對河東春季一次暴雪天氣的診斷分析

郭俊瑞 郭俊文

暴雪是冬季的主要氣象災害之一，雪災、結冰對西北農、牧業及交通運輸、人民生命財產安全帶來不利影響。氣象工作者對暴雪天氣做了大量的分析研究，如梁軍等[1]對大連的區域暴雪天氣進行了診斷分析，并應用中尺度非靜力模式MM5對暴雪進行了數值模擬，模式較好地模擬了降雪中心強度、位置及強降雪的變化時間；黃海波等[2]對新疆秋季暴雪分析，下層干冷空氣的侵入有利于干層的形成和堆積，干層的存在使水汽和不穩定能量得以累積，增加了降水過程的對流性不穩定。甘肅地處內陸高原，遠離海洋，地形復雜，空氣中水汽含量小[3]，暴雪預報難度大。本文通過對2017年3月11日至13日甘肅河東地區暴雪過程，從環流特征、物理量等方面進行了診斷分析，研究暴雪形成的物理機制，為天氣預報、預警及決策氣象服務提供參考依據。

1 天氣實況

2017年3月11日至13日在甘肅河東大部出現降雪量大于10 mm的暴雪天氣，在隴南、天水和平涼的局部地方出現大于20 mm的降雪。此次天氣過程在整個河東地區都帶來了暴雪天氣，在甘肅地區來說范圍和量級都較大，在歷史時期中也比較罕見。降雪天氣給人們的日常出行帶來嚴重的不利影響，給河東地區設施農業造成了重大的災害。

11日 8：00至 12日 8：00、12日 8：00至 13日 8：00在河東大部分別出現降水量大于10 mm的暴雪天氣，最大日降水量出現在12日8：00至13日8：00平涼華亭24 mm。在河東出現大面積的積雪，最大積雪深度出現在平涼華亭22 cm（如圖1所示）。

圖1 2017年3月11日8:00至13日8:00甘肅省降水量

2 高低空環流形勢

2.1 500 hPa、700 hPa分析 12日8：00 500 hPa圖上（如圖2所示），歐亞中高緯度為三槽兩脊型。在新疆西北部有一冷渦存在，冷渦底部不斷有冷空氣分裂南下。在冷渦的南部有一南支槽生成，發展東移。可以看出，巴湖西部的冷渦維持，南支槽東移至孟灣北部，低層700 hPa槽前西南氣流影響到河東地區，青海南部至河東地區有一橫向切變線。兩者為此次降水提供了良好的水汽輸送條件和動力抬升機制。

圖2 12日8:00 500 hPa高空

13日8：00 500 hPa（如圖3所示）巴湖以西的冷渦穩定少動，繼續維持。南支槽東移青藏高原東部，強度減弱。河東地區繼續受低槽影響。

圖3 13日8：00 500 hPa高空

從高低空環流形勢演變可看出在河東地區一直有切變線存在，在南支槽下方有明顯的低空西南風急流。切變線和低空急流分別為此次降水過程提供了較好地抬升機制和水汽來源。可以看出，此次過程在700 hPa上也有良好的背景場。

2.2 地面圖 從地面圖上可以看出，在新疆東部有一冷高壓緩慢東移南下。冷鋒在此段時間內緩慢掃過河東地區，受冷鋒過境影響，氣溫明顯下降。在河東地區有較明顯的地面輻合線，降雪主要出現在輻合線附近。

3 物理量診斷

3.1 水汽條件 從12日、13日8：00 700 hPa比濕場，500 hPa、700 hPa相對濕度場可以看出，在降雪時段河東地區比濕在2 g/kg，甘南、隴南、天水的部分地方比濕大于3 g/kg，在該季節的降水過程中比濕值較大。在降水時期，河東地區的整層相對濕度都很大，12日8：00 500 hPa上河東中部相對濕度達到了100%，11日夜間開始到13日上午，整個河東地區的高低層相對濕度都在90%。

從12日8：00榆中的探空圖上可以看出（如圖4所示），從地面到高空300 hPa上整層的溫度露點差都在2 ℃以內，此次過程的濕度條件非常有利。風場上來看，中低層垂直風切邊不明顯，也有利于大降水的產生。

圖4 12日8:00榆中（52983）探空

3.2 動力條件 從12日8：00 500 hPa和700 hPa的渦度場上看，在降水產生時段，整個河東地區中低層都是正渦度，500 hPa上渦度中心值達到40×10-5/s。中低層正渦度，有利于水汽、能量的輻合上升。從散度場上來看，在降雪前期，上游有明顯的散度負值區，11日8：00 500 hPa上在甘南有小于-20×10-5/s的負值中心，即在該地區為明顯的輻合區。從垂直速度場看出，12日白天，500 hPa和700 hPa上都有明顯的上升運動。隴東南部分地方最大上升速度達到-40×10-5hPa/s。大降水區和強的抬升區位置疊加顯著。

4 結論

一是500 hPa上新疆西部的冷渦不斷分裂出的冷空氣和南支槽前強盛的氣流為此次降雪形成了良好地背景場條件。二是700 hpPa上西南風低空急流為降雪帶來了充足的水汽供應和不穩定層節。三是地面圖上冷鋒過境導致的顯著降溫為積雪帶來了有利的溫度條件。四是暴雪發生前后，低層正渦度、輻合與高層負渦度、輻散的配置，加強了上升運動，形成較強的溫度、濕度能量動力抬升。孟加拉灣低槽前西南暖濕氣流沿云南、四川北上到達甘肅東部，是暴雪的重要水汽來源。