三次大暴雪天气过程的水汽输送特征

摘要

利用石家庄地区17个地面气象观测站建站以来至2012年的地面降雪观测资料,统计各站暴雪次数,来分析其空间分布特征,发现:在石家庄地区范围内,暴雪出现的次数总体上自西向东呈减少趋势,西部山区多,东部平原少,最高值是最低值的2倍多,其中井陉县暴雪日数最多为4d/10a,新乐市最少为1.8d/10a;地处丘陵地带的石家庄市区暴雪日数与井陉县持平,这可能与本地特有的回流天气密切相关.在此基础上,对比石家庄所辖范围内17个站的暴雪天气过程,石家庄市区观测站的观测时间最早,而且暴雪日数平均值最大,几次大暴雪的过程降雪量也在全区居首位,因此,本文研究的暴雪天气过程选取石家庄市区观测站的实况个例.从石家庄市区观测站的逐年暴雪次数距平情况来看,石家庄市近58a(1955-2012年)的暴雪次数呈上升趋势,经统计,石家庄站近58a共出现了22次暴雪天气过程,其中包括3次大暴雪天气过程.在季节分布上看,冬季暴雪最多,其次是秋季,春季最少,其中冬季暴雪主要集中在2月,隆冬的12月和1月出现暴雪次数并不多,并且,1次大暴雪和2次特大暴雪均发生在早春和晚秋,实属罕见.对于春秋季气候相对比较干燥的石家庄来说,能够出现暴雪极端天气事件,水汽条件至关重要,需要有大尺度空间范围的水汽输送和水汽在该地的持续性辐合.因此,本文着重选取其中的3次大暴雪天气过程个例来分析其水汽输送特征,其结果表明:(1)石家庄58a来的3次大暴雪和特大暴雪过程中,水汽源地、水汽辐合强弱以及辐合层的厚度存在明显差异,相比较而言,对异常降雪事件的形成,水汽源地的远近、水汽辐合的强弱比辐合层的厚度更为重要.暴雪的湿层厚于暴雨,水汽主要集中在850hPa～600hPa的对流层中低层,降雪量级与辐合中心层的水汽通量散度负中心数值上呈正相关,即辐合中心的散度数值越大,则水汽输送越强,降雪量越大,但是辐合层的厚度对降雪量级并不能起决定作用.(2)不同的降雪过程,水汽输送路径差异明显.为石家庄降雪带来水汽的源地主要有西太平洋、南海、孟加拉湾和阿拉伯海,而远距离的西太平洋和阿拉伯海水汽输送在过程中会有水汽消耗,近距离的南海和孟加拉湾水汽输送使得水汽供应充沛,则更容易带来大降雪事件.(3)3次大暴雪过程均为回流降雪,降雪期间,中层700hPa的西南风带来暖湿空气,而低层的850hPa和925hPa虽为一致的偏东风,但是吹来的冷空气干湿程度不同.当偏东风路径偏西北时带来的是干冷空气,而当偏东风路径偏东南时带来的是冷而潮湿的空气,此结论改变了以往认为低层冷空气潮湿的单一认识.水汽输送对暴雪的产生固然很重要,但是,在早春和晚秋季节,如果没有剧烈的降温过程,则降水性质就不会是固态雪,所以,温度的层结变化对暴雪发生的作用也不容忽视.在本文分析内容的基础上,下一步将对暴雪天气过程中的温度层结变化进行重点分析.