2009年辽宁省一次暴雪天气过程分析

2009年 2月 12~ 13日, 吉林中东部、辽宁大部先后出现 了雨转雪天气过程。这次雨雪天气过程是 2008年入冬以后 最强的一次, 除大连、丹东地区降雨外, 辽宁其他大部分地区 为小到中雨转暴雪, 具有影响范围广、强度大、持续时间长等 特点, 造成经济损失 2 000 万元以上, 给交通运输、通信和人 们的生产、生活等方面带来了严重的影响。
暴雪灾害主要发生在我国西北、东北地区, 近些年我国 对暴雪的研究较多 [1- 3]。笔者利用逐日间隔 6 小时的客观 分析资料, 利用天气动力学诊断方法, 综合分析了这次雨转 雪天气过程, 论述强降雪天气系统的结构及形成的物理机 制, 试图找寻有预报指示意义的物理量场。 1 天气实况及环流形势特征 1. 1 天气实况 受西伯利亚冷空气和西南暖湿气流的共 同影响, 2009年 2月 12日 14: 00至 13日 08: 00, 辽宁全省出 现了雨转雪天气, 其中大连地区降小到中雨, 丹东地区降中 到大雨, 西北部、葫芦岛南部、营口地区小雨 (雨夹雪 )转大 雪, 本溪地区中雨 (雨夹雪 )转暴雪, 其他地区小雨 (雨夹雪 ) 转暴雪 (图 1、2)。最大降雪出现在新宾, 降雪量为 29 mm, 雪 深 17 cm。同时陆地普遍伴随 5 到 6 级的偏北大风, 降水时 段主要出现在 2月 12日 17: 00至 13日 08: 00, 过程结束后辽 宁省出现寒潮天气。
水平方向上气流的辐合促使了强降水的发生。
2. 3 温度条件分析 2月 12日 20: 00 850 hPa高空上, 辽 宁省处于 - 4~ 8 e , 此后辽宁省自西北向东南陆续由降雨 转为降雪天气, 这与温度的垂直分布有密切关系。西南气流 将暖湿空气向东北南部地区输送, 低层冷空气持续向南扩 散, 大量暖湿空气沿着锋面上升, 在东北南部地区形成了稳 定的逆温层。从温度平流剖面图上可以看到, 38b~ 42b N 1 000到 7 00 hPa一直延伸到 500 hPa附近都存在着较强的 暖平流, 42bN以北地面以上由于冷空气不断向南扩散, 冷平 流非常强烈, 暖平流叠加在冷平流之上, 形成了较强的逆温, 42bN附近底层空气过冷, 开始出现降雪 (图 6)。 12日 17: 00 到 20: 00, 阜新站地面气温从 4 e 降至 - 4 e 。 12日 20: 00 到 13日 08: 00, 对比各层, 925 hPa沈阳站高空温度从 1 e 降 至 - 9 e , 而中、高层变化不大, 可见低层冷平流侵入之强。
122bE at 20: 00 of Feb 12th
东北南部地区输送, 为暴雪的发生提供了非常有利的水汽条
38卷 12期
张炳川等 2009年辽宁省一次暴雪天气过程分析
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件。通过分析 850 hPa和 700 hPa的水汽通量、水汽通量散度 及流场可知, 这次强雨雪过程水汽来源主要有强西南气流携 带的黄海、渤海和东海的水汽。从 2月 12日 20: 00 850 hPa 水汽通量散度图上可以看出, 贝加尔湖分裂冷空气东南下与 西南气流交汇于东北南部地区, 形成了一条偏北与偏南风向 的辐合区, 并与水汽通量辐合区重叠 (图 4b)。 13 日 08: 00 以后, 水汽通量辐合带东移北抬, 撤出东北南部, 降水过程逐 渐结束。
水就出现在倒槽顶部、低空西南急流的左前方。随后冷空气 快速东移南下。地面图上, 2月 12日 08: 00东北地区受减弱 蒙古气旋控制, 贝加尔湖高压前部冷空气不断扩散, 随着高 空气流的引导, 江淮气旋北上发展, 到 12日 20: 00, 贝加尔湖 冷高压前部不断分裂出的冷空气东移南下, 与江淮气旋北上 输送的暖湿空气在东北地区南部交汇, 使辽宁出现大范围雨 雪天气。 2 天气学诊断分析 2. 1 低空急流及水汽条件 分析各层风场和低空急流可 以看出, 这次强雨雪过程中西南急流强盛, 从 2月 11日 20: 00 开始, 850~ 700 hPa上从华南到江淮流域一带为一致的强盛 西南气流, 各层都有急流存在。 700 hPa低空急流位于西南 到江淮流域上空, 12 日 08: 00到达辽宁上空, 于 12日 20: 00 达到最强, 中心风速达 24 m / s。 850 hPa低空急流从西南到华 北逐渐转为偏南急流, 急流轴上存在强风速中心, 12日 08: 00最 强时最大风速中心达 27 m / s, 使得低层大气快速增温增湿, 12 日 20: 00急流轴东移, 使辽宁处于强辐合中心 (图 4a)。雨雪大
snow fall from 08: 00 on Feb 12th to 08: 00 on Feb 13th of 2009
压性加大。 12日 20: 00乌拉尔山高压脊有所南落, 冷涡分离 冷空气继续向东南推进 ( 图 3)。至 13日 20: 00 东移冷空气 完全控制辽宁, 该次强降水过程结束。在中低层, 温压场的 斜压性进一步加大, 2 月 12日 08: 00 850 hPa高空图上等温 线与等压线的交角接近 90b, 促使高空槽不断发展加深, 槽前

注: 单位为 Pa/s。 Note: The un it is Pa /s.
图 5 2月 12日 20: 00垂直速度沿 122b E垂直剖面 F ig. 5 The vertica l cross-section of vertica l velocity along 122bE
at 20: 00 of Feb 12th
A nalysis of a H eavy Snow Process in L iaoning in 2009 ZHANG B ing-chuan et al ( L iaon ing Observatory, Shenyang, L iaoning 110016) A bstract Based on the conventiona lm eteoro log ica l data and 4 tmi es daily NCEP reanalysis data, the causes of rain chang ing snow storm in L iaoning dur ing February 12th - 13th o f 2009 were discussed. The low- level jet conditions, tem perature conditions and coupling m echanism o f water vapor and dynam ics o f heavy snow were diagnosed and analy zed. The low- level jet prov ided abundant water vapo r for th is process. The convergence at low leve,l divergence in the upper troposphere and strong ascend m ovem ent provided dynam ic conditions for the snow storm. The wedging of co ld a ir was the chief cause o f ra in chang ing snow. The strongprec ipitation area co rresponded to the m oist po tential vorticity w el.l K ey w ords Ra in changing snow; T em perature advection; M o ist po tential vortic ity
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安徽农业科学
2010年
的西南急流也随之加强, 并将大量暖湿空气向北输送。 2月 12日 20: 00, 低空南北槽东移合并, 并发展成低涡, 槽前的西 南急流引导江淮气旋东北上, 倒槽北上直接影响辽宁, 强降
注: 单位 gpm。 Note: The un it is gpm.
图 3 2009 年 2月 12日 20时 500 hPa高度场 F ig. 3 500 hPa at 20: 00 o f Feb 12th of 2009
注: a中阴影区为全风速 \ 12 m / s; b中阴影区为水汽通量散度 [ 0 g / ( cm2# hPa# s)。 Note: Shadow in p icture a denotes the zone of totalw ind velocity over 12 m /s; Shadow in p icture denotes the zone of the d ivergence ofwater vapor flux be-
1. 2 环流形势分析 这次天气过程发生前 2天, 中高纬度 欧亚地区的大气环流形势表现为异常的西高东低分布, 有利 于高纬地区冷空气自西北向东南不断南下, 东亚中低纬度地 区的环流形势则呈东高西低分布, 南支槽活跃。 2009年 2月 10日 20: 00 500 hPa高空图上, 乌拉尔山高压阻塞形势建立, 西伯利亚冷涡逐渐南压, 涡后冷空气不断南下在新疆北部堆 积, 我国西部受一暖性高脊控制。 2月 11日 08: 00至 12日 08: 00冷涡继续南压, 曲率加大, 暖脊伸向东北地区, 流场斜
low 0 g/( cm2# hPa1# s). 图 4 2009年 2月 12日 20: 00 850 hPa风场和低空急流区 ( a)及水汽通量散度和流线 ( b)
F ig. 4 The w ind field and the region o f low-level jet and the divergence of water vapor flux and flow lines at 850 hPa a t 20: 00 on Feb 12 th of 2009
作者简介 张炳川 ( 1976- ) , 男, 江苏沛县人, 工程师, 从事强降水预报 研究。 E-m ai:l lu jinglong1234@ 163. com。