內蒙古西部一次極端降雪天氣分析

劉文煒

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.113

摘 要：本文利用高低空形勢場、地面場、物理量場對內蒙古西部冬季一次極端降雪過程進行分析，結果表明：低空急流是極端降雪天氣最直接的成因，特別是偏南急流強度大、持續時間長，帶來充沛、深厚的水汽，其與西北急流結合，產生“人”字切變，強烈輻合，造成極端降雪；渦度場垂直時間剖面圖表現為高層強烈輻散，低層強烈輻合，為本次降雪提供了必要的動力條件；系統深厚和地面倒槽也是產生極端降雪的重要因素。

關鍵詞：極端降雪 低空急流 天氣分析

中圖分類號：P45 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（a）-0113-03

大、暴雪是內蒙古冬季主要氣象災害之一，它的發生對農牧業、交通、人民生活等有著重要的影響。內蒙古年降雪量具有東強西弱的分布特征，大雪過程主要發生在3、4、10月，5、11月次之，隆冬季節大雪發生較少[1]。內蒙古西部（包括阿拉善盟、烏海市、巴彥淖爾市和鄂爾多斯市）冬季與中東部相比，降雪量極少，頻次極低，其中2月平均降雪量只有1.8mm。所以，內蒙古西部冬季降雪天氣的研究，對降雪預報和防災減災有著重要的價值。

關于內蒙古冬季大、暴雪的發生機理，我國氣象工作者已經做了許多的研究[2-3]。本文主要從天氣成因的角度對高空環流場、物理量場、地面氣壓場進行分析，找出其高低空環流配置情況、影響系統、水汽條件、物理量特征、觸發機制等。

1 降水實況

2017年2月20日20時至21日20時內蒙古西部四盟市23站出現極端降雪事件，其中，鄂爾多斯市鄂托克旗、烏審旗、烏審召、河南和巴彥淖爾市大佘太共5站超過歷史極值，鄂爾多斯市、巴彥淖爾市、烏海市、阿拉善盟4個盟市共18站超過極端降雪閾值。

2 天氣分析

2.1 高空環流形勢

19日20時500hPa（圖略）東亞暖脊東移，該暖脊十分深厚，向上一直發展到200hPa；700hPa上蒙古阻高形成，其底部東南氣流在青海西部形成氣旋性環流，于20日08時形成低渦，中心強度達292hPa，低渦前部東南急流建立，極大風速達24m/s，河西走廊、內蒙古阿拉善盟正好位于急流區中。20日20時500hPa（圖1）暖脊繼續東移，從新疆移動到河西走廊的高空槽有所加深，內蒙古西部位于槽前西南氣流中，華北暖性高壓脊依然十分深厚，一直延伸到200hPa高度場，并呈后傾型；700hPa（圖2）從巴爾喀什湖東南下的冷空氣產生兩支西北急流，一支位于新疆西北部，一支位于河西走廊，正是該支西北急流與華北暖脊前南風急流在內蒙古西部形成“人”字形切變，此時地面受倒槽控制，內蒙古西部降雪開始。21日08時，500hPa內蒙古西部仍受槽前西南氣流控制，700hPa高空鋒區已過內蒙古西部區，原來兩支西北急流合為一支，使得“人”字形切變加深為槽，內蒙古西部地區轉為冷槽控制，降雪減弱，轉為冷性降水，一直到21日20時，500hPa高空槽過境，降雪結束。

從環流場演變可以看出，低空急流是此次降水最直接的成因，由于偏南急流強度大，持續時間長，帶來充沛、深厚的水汽，其左側氣旋性環流與西北急流結合，產生“人”字形切變，輻合強烈，造成此次極端降雪天氣過程。宮德吉等[4]的研究表明，低空急流與內蒙古大暴雪的關系非常密切，不但為大暴雪提供了水汽，而且還造成了上升運動和不穩定條件。本次極端降雪亦遵循這一規律。

系統深厚是此次降水的一大特點，從850hPa到400hPa為深厚的水汽層，內蒙古西部下游華北阻高從850hPa一直延伸到200hPa。本次降水環流形勢仍然與內蒙古西部夏季暴雨形勢相似，呈現“東高西低”、地面倒槽觸發降水的天氣特征。

2.2 物理量場診斷

20日20時500hPa渦度場（圖略），內蒙古西部上下游存在正負渦度中心，“+”中心位于甘肅玉門鎮附近，中心值達60×10-5s-1；“-”中心位于北京到天津一帶，中心值達-60×10-5s-1。從20日20時700hPa渦度場（圖3）看出，與500hPa相似，西部上下游也存在正負渦度中心，“+”中心位于阿拉善盟中東部，中心值達40×10-5s-1；“-”中心位于錫林郭勒盟朱日和附近，中心值達-40×10-5s-1。從中心值看出，中低層“+”渦度場呈后傾態勢，內蒙古西部地區700hPa渦度平流很強，阿拉善盟中東部對流強烈，處于強烈的上升運動區。

對突破歷史極值的大佘太渦度場進行時間垂直剖面（圖略）分析發現，20日20時到21日08時主降雪時段，400hPa以下為深厚的輻合區，400hPa以上為深厚的輻散區，大佘太高低層渦度中心值為“-55×10-5s-1，+45×10-5s-1”，高層強烈輻散，低層強烈輻合，為本次降雪提供了必要的動力條件。康玲等[5]研究內蒙古大、暴雪物理量特征，大、暴雪臨近時，700hPa、500hPa渦度圖上，正渦度中心值一般為（+40～+120）×10-5s-1，本次降雪高空圖上正渦度中心值亦達到這一指標。

從大佘太水汽通量散度時間垂直剖面圖（圖4）可以看出，20日白天水汽開始流入，20日20時700hPa水汽通量散度達到最大，為-4.0g/（s·cm2·hPa），降雪開始，從850hPa到400hPa水汽輸入一直持續到21日05時左右，之后中高層水汽開始流出，低層850hPa水汽繼續流入，一直持續到21日20時降雪結束。分析得知深厚的水汽層、水汽的長時間輸入為本次降水提供了充沛的水汽條件。

2.3 地面氣壓場

20日20時地面倒槽伸入內蒙古西部地區，觸發此次降水開始，分析地面輻合線發現，產生極端降雪的站點均位于輻合線周圍。

3 結論

（1）低空急流是此次極端降雪天氣最直接的成因。由于偏南急流強度大、持續時間長，帶來充沛、深厚的水汽，與西北急流結合，產生“人”字切變，強烈輻合，造成極端降雪。

（2）系統深厚是產生極端降雪的重要條件之一。內蒙古西部從850hPa到400hPa為深厚的水汽層，下游華北阻高從850hPa一直延伸到200hPa。

（3）地面倒槽觸發了此次降雪天氣。

參考文獻

[1] 孟雪峰，孫永剛，云靜波，等.內蒙古大雪的時空分布特征[J].內蒙古氣象，2011（1）：3-6.

[2] 江毅，錢維宏.內蒙古大（暴）雪的區域特征[J].地理學報，2003（S1）：38-48.

[3] 孟雪峰，孫永剛，王式功，等.內蒙古大雪發生的規律及環流特征[J].蘭州大學學報：自然科學版，2012，48（5）：61-70.

[4] 宮德吉，李彰俊.低空急流與內蒙古大（暴）雪[J].氣象，2001，27（12）：3-7.

[5] 康玲，李彰俊，祁伏裕，等.內蒙古大、暴雪環流類型及物理量特征[J].內蒙古氣象，2000（3）：13-18.endprint