黄元媛

1 巴彦淖尔市一次大到暴雪天气分析背景

大雪是冬季常见的灾害性天气，经常给交通运输、农牧业生产及人民生命财产造成巨大损失，国内外气象学家对其形成机理和演变特征开展了广泛的研究[1]。多普勒天气雷达能短时间内提供大范围的降水信息，同时丰富的雷达产品为短时临近预报预警、定量估测降水等方面提供了最有力的支撑。

2009年巴彦淖尔市多普勒天气雷达投入业务运行以来，人们一直致力对降水云系的识别和研究。本文将利用多普勒天气雷达产品并结合常规观测资料对2016年2月12日巴彦淖尔市的一次大到暴雪天气过程进行诊断分析，以满足降雪预报、预警业务的需要[2]。

2 天气实况概述

受新疆强冷空气及偏南暖湿气流的共同影响，2016年2月12日0：00开始，巴彦淖尔市自南向北迎来了一次降雪天气过程。截至13日8：00，全市63个雪情站有60个出现降雪，23个大于2．5 mm（中雪），10个大于5 mm（大雪），最大降雪出现在前旗小佘太，为11 mm（暴雪），雪深10 cm。

3 形势预报分析

2016年2月11日8：00时500 hPa高空形势看出，在新疆北部有高空横槽形成发展，并且形成有一条闭合等高线的低压中心，同时南支槽建立，但巴彦淖尔市还处于西北气流控制当中，气层干燥[3]。，

2月11日20：00 500 hPa高空中新疆北部的横槽东移南压，且在北部有-44 ℃的冷中心形成，同时南支槽进一步发展，巴彦淖尔市处于槽前西南气流控制，此时降水系统已十分清晰；700 hPa在阿盟中部存在明显的切变线，且有大湿区配合。同时，在新疆北部有较强的冷平流，随着系统的东移，将影响巴彦淖尔市地区；850 hPa系统移动较快，影响巴彦淖尔市的切变线分别位于巴彦毛道与临河之间及新疆东部；地面图中倒槽建立，并且已伸展到鄂尔多斯南部。综合分析此次降雪过程将自西南向东北推进，预计降雪时间将开始于12日0：00。经验证实况与预报结论相符。

2月12日8：00高空形势分析看出，500 hPa图中（如图1a所示）西南槽略有东移，但仍维持在青海东部，巴彦淖尔市受槽前西南气流控制，巴彦淖尔市地区T-Td≤5 ℃。同时，位于新疆北部的高空槽东移至新疆中部；700 hPa（如图1b所示）切变线东移至巴彦淖尔市地区，且巴彦淖尔市地区T-Td≤5 ℃；850 hPa（如图1c所示）切变线位于阿盟与巴彦淖尔市交界处，切变线位置略偏南，且巴彦淖尔市地区T-Td≤5 ℃；地面图中（如图1d所示）河套地区均出现降雪，低压倒槽已南退，位于蒙古西部的冷高压东移南压，未来巴市将受蒙古冷高压控制。综合分析8：00时巴彦淖尔市地区500、700、850 hPa T-Td≤5 ℃，整层湿度条件非常好，中低层切变辐合区也位于巴彦淖尔市，同时850 hPa切变线位置略偏南，所以预计12日白天全市有降雪，且南部地区偏大，经验证实况与预报结论相符[4]。

图1a 2016年2月12日8:00 500 hPa形势

图1b 2016年2月12日 8:00 700 hPa形势

图1c 2016年2月12日8:00 850 hPa形势

图1d 2016年2月12日 8:00地面形势

3 雷达回波分析

由于冰晶和雪花对微波的散射能力比水滴小得多，对微波衰减作用也较小，雪的回波强度通常比连续性降水回波弱。根据回波发展演变特征，本次降雪过程为稳定的层状云回波。

3.1 组合反射率分析 2月12日0：00，在测站西南部有弱回波生成，并向东北方向移动。3：04组合反射率图中（如图2a所示）弱回波演变成结构密实、强度较强的层状云降雪回波，回波覆盖范围主要是磴口、临河、杭后，回波强度为20～30 dBz，回波高度在3～5 km，回波继续向东北方向移动，且回波面积在不断扩大，这种大范围地降雪回波持续了5 h。从8：00开始，回波减弱，强度在10～20 dBz，降雪量也明显减小。11：00～12：00磴口东部、杭后南部、临河、五原南部地区回波有再次增强，回波强度达20～25 dBz。之后，回波开始减弱消散，12日20：00降水基本结束[5]。

3.2 径向速度场分析 回波的生消演变与环境场的变化密切相关大面积降水(雪)的径向速度图零速度线的变化、正负速度区的面积和相对位置的变化以及速度数值的大小可以为人们提供风场结构和辐合辐散信息。因此，人们可从多普勒雷达提供的径向速度产品的分析中了解环境风场的结构及演变。

在相应的径向速度场上，其低层强辐合高层弱辐散特征明显。3：00在雷达站西南55 km内，负速度区面积大于正速度区面积，低层风场出现风向性辐合，说明有降水天气出现或降水将持续。从4：09径向速度4．3°图（如图2b所示），100 km的等距离圆上负速度区面积大于正速度区面积，为风向性辐合，且零等速度线呈反“S”型，有冷平流。8：00负速度最大值大于正速度最大值，但负速度区面积小于正速度区面积，中上层辐合减弱，降雪减弱。11：00在雷达站北部为大片负速度区，南部为大片正速度区，负速度区面积大于正速度区面积，辐合再次增强，降雪强度增大。13：00以后，中上层负速度区面积逐渐减小，辐散增强，不利于降雪天气系统的维持，降雪趋于结束。

3.3 风廓线产品分析 垂直风廓线产品演变图分析，3：00～8：00，低层为西北气流，中高层为西南气流，3～4 km存在风向由西北风到西南风的垂直切变，有利于低层水汽的输送。西南风层厚度为4 km，说明西南气流非常深厚，水汽充沛，有利于降雪的产生。10：00～11：00，中层的西南气流减弱，降水强度小于之前。14：30以后，中高层转为西北气流，风切变被破坏，降雪很快减弱。

4 结论

一是此次降雪过程由贝湖的高空横槽分裂出短波槽与南支槽共同影响，南北低值系统的结合即构成北槽南涡型。北槽提供了冷空气条件。它不仅起动力抬升作用，还使南支槽斜压性加大。南支槽前的偏南气流提供了良好的暖湿气流输送条件，为降雪输送水汽和不稳定能量。二是中低层明显的辐合切变为降雪提供了动力条件，扰动触发了气流的上升和不稳定能量的释放。三是降雪的回波通常为稳定的层状云回波，回波强度为20～30 dBz，回波高度在3～5 km，回波强度减弱后，降雪量也明显减小。四是在径向速度场上，其低层强辐合高层弱辐散特征明显，负速度区面积大于正速度区面积，低层风场出现风向性辐合，说明有降水天气出现或降水将持续，当中上层负速度区面积逐渐减小，辐散增强，不利于降雪天气系统的维持，降雪趋于结束。五是垂直风廓线产品中，在3～4 km存在风向由西北风到西南风的垂直切变，同时西南风层厚度为4 km，说明西南气流非常深厚，水汽充沛，有利于降雪的产生，当中高层转为西北气流，风切变被破坏，降雪很快减弱。

图2a 3：04组合反射率

图2b 4：09 4.3°径向速度