保定地區降水天氣過程數據分析

王雙 劉浩

摘 要 本文利用臺站探空資料、自動站降水觀測資料、地面加密資料、天氣圖資料、NCEP再分析資料和多普雷達探測資料等，總結分析了2015年11月21日至22日保定雨雪天氣過程，且對相關物理量進行診斷分析。

關鍵詞 保定雨雪；診斷分析；中小尺度

前言

2015年11月21日白天至22日夜間，保定出現一場雨轉雪天氣過程，針對雨轉雪的臨界點以及雨雪分布上的特征，通過分析高空以及地面形勢場、紅外云圖、物理量和探空圖的分析， 得出降水落區變化的原因。同時和往年典型的類似過程對比，找出降水的特點，為以后的預報提供很好的依據。

1 天氣實況及成因分析

1.1 天氣實況

2015年11月21日白天至22日夜間，保定迎來一次雨雪天氣， 21日白天為雨，入夜轉為雨夾雪，22日凌晨轉為降雪，降水分布不均，全市大部分地區的過程降水量為大雪，東南部為暴雪，最大為蠡縣15.3mm，全市平均7.7mm。全市均有積雪，最大積雪深度8cm。

1.2 成因分析

（1）環流演變

21日08時歐亞大陸維持“兩槽一脊”，東亞大槽有滯后的溫度槽相伴， 中緯度地區為緯向環流，其上有多股冷空氣沿西風帶東傳，同時中心值為520 dagpm的低渦處于黑龍江附近， 渦后冷空氣東移南下。

21日20時，低槽東移，黑龍江附近的低渦強度略有減弱南下至黑龍江，700hPa急流已伸到河北中部； 在925hPa高度上，烏拉爾山冷高壓分裂南下，冷空氣隨偏北氣流自東北平原南下，經渤海灣，轉向西行影響華北。蒙古冷高壓穩定少動。河北仍處于高壓底部。由此可知南方暖濕氣流在邊界層偏東風的冷墊上爬坡，因而在河北出現回流天氣。于21日引發了保定第一階段雨轉雪的過程。

22日08時，700 hPa西來槽到達河套地區，河北中部急流得到加強，在925 hPa高度上， 東北平原南下的冷空氣勢力也增強了，地面鋒區明顯，22日白天出現第二階段的回流降雪。

（2）紅外云圖分析

700hPa高空35°N-45°N緯度范圍內的西風小槽，在108°E-115°E經度區域內存在多個云團，此時在河南、山西一帶有新的云團生成，并沿西南急流外圍分布。700hPa西南急流建立以后，為回流天氣的出現提供了有力的動力和水汽條件，新生成的云團不斷加強，同時沿西南急流北上，影響河北，而此時保定的第一階段的降水隨之出現。整個云區北上趨勢減緩，隨西風帶逐漸東移，雨帶也隨之東移南壓，第一階段降水也逐漸減弱結束。

22日新的西來槽影響，隨著到達河北山西交界后，冷氣團分裂為南北，北支影響河北北部和內蒙古東部，南支影響河北中部，自此保定第二階段的降水開始了。 隨著云團東移，整個過程降水也趨于結束。

2 動力及熱力條件分析

2.1 東傳正渦度的動力輸送作用

由20日08時至22日20時渦度時間-經度演變發現，21日05渦度發展并開始東傳， 對應700的西風槽東移，渦度同時逐漸加強，到了7日02時，渦度中心達1×10-5 s-1， 然后渦度在東傳過程中開始減弱，21日18時開始加強，逐漸影響河北區域， 說明保定第一階段降水過程中，東傳渦度貢獻較少，主要是在第二階段的降水中起到了較好的輸送作用。

同時段同地區的垂直速度剖面圖顯示，21日20時、22日08時，37.5° N、115° E附近區域，分別出現兩個強上升的運動中心。這兩個運動中心分別對應兩個階段的降水。同時垂直上升運動出現的時間以及強度演變， 與東傳正渦度影響該區域的起止時間和強度比較一致，這說明正渦度的東傳有利于上升運動維持和加強。

2.2 探空圖分析

北京站 21日08時、20時、22日08時探空圖抬升凝結高度變化不大，始終位于950 hPa以下。500 hPa以下溫度曲線有所下降，0℃層均接近地面。 然而三個時次在中低層都存在逆溫層，這對轉為固態降水還是不太有利。 到22日08時，可以發現，21日08、20時的-10℃位置比22日08時要低。說明22日夜間開始-10℃以上的飽和層的增厚有利于冰雪的形成和增長。雪花在下降過程中由于環境溫度的不斷下降避免了出現融化情況，因而降雪比較容易出現。

3 水汽條件分析

暴雨的形成必要條件之一需要非常充足水汽。單純依靠當地水汽的計算是不太可能形成暴雨的。所以要能形成暴雨就需要源源不斷地輸入的水汽。要考慮水汽輸送的問題是暴雨預報和分析時必須做到的。

由于連續的降水過程，保定地區的水汽含量比較豐富，濕層上升至400hPa，濕層厚度較大，近地層濕度在4g/kg以上。同時，在21日08時、21日23時，水汽通量散度圖上存在負值中心， 表明存在明顯的水汽垂直交換，由通量圖來看，自西南傳遞水汽的通道也是比較通暢的， 從而為保定的降水提供較好的水汽條件。

同時蠡縣（38.48°N，115.57°E）上空的水汽通量散度在降水前有兩次明顯的水汽輻合。2015年的11月21日02時至14時水汽輻合主要出現在850至1000 hPa高度之間，中心值約為 0.35×10-7g hPa-1 cm-2 s-1。

21日20時至22日06時，水汽第二次突然增加，有一個中心值為0.15×10-7g hPa-1 cm-2 s-1的水汽輻合區， 輻合中心位于600hPa高度附近。這兩次水汽輻合過程也反饋出了降水水汽的增加過程。

由通量圖來看，自西南傳遞水汽的通道也是比較通暢的，從而為保定的降水提供較好的水汽條件。

4 結束語

南方暖濕氣流在邊界層偏東風的冷墊上爬坡，因而在河北出現回流天氣。

正渦度的東傳對上升運動維持和加強起到很大作用。

充沛的水汽條件是產生大降水的必要條件，這個季節大陸性氣團控制下，水汽輸送尤為重要。都存在水汽輻合中心，較好的提供水汽。