張家口地區(qū)一次強(qiáng)降雪過程分析

喇果濤 黃若男 黃山江

張家口市氣象局 河北 張家口 075000

1 引言

張家口市位于河北省西北部。東臨承德市，東南接北京市，南靠保定市，西邊與山西省相接，北部為內(nèi)蒙古，全市海拔較高，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，特殊的地形影響到特殊的氣候，冬季寒冷，春季多大風(fēng)天氣，夏季降水較集中，秋季早晚溫差大[1－3]。張家口的冬季寒冷而干燥，降水量少，強(qiáng)降雪出現(xiàn)的次數(shù)比較少[4－6]。本文從影像系統(tǒng)、物理量等方面對(duì)此次過程進(jìn)行了分析，并與歷史個(gè)例進(jìn)行對(duì)比，得出了此次強(qiáng)降雪形勢的預(yù)報(bào)模型，為降水預(yù)報(bào)提供有力判據(jù)，對(duì)降水等天氣過程做出預(yù)報(bào)。

2 過程概況

2017年2月21日白天至夜間張家口自西向東出現(xiàn)了強(qiáng)降雪天氣，降雪時(shí)段集中在2月21日白天，范圍主要集中在西部及中部地區(qū)，時(shí)間長、范圍大、降雪強(qiáng)度大是這次降雪的主要特征。降雪量張家口市區(qū)、康保、尚義、陽原、宣化、涿鹿為7～8mm，雪深6～9cm；崇禮、懷來、萬全為6～7mm，雪深5～8cm；其余各縣區(qū)降雪量4～6mm，雪深4～9cm。降雪后全市有5級(jí)左右的西北風(fēng)，大部分路段出現(xiàn)積雪和結(jié)冰。

3 環(huán)流形勢:

3.1 高空形勢

2月21日8時(shí)500hpa環(huán)流形勢圖中分析發(fā)現(xiàn)影響本次過程的冷空氣主要有南北兩股，一股來自于烏拉爾山，東移至貝加爾湖西部；另一股來自于巴爾喀什湖，經(jīng)新疆河套地區(qū)向東移動(dòng)影響張家口。偏南的冷空氣移動(dòng)速度較快，先影響到本地，北邊的冷空氣不斷補(bǔ)充，形成階梯型結(jié)構(gòu)，22日8時(shí)兩股冷空氣相遇東移，張家口受西北氣流控制，降水停止。700hpa的主要影響系統(tǒng)是位于河套西部的切變，有一條明顯的急流，將南方的暖濕氣流輸送至北方。850hpa影響位于河套中部明顯的切變，有兩個(gè)急流提供了充足的水汽條件，其中一條是位于淮河以北的東風(fēng)急流，將東海的水汽向內(nèi)陸輸送，另一條是南風(fēng)急流，將西南暖濕空氣向北輸送。

圖1 各層環(huán)流形勢圖

3.2 地面形勢

我市西側(cè)地面形勢有一個(gè)倒槽，到21日08時(shí)，低壓倒槽南北斷開，北部形成一個(gè)閉合低壓，我市處于低壓前部，仍屬于倒槽東南象限，我市西部和北部有大片的降水區(qū)，降水開始。康保20日20時(shí)出現(xiàn)折角，20時(shí)開始，康保受冷空氣影響，21日14時(shí)至22日8時(shí)，溫度露點(diǎn)差處在最低，為降水的主要階段。

3.3 綜合分析

本次降水過程是由南北兩股冷空氣以階梯型形勢影響我市。21日08時(shí)地面倒槽逐漸斷開，導(dǎo)致低層偏南氣流很難向北輸送到達(dá)本地，低層水汽主要來自于我市東部高壓底部的偏東氣流；低層700hpa偏南氣流配合850hpa偏東氣流，兩股暖濕氣流形成低層輻合，有利于降水的產(chǎn)生。

4 物理量診斷

此次降水發(fā)生在21日下午到夜間，選取降雪量最大的站點(diǎn)康保(114.6E，41.8N)對(duì)此次降雪過程進(jìn)行綜合診斷分析。

4.1 動(dòng)力條件

從渦度和散度的空間剖面圖上分析發(fā)現(xiàn)，21日白天渦度剖面850hpa為正渦度，壩上地區(qū)正渦度尤其明顯，正渦度700hpa；而低層300hpa到200hpa為負(fù)渦度，利于低層輻合和高層輻散；21日散度剖面圖，850hpa至700hpa為負(fù)散度，300hpa至200hpa為正散度。由渦度方程得到，低層負(fù)散度中空氣向中心輻合，產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，低層正渦度區(qū)，科氏力由渦度中心指向外，向心的氣壓梯度力與其平衡，中心氣壓降低，負(fù)散度加強(qiáng)，形成的耦合形勢對(duì)降水持續(xù)發(fā)展有著重要作用。

4.2 水汽條件

低層環(huán)流形勢發(fā)現(xiàn)低空有明顯的急流，為本地提供很好的水汽條件；700hPa上，有一支南北向的低空急流，將南海、孟加拉灣等地的水汽直接輸送到本地，在850hPa上有兩條低空急流，一條為南北向，其作用與700hPa急流一致，另一條為東西向，將東海、渤海等地的水汽向內(nèi)陸輸送；850hPa的急流沒有將水汽直接輸送到張家口地區(qū)，其帶來的水汽對(duì)本次降雪的作用是不可忽略的。根據(jù)以上分析可知，在此次降水過程中，水汽條件較為充足。

圖2 21日850hPa、200hPa渦度（圖（a）、（b））和散度（圖（c）（d））空間剖面圖

1.比濕

21日的850hPa、700hPa比濕的水平分布反映了大氣中水汽的分布情況。在850hPa上，張家口西部地區(qū)的比濕達(dá)到2g/kg，在700hPa上，只有東南部分地區(qū)的比濕達(dá)到2g/kg，這兩個(gè)地區(qū)是此次降水過程中量級(jí)較大的地區(qū)。在其他大部分地區(qū)，無論是700hPa還是850hPa，比濕均在1.5－2g/kg之間，這也是此次降雪過程張家口各地降雪量分布較為均勻的一個(gè)重要原因。

2.水汽通量散度

在河北以南地區(qū)有一條水汽輸送帶將孟加拉灣的水汽向東、向北輸送，張家口位于水汽通量輻合區(qū)；在850hPa上也存在一條水汽輸送帶，將南海的水汽向北輸送，本地在水汽的輻合區(qū)內(nèi)。位于水汽輻合區(qū)邊緣，另外水汽輸送帶距離本地較遠(yuǎn)，此次降雪過程的量級(jí)偏小，為中雪，局部大雪。

4.3 熱力條件

21日上午假相當(dāng)位溫變得比較密集，從K指數(shù)比較發(fā)現(xiàn)張家口地區(qū)處于冷暖交匯的過度地區(qū)，有利于降水的發(fā)生。

5 預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

形勢預(yù)報(bào)對(duì)比20日8時(shí)起報(bào)500hpa高度場與實(shí)況數(shù)值預(yù)報(bào)對(duì)形勢地把握基本正確；對(duì)比850的風(fēng)場數(shù)值預(yù)報(bào)對(duì)風(fēng)場把握基本正確。降水EC的預(yù)報(bào)對(duì)降雪量級(jí)的考慮，張家口地區(qū)量級(jí)預(yù)報(bào)偏小，從降水落區(qū)考慮，落區(qū)大的南部，以及北部的康保，把握的比較準(zhǔn)確。

6 討論與結(jié)論

影響張家口地區(qū)強(qiáng)降雪過程主要有來自于烏拉爾山和來自于巴爾喀什湖的冷空氣，經(jīng)新疆河套地區(qū)東移影響本地，配合低層切變，冷暖交匯造成此次降雪。物理場中渦度散度相互耦合，動(dòng)力條件比較有利，配合一定水汽條件與熱力條件共同作用，為暴雪產(chǎn)生提供有利條件。通過對(duì)EC模式資料的對(duì)比分析，可以看出其有很好的參考應(yīng)用價(jià)值，對(duì)預(yù)報(bào)有一定指導(dǎo)意義。能夠較為準(zhǔn)確的分析出較短時(shí)效的天氣形勢，為降水預(yù)報(bào)提供有力判據(jù)，從而可以對(duì)降水等天氣過程做出預(yù)報(bào)。