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農業論文

阿壩州一次自北向南降雪天氣過程分析

時間:2020年01月18日 所屬分類:農業論文 點擊次數:

摘要:以2017年5月3~6日阿壩州一次自東北向西南降雪天氣過程為例,主要利用2.52.5NCEP再分析資料和臺站降水觀測資料對此次降雪天氣過程的影響因素進行了分析。結果顯示:此次系統性降雪天氣過程為烏山低槽東移型,阿壩州自東北向西南的降雪天氣過程主要由槽

  摘要:以2017年5月3~6日阿壩州一次自東北向西南降雪天氣過程為例,主要利用2.5°×2.5°NCEP再分析資料和臺站降水觀測資料對此次降雪天氣過程的影響因素進行了分析。結果顯示:此次系統性降雪天氣過程為烏山低槽東移型,阿壩州自東北向西南的降雪天氣過程主要由槽后強冷空氣配合高原短波槽東移并伴有高原低渦共同作用造成。過程中600hPa高原低渦與700hPa低槽配合較好,同時,較強的垂直速度與充沛的水汽輸送,是此次降雪天氣持續時間長、覆蓋面積廣的主要影響因子。

  關鍵詞:系統性大雪;影響系統;相對濕度;垂直速度

自然災害學報

  1引言

  阿壩州位于川西高原北部,地處青藏高原東南邊緣,地貌以高山峽谷和高原為主,產業以天然放牧的畜牧業和農業為主,受自然環境及氣候條件影響顯著,抗御自然災害能力差[1]。冬季阿壩州氣溫基數偏低,降雪量少,主要以純雪為主;春、秋季氣溫基數較高,降雪量偏大,主要以雨夾雪為主。氣溫自東南向西北隨海拔由低到高而相應降低。

  阿壩州大雪及以上量級降雪標準:單站大雪(暴雪)為某站一日12h內(時界為08:00~20:00:00時和20:00~08:00時)降雪或降雨夾雪帶積雪3.0~5.9mm(大于等于6mm),或者24h(日界為08:00~08:00時和20~20:00時)降雪或降雨夾雪帶積雪量5.0~9.9mm(大于等于10mm)[2~4]。本文以2017年5月3日至6日阿壩州一次自東北向西南降雪天氣過程為例,主要利用2.5°×2.5°NCEP再分析資料和臺站降水觀測資料對此次降雪天氣過程的環流背景、影響系統、動力條件、水汽條件及物理量場進行分析,為以后總結此類天氣過程提供一定的參考依據。

  2降水實況

  本次降雪過程主要集中在3日、5日和6日,是一次自東北向西南的降雪天氣過程。主要以雨夾雪帶積雪天氣為主,低海拔地區有一定的陣性降水。

  3環流背景和影響系統

  3日600hPa上高空槽位于中西伯利亞至我國新疆北部一帶,青藏高原多短波槽東移,阿壩州自北向南受高空槽槽前偏北風控制,西藏至阿壩州有偏西風輻合。700hPa高空槽位置與600hPa基本一致,阿壩州受槽后偏北氣流控制。

  5日600hPa西藏中部至青海南部有一氣旋生成,阿壩州受氣旋前部偏南風控制。700hPa上,西藏中部氣旋與600hPa基本一致,強度較600hPa弱,阿壩州受氣旋前部偏南風控制。6日600hPa西藏中部氣旋東移至青海大部地區并控制阿壩州,阿壩州受偏西南氣流控制。700hPa氣旋較600hPa略偏西,阿壩州受氣旋底部偏南風控制。分析可知:此次降雪過程屬烏山低槽東移型,阿壩州自東北向西南的降雪天氣主要由槽后強冷空氣配合高原短波槽東移并伴有高原低渦共同作用造成。

  4物理量場分析

  4.1動力條件

  降水位置與低層輻合和高層輻散有較好的對應關系,而高層強輻散與低層強輻合往往會產生強烈的上升運動。垂直運動與水汽的上升凝結有關,其分布和變化對天氣系統的發展也有重要影響。針對此次降雪天氣過程,以(101.0°E,30.0°N)與(104.0°E、34.0°N)兩點連線做斜線垂直剖面,以此分析阿壩州東北部、中部、西南部區域的垂直速度在垂直方向的分布。

  3日阿壩州全州600hPa以下均為垂直速度負值區(即上升運動區),西南部垂直運動強于東北部,且西南部600hPa至300hPa存在較強的高層輻散,但考慮阿壩州全州海拔均在1200m以上,故低層輻合層次較淺,高空輻散較強,西南部不利于產生大量級降水。

  5日阿壩州全州200hPa以下均為上升運動區,強上升運動區位于阿壩州中部地區,中心區域位于500hPa左右,最大上升速度達到-0.24Pa/s,且200~500hPa變壓梯度大;垂直速度呈現由東北向西南強度逐漸減弱的趨勢,5日阿壩州中部紅原縣、阿壩縣降雪均達暴雪天氣標準,動力條件與天氣實況切合較好。

  5月6日,阿壩州300hPa以下均為上升運動區,850~600hPa變壓梯度大,最大區域出現在阿壩州西南部金川縣附近,最大上升速度達-0.20Pa/s,州東北部對流運動梯度較小,垂直速度最大僅為-0.08Pa/s,加之6日24h降水量馬爾康市(14.6mm)、金川縣(15.3mm),實況降水與動力條件的分布較為吻合。從垂直速度的分布來看,這次過程呈現出自阿壩州東北部向西南部發展的特點,在3日20時前,降水主要在州東北部,4日開始上升運動中心與降水均有逐漸向州西南部移動的變化。因上升運動有利于低層水汽的凝結,故此次降雪過程中垂直上升區與降水區域配合良好。

  4.2水汽條件

  水汽含量常用比濕、露點和水汽飽和程度表示。針對阿壩州此次降雪天氣過程,對500hPa、600hPa和700hPa上大于70%的相對濕度區域,并配合相應層次的風場進行分析。3日600hPa上阿壩州受偏北風控制,500hPa上受偏西風控制,整體濕層較厚,且低層有冷空氣入侵,利于州北部產生大量級降水天氣。

  5日600hPa與700hPa類似,在青海至西藏中部有一低渦氣旋,阿壩州盛行偏南風有利于孟加拉灣輸送的水汽聚集;500hPa上相對濕度大于80%,受偏西風控制,與低層的偏南風存在一定的順時針旋轉。6日600hPa與700hPa上青海至西藏有一低渦氣旋,阿壩州受偏南風控制,水汽通道較好600hPa相對濕度大于80%的區域較700hPa范圍更廣,低層低渦前部的偏南風為州西南部提供了充沛的水汽條件。

  從水汽條件可以看出,此次阿壩州自東北向西南的降水天氣過程,3日北部強降水的水汽主要受700hPa至600hPa低層偏北風的影響,屬冷空氣入侵導致的阿壩州東北部強降水;5日水汽主要來源于偏南風輸送的孟加拉灣水汽,且低層的偏南風于高層的偏西風存在一定的順時針旋轉,屬于暖性降水天氣;6日阿壩州南部濕層深厚,低層低渦前部的偏南風為阿壩州西南部的降水提供了充沛的水汽條件。

  4.3熱力條件

  天氣學中可用于診斷天氣系統熱力條件的物理量包括位渦(MPV)、濕位渦[5]、Q矢量及其散度等[6]。濕位渦能綜合表征濕空氣的動力特性和熱力特性之間的約束關系,故本文主要采用濕位渦來分析此次降雪天氣過程的熱力條件。濕位渦包含兩個指數MPV1與MPV2。在穩定大氣中,MPV1>0,MPV2<0;在不穩定大氣中,MPV1<0,MPV2>0[7]。

  針對此次過程,選取東北部至西南部降水量級較大的三個站點九寨溝站(104.15°E,33.16°N)、紅原(102.33°E,32.48°N)和金川(102.04°E,31.29°N),綜合考慮沿103.0°E每6小時做一次濕位渦垂直剖面,以此來分析熱力條件與此次降雪天氣過程的相關關系。通過分析可知,此次降雪天氣過程中,550hPa以下MPV1均小于0,大氣存在一定的熱力不穩定,整層大氣MPV2均小于0,熱力條件在此次降雪天氣過程影響較小,大氣不穩定性較低,對流性降水概率較小,主要為系統性降雪天氣過程。

  5結語

  (1)本次降雪過程主要集中在3日、5日和6日,是一次自東北向西南的降雪天氣過程。主要以雨夾雪帶積雪天氣為主,低海拔地區有一定的陣性降水。

  (2)從垂直速度的分布來看,這次過程呈現出自阿壩州東北部向西南部發展的特點,在3日20時前,降水主要在州東北部,4日開始降水與上升運動中心也逐漸向西南部移。因上升運動有利于低層水汽的凝結,故此次降雪過程中垂直上升區與降水區域配合良好。

  (3)從水汽條件可以看出,此次阿壩州自東北向西南的降水天氣過程,3日北部強降水的水汽主要來源于偏西風,受700hPa至600hPa低層偏北風的影響,屬冷空氣入侵導致的阿壩州東北部強降水;5日水汽主要來源于偏南風輸送的孟加拉灣水汽,且低層的偏南風與高層的偏西風存在一定的順時針旋轉,屬于暖性降水天氣;6日阿壩州南部濕層深厚,低層低渦前部的偏南風為6日州西南部的降水提供了充沛的水汽條件。

  參考文獻:

  [1]馬林,張青梅,趙春寧,等.青藏高原東部牧區春季雪災天氣的形成及其預報[J].自然災害學報,2003(11).

  相關論文投稿刊物:《自然災害學報》(雙月刊)創刊于1992年,由中國災害防御協會、中國地震局工程力學所主辦。本刊為災害學學術性刊物。

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