20時EC數值預報圖（24小時）上，7日20時中、低層相對濕度在80-100%高濕區已經進入我區，相對濕度條件比較好，降水在20時以后出現，并逐漸增大，直到8日11時52分結束。T639從7日23時相對濕度中低層明顯增大，石河子達到80-90﹪，8日02時-11時高濕區穩定在石河子及南部沿山一帶，也是強降雪出現時段。

2.2垂直速度場

T639數值預報在暴雪來臨前，7日20時850hpa開始轉入上升運動區并不斷增強，23時從西向東沿天山一帶有上升運動區，強上升氣流區在烏魯木齊北部-36hPa·s-1 ，8日5時我區上升運動區加大到-24hPa·s-1 ，至11時強上升運動區持續維持在石河子市附近。

而在700hpa 17時石河子地區已經進入上升運動區，20時強上升運動區自伊犁地區沿天山北坡逐漸東移，中心值為-72hPa·s-1 、8日02時強上升運動中心移向石河子地區，8日05時至8時強上升運動持續穩定在石河子附近，中心值達-60hPa·s-1， 11時減弱，降水區東移，本地降水趨于結束。

2.3高低空流場特征

7日20時200hPa，從中亞到新疆沿天山上空維持一條西北東南向急流帶，急流最大中心達40m/s. 急流軸中心位于沿天山一帶，導致脊前強冷空氣東南下，造成沿天山北坡帶石河子暴雪寒潮天氣。

850hpa流場分析：

6日20時ECMWF流場預報圖可以看出沿天山一帶有一條明顯復合帶，8日02時東移至石河子市附近及以南地區并維持到08時。11時輻合帶東移出石河子市地區。最大降雪時段在8日02時至10時，與輻合帶相吻合。

四、結論

4.1 本次天氣過程降雪具有范圍大，局地降雪強，降溫劇烈的特點。

4.2強鋒區條件和地形的共同作用及低層持續的氣流輻合抬升是造成本次暴雪天氣的主要動力條件

4.3 T639和ECMWF數值模式在本次暴雪天氣中較好地預報了物理場和形勢場，特別在高空鋒區和低空層輻合流場。

參考文獻

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作者簡介

丁虎，男，山東乳山人，本科，現為新疆石河子氣象局高級工程師，主要從事天氣氣候預報與研究。