西藏聂拉木2013年2月暴雪天气气候特点及其成因分析

2018-05-14格桑卓玛德吉白珍尼玛拉宗

安徽农业科学 2018年25期

格桑卓玛德吉白珍尼玛拉宗

摘要利用常规观测资料和Micaps数据，分析了聂拉木建站以来同时期降雪量达最大的2013年2月的天气气候特征，对月内出现的3场暴雪天气过程从环流特征、影响系统、各物理量、卫星云图以及地面要素的相应变化特征等方面对其成因进行详细分析，总结环流形势及影响因素的共同特征和不同点。结果表明，3场暴雪主要影响系统均为南支槽，是北部强冷空气与南支槽前的暖湿气流共同影响的结果。中高纬槽脊、南支槽、高空急流以及低纬度两副热带高压的位置、强度以及持续时间的不同，造成了3场过程降雪强度、影响落区以及持续时间的差异。

关键词暴雪;气候特征;成因;西藏聂拉木

中图分类号S162文献标识码A文章编号0517-6611（2018）25-0141-05

Climate Characteristics and Its Causes of Snowstorm in Nyalam of Tibet in February 2013

Gesangzhuoma，Dejibaizhen，Nimalazong

（Meteorological Bureau of Shigatse City， Tibet Autonomous Region， Shigatse， Tibet 857000）

AbstractUsing the conventional observation data and Micaps data， the weather and climate characteristics of February 2013， which had the largest amount of snowfall during the same period since the construction of Nyalam， were analyzed.The causes of the three snowstorm weather processes occurring during the month were analyzed in detail from the aspects of circulation characteristics， impact systems， physical quantities， satellite cloud maps and corresponding changes of ground elements，the common features and differences of the circulation situation and influencing factors were summarized.The results showed that the main impact systems of the three snowstorms were the south branch troughs， which was the result of the combined influence of the strong cold air in the north and the warm and humid air flow in the south branch trough.Middle and high latitude ridge， south branch trough， high altitude jet and the location， intensity and duration of the two tropical high pressures at low latitudes resulted in differences in snow intensity， impact area and duration over the three periods.

Key wordsSnowstorm;Climate characteristics;Cause;Tibet Nyalam

雪災是发生在西藏高原牧区常见的一种主要气象灾害，发生频率较高[1-2]，尤其是聂拉木，由于特殊的地形地理环境，大到暴雪天气几乎年年都有出现。有研究指出，藏北一次≥3 mm的降雪过程即可成灾，而暴雪造成的灾害对牧区而言，是影响最广、破坏力最大的气象灾害，容易造成大量家畜死亡，同时，给交通运输、国民经济、国防建设等造成巨大损失[3]。2013年2月日喀则市西南部一共出现了3场暴雪天气过程，其中2场属特大暴雪，聂拉木月降水量达190 mm，超过历史极值。3场暴雪天气过程各有各的特点，在强度、影响落区、持续时间上都有所不同。近年来，气象工作者对某

一次暴雪过程进行诊断分析的比较多[4-8]，但对高原西南部

的暴雪成因研究较少，且对1个月内几次过程同时进行对比分析的甚少。笔者试图分析月内3场暴雪天气的特征，并对造成暴雪天气的环流形势进行详细分析，找出几次过程的特点及成因，为今后准确、及时预报冬春季日喀则市西南部的暴雪过程提供分析思路。

1暴雪天气气候特点

分析聂拉木县建站以来2月的降水量分布特征（图1）可见，1967—2017年聂拉木2月降雪天气频繁，除了5年的降雪量<10 mm外，其余年月份降水量均达到10 mm以上。而2013年2月聂拉木月降水量达190 mm，达到该站建站以来的最大值，超过2007年147 mm的历史极值（图2）。

1.1暴雪天气实况

2013年2月，日喀则市西南部先后出现了3场较强的暴雪天气过程，并伴有大风天气。3场暴雪过程各有各的特点，在强度、影响落区、持续时间上都有所不同。2月5—7日（简称“2·05”过程），日喀则西南部的仲巴至聂拉木一线出现了暴雪天气，此次过程降水强度大，持续时间长，但影响范围相对较小。2月15—17日（简称“2·15”过程），日喀则西南部的仲巴至聂拉木一线出现了暴雪，东南部的亚东帕里一带出现了大雪，喜马拉雅山脉北麓以及沿江部分地方出现了小到中雪;此次过程是3场过程中强度最大、持续时间最长、影响范围最广的一次。2月24—25日（简称“2·24”过程），日喀则西南部聂拉木一带出现了暴雪，仲巴、吉隆萨嘎等地出现中雪，东南部亚东帕里一带出现了小雪;此次降雪虽然影响范围延伸到东南部，但强度小，且持续时间最短。

统计聂拉木2月出现的暴雪天气表明，2月聂拉木站的暴雪日数达6 d，其中2月6、7、16日出现了暴雪，24日出现了大暴雪，5日和17日出现了特大暴雪量，其中，2月17日降雪量最大，日降雪量达77.5 mm。截至2月28日08：00，聂拉木仍有72 cm积雪。

从降水总量看，聂拉木站历年2月份的平均降水量为52.6 mm，而2013年2月降水量多达190.0 mm，突破了历史同期极值（2007年的147.0 mm）。与历年平均值相比，2013年2月降水量偏多137.4 mm，比2007年极值偏多43.0 mm。

1.2日喀则市天气气候特点

受暴雪天气影响，2月日喀则市各地气温较常年偏低0.4～1.0 ℃，日照时数略偏少，其中聂拉木和帕里分别偏少28和21 h。雪后西南部各地出现了10.0～12.0 ℃的降温，个别站点的降温幅度达15.0 ℃以上，其中帕羊站2月10日的最低气温达-42.9 ℃。月降水量除日喀则站偏少外，其余各地均特多，其中拉孜、定日、南木林、江孜、聂拉木和帕里分别偏多5倍、4倍、3倍、3倍、2倍和1倍。此外，2月日喀则市大风天气较为明显，西部及南部边缘地区的大风日数在5 d以上，其中，聂拉木的大风日数达11 d，定日、拉孜和帕里的大风日数分别为8、7和6 d。2月7日定日和聂拉木的日最大风速分别达28.1和25.7 m/s。

1.3灾情

2013年2月日喀则市西南部3次暴风雪过程给交通、牧业生产、城市供电、通讯网络等造成了不同程度的影响。2月5—7日暴雪造成318国道聂拉木至樟木路段发生雪崩，交通受阻，有2辆车子被困;2月15—17日暴雪过程造成日喀则昂仁县切热乡、桑桑镇牲畜死亡共164只，日喀则亚东至帕里路段道路封闭，帕里电站供电中断;2月24—25日暴雪过程导致前期积雪加深，对道路交通和农牧业造成了非常不利的影响，雪后的强降温更是对高寒牧区畜牧业造成了严重的影响。

2暴雪过程环流形势特征及影响系统

环流形势的调整制约着降水天气系统的生成与发展，有利的环流形势可导致冷暖空气连续强烈的交替，在某一地区停滞或重复出现，使这一地区产生强降雪过程。通过分析2月日喀则市西南部3次暴雪天气过程的500 hPa环流特征与影响系统（图3），发现既有共同的特征，又有不同之处。

2.1共同特征

2.1.1中高纬环流经向度大。

3场暴雪过程中，中高纬环流经向度均较大，且在“2·05”和“2·15”过程中，中高纬均为两槽一脊型，即乌拉尔山西侧为低压槽，乌拉尔山至巴尔喀什湖一带为长波脊，贝加尔湖一带至鄂霍茨克海为宽广的低压槽，环流形势非常有利于引导北部的冷空气南下，这2次过程的降雪强度相对也较大。

2.1.2主要影响系统均为南支槽。

3场暴雪过程的主要影响系统为南支槽，影响高原西南部时基本位于70°～75°E，并逐渐东移上高原。南支槽前的西南气流携带暖湿气流北上高原与北部的冷空气汇合，南北2个系统相互作用的结果。

2.1.3副热带高压明显加强。

3场暴雪过程中，伊朗高压和西太平洋副热带高压加强特别明显。伊朗高压北抬东进，西太平洋副热带高压北抬西伸，两高的加强有利于南支槽的加深和维持。伊朗高压脊前的偏西北气流引导冷空气南下，西太平洋副热带高压脊前的偏南气流引导南部的暖湿气流北上高原，冷暖空气对峙，从而造成了日喀则西南部的几次强降雪天气过程。

2.1.4东亚大槽稳定。

3场暴雪过程中，东亚大槽较为稳定，使得西风带槽脊移动缓慢，南支槽也在高原西侧停留的时间略长，因而造成了强降雪天气。

2.2不同特征

2.2.1中高纬环流槽、脊的位置和强度存在差异。

“2·05”过程和“2·15”过程，中高纬均为两槽一脊型，但脊的位置和强度有所差异，“2·15”过程中乌拉尔山附近的长波脊位置较“2·05”过程偏西，使得巴尔喀什湖北部至贝加尔湖地区的低压槽偏强，移动速度比较缓慢，高压脊前的偏西北气流引导冷空气南下，因此“2·15”过程持续的时间最长，影响的范围最广。与前两者不同的是“2·24”过程，欧亚大陆500 hPa中高纬为两槽两脊型，即乌拉尔山西侧为弱脊，乌拉尔山至西西伯利亚为深厚的低压槽，贝加尔湖一带为高压脊，贝加尔湖以东为东亚大槽;北部低压槽，虽然经向度还是比较大，但是没有低涡中心，纬向上也没有前者那样宽广，冷空气强度稍弱，故过程降雪量也相对较少。

2.2.2南支槽的深浅及位置不同。

“2·05”过程和“2·15”过程，高原西侧的南支槽比较深厚，尤其是“2·15”过程，南支槽内已形成了低涡中心，中心值达552 gpm，因此降雪强度大。相比之下，“2·24”过程中南支槽位置偏北，强度相对较弱，因而降雪强度也弱。

2.2.3副热带高压位置及强度不同。

低纬地区2个副热带高压（伊朗高压和西太平洋副热带高压）东、西、南、北部位置略有差别。“2·05”过程西太平洋副热带高压西伸特别明显，脊点位于印度半岛至阿拉伯海附近，而且强度较强，印度半岛南部有592 gpm的高压单体，因此此次过程强度大，但范围相对较小，降雪落区以日喀则西南部边缘位置为主。而“2·15”过程和“2·24”过程，西太平洋副热带高压西伸脊点位置略东，位于在中南半岛附近，南支槽在移动过程中，对高原的影响区域扩大。

2.2.4高空急流的强度不同。

“2·05”过程，高空风比较大，在北半球200 hPa风速图上存在高空急流，受其动量下传的影响，地面风速明显大于别的过程，定日和聂拉木的最大风速28.1和25.7 m/s均出现在此过程中。

綜上分析，日喀则西南部强降雪天气的环流形势不仅与亚欧中高纬环流有关，而且与高原南侧低纬环流有密切关系，较明显的降雪天气过程往往是南北系统相互作用的结果。500 hPa亚欧中高纬环流经向度较大的情况下，常受脊前偏北气流引导，在咸里海有较强的冷空气堆积，冷槽在东移南压的过程中，分裂出南支槽，使气流沿喜马拉雅山脉进入高原影响日喀则西南部地区，造成西南部的强降雪。北部冷槽越强，降雪越大。南支槽越深，降雪越大。还有，乌拉尔山一带高压脊越强，其脊前西北气流引导冷空气南下导致明显的降温降雪天气。中低纬在平直的西风环流形势或南支槽经向度较小、位置偏北时，降雪强度相对较弱，持续时间也短。

2.3560 gpm线特征

从3次过程500 hPa高度场上560 gpm线的变化来看（图4），“2·15”过程中受560 gpm线南压的影响非常大，560 gpm线基本都在25°N 附近，在印度西北部有一个低压中心。而“2·05”和“2·24”过程中560 gpm线基本都在33°N附近，位置比较偏北，但是“2·05”过程西太平洋副热带高压西伸非常明显，而且强度很强，南支主槽在日喀则停留了4 d后才移出高原。

3物理量特征

3.1动力条件

3.1.1涡度场。

综合分析3场暴雪过程涡度场发现，过程前12～24 h，高原上空基本为负涡度区，咸里海以南至阿拉伯海北部一带均为正涡度区，位于70°E、30°N附近，平均强度在-30×10-5 s-1左右，最大值达-50×10-5 s-1。当过程来临时，高原西侧的正涡度中心加强并东移至印度半岛至高原西南部一带，覆盖高原90 °E以西的地区，中心位于日喀则西南部，正涡度中心一直维持在20×10-5 s-1左右。同时，巴尔喀什湖至新疆西部一直有正涡度往下补充，中心最大值达60×10-5 s-1，在阿里西北至日喀则西部形成正涡度中心。日喀则西南部处于垂直上升运动较强区域。3场暴雪基本为这种情况，只有“2·24”过程正涡度中心值稍小一些。

从3场暴雪过程沿聂拉木区域做的涡度垂直剖面（图5）可以看出，低层正涡度值较大，高层负涡度值较大，这样形成了低层辐合、高层辐散的不稳定状态，有利于中低层气旋性环流的生成和发展，对强降水的产生和维持有着重要作用。

3.1.2散度场。

分析3场暴雪过程500 hPa散度场发现，过程前12～24 h，与涡度相反，高原上空基本为正散度区，咸里海以南至阿拉伯海北部一带均为负散度区，中心值为10×10-5～20×10-5 s-1。随着过程的临近，高原中西部及西南侧均为大范围的负散度区域，中心值为-20×10-5 s-1左右，之后负涡度中心东移加强，覆盖高原西南部，中心位于日喀则西南部的聂拉木一带，强度达-25×10-5 s-1，同时印度半岛和阿拉伯海一带一直维持着负的散度区。不同点的是“2·24”过程中，散度场表现并不明显，过程前新疆盆地至高原上30°N以北的地区为负的散度区外，24日08：00—25日20：00高原上空基本为正的散度区，而且期间整个印度半岛和阿拉伯海一段为正散度区。这也证实了“2·24”过程强度较其他2次过程都弱且持续时间最短的原因。

从3场暴雪过程沿聂拉木区域做的散度垂直剖面（图6）可以看出，“2·05”过程和“2·15”过程的低层负散度值较大，高层正散度值较大，这种低层辐合、高层辐散相叠置形成的“抽气”机制，有利于对流层中低层上升运动的发展，为强降雪过程提供了有利的动力场条件。

3.1.3垂直速度场。

分析3场暴雪过程500 hPa垂直速度场发现，过程前12～24 h，负垂直速度中心位于30°N以北、75°E附近的阿里西北侧，中心强度在-20×10-3 hPa/s左右。随着过程临近，垂直速度负值中心南压至30°N以南的地区，并明显加强，中心强度达-40×10-3 hPa/s。“2·05”和“2·15”过程的垂直速度表现特别明显，整个高原中西部以及印度半岛北部一带的垂直速度均为负值，之后区域加大，中心虽有所移动，但主题中心仍位于日喀则西南部至东南部，强度可达-60×10-3 ～-35×10-3 hPa/s，最大值出现在2月7日20：00，整个高原为负的垂直速度区，中心位于日喀则南部，中心强度达-60×10-3 hPa/s，即强降水区域从底层到200 hPa为深厚的上升运动区，强烈的上升运动触发能量的释发，有利于强降雪的发生发展。

因此，无论从涡度、散度还是垂直速度场分析，2013年2月日喀则西南部3场暴雪过程物理量场均表现为低层强烈辐合、高层强烈辐散的配置，位置对应较好，且强度中心较为吻合。500 hPa正涡度区域，低层辐合、高层辐散的散度场配置，以及区域上空明显的上升运动，是3次暴雪产生、维持和发展的重要动力因素。

3.2水汽条件

分析发现，500 hPa水汽通量场在暴雪区的西南部存在一个强的水汽通量中心，水汽通量轴线呈西南—东北向，形成水汽输送带，为暴雪天气过程提供充足的水汽条件。

从水汽通量散度剖面可以看出，暴雪过程前后日喀则西南部一带水汽辐合带明显，以2月5日20：00水汽通量散度剖面为例（图7），400 hPa以上水汽通量散度值均为负值，中心值達-0.9×10-8 g/（cm·s·hPa）左右，水汽辐合中心与强降雪区域相一致。

4卫星云图及TBB特征

从红外云图上分析，3次暴雪过程开始前，高原主体和孟湾地区基本为晴空区，高原西北部有强云系向高原方向移动，在东移过程中不断影响高原西北边境，同时，阿拉伯海不断有云系经印度半岛移至西南部地区，此时西北的云系也已进入高原主体，南北2支云系大概都在阿里的普兰一带开始汇合，之后向东南方向移动，影响日喀则的西南部。云顶亮温TBB低值区域也是集中在普兰至聂拉木一带（图8），中心值达210 K，南北2支云系在90°E以西汇合，之后往东北方向移动，降水落区也开始从西南部向东北方向转移。3场过程有南北2个云系配合，先是有北边系统影响高原西北，同时南边的阿拉伯海云系在副高脊前西南气流的引导下共同影响日喀则西南部地区，造成了西南部的暴雪过程。

5地面气象要素分析

3场暴雪过程前后地面要素演变表明，温度上升较为显著，露点温度逐渐上升，气压总体呈下降趋势。降水条件的地面三要素（升温、增湿、降压）已经充分满足。

从过程前后聂拉木站14：00地面要素场分析（表1），“2·05”过程，5日增湿最明显，T - Td 从17 ℃减小至1 ℃，最低温度上升6 ℃左右;“2·15”过程，15—17日湿度逐渐增大，T-Td减小了10～13 ℃，最低温度上升了4 ℃;“2·24”过程，24日T-Td 从19 ℃减小至2 ℃，最低温度上升了6 ℃。过程结束后温度下降、湿度降低。具体表现为：聂拉木2月8、18、25日的T-Td 分别增大了10、6和14 ℃， Td从0 ℃下降至-3 ℃。

6地形影响

地势的高低、山脉的走向、小地形的作用均与降水的产生和强弱有一定的关系，日喀则西南部的地形对2月暴雪的形成有重要的促进作用。当暖湿不稳定气流在移动过程中，遇到喜马拉雅山脉的阻挡，气流被迫沿着山坡抬升，空气中所含的水汽便很容易凝结而形成云和降水。由于山地为主的下垫面阻挡气流和低值系统的移动，使之緩行或停滞，延长降水时间，增大降水强度。以聂拉木为例，县城位于一条窄长的峡谷之中，三面环山，县城的主要街道随峡谷和河流的走势形成弯曲的镰刀状，当气流进入山谷时，由于喇叭口效应，引起气流辐合上升，促进对流发展。因此，地形对降水促进作用在3次强降雪过程中也是不能忽视的。

7结论

（1）2013年2月日喀则西南部共出现了3场暴雪天气过程，其中2场属特大暴雪。受暴雪天气影响，2月日喀则西南部各地气温较常年偏低、日照时数偏少、降水量偏多，大风天气明显。雪后各地自西向东出现了10～12 ℃的降温过程，个别站点降温幅度达15 ℃以上。

（2）3场暴雪过程中，欧亚大陆500 hPa中高纬环流形势，“2·05”和“2·15”过程中，中高纬均为两槽一脊型（槽和脊的经向度都比较大），“2·24”过程为两槽两脊型（2个低压槽的经向度大，2个脊相对比较弱），2种环流形势都非常有利于引导北部的冷空气不断扩散南下（乌山至巴湖地区低压槽分裂出的冷空气或乌拉尔山附近长波脊前偏北气流引导的冷空气），造成西南部的强降雪天气。

（3）3场暴雪过程的主要影响系统均为南支槽，是北部强冷空气和高原西侧南支槽前的暖湿气流汇于日喀则西南部附近，造成了西南部的暴雪天气过程。东亚大槽的稳定、伊朗高压的北抬东进，西太平洋副热带高压的北抬西伸，使得西风带槽脊移动缓慢，有利于南支槽的加深和维持，因而造成了西南部强降雪天气。

（4）3场暴雪过程中，中高纬槽脊位置和强度存在差异、南支槽的深浅及位置的不同、低纬度两副热带高压的位置和强度的差异、高空急流强度的不同，造成了3场过程降雪强度、影响落区以及持续时间的差异。

（5）3场暴雪天气出现前后500 hPa物理场表现为低层强烈辐合、高层强烈辐散的配置，在垂直速度场上区域上空明显上升运动，是3次暴雪产生、维持和发展的重要动力因素。

（6）暴雪过程前后西南部水汽通量正值中心呈西南—东北向带状分布，反映水汽辐合量大小的水汽通量散度则在日喀则西南部一带负值中心较为明显。从红外云图上很清晰地看到，阿拉伯海的云系经印度半岛沿着槽前西南气流输送到高原西南部，在聂拉木一带的TBB中心值达210 K。

（7）暴雪过程前后地面要素主要表现为温度露点差（湿度）和最低温度的明显变化，在强降雪过程开始的12 h前地面就出现了湿度增大、温度上升。

（8）喜马拉雅山脉南麓的迎风坡地形，对2013年2月3次暴雪天气过程的作用也是不能忽视的。

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