| 标题 | 塔城地区南部暴雪天气特征及环流分型 |
| 范文 | 周斌 毛荣 郭翔 哈依夏 李杏 杨丹 摘 要：利用塔城地区南部乌苏、沙湾国家气象观测站1961—2018年逐日降水资料、NCEP/NCAR逐6h（1°X 1°）再分析资料，分析了塔城地区南部暴雪天气的时间变化及环流特征，以500hPa环流为依据将暴雪天气划分为西西伯利低槽东移南下型 、南北2支锋区结合型、乌拉尔山低槽东移型3种类型。以期对塔城地区南部暴雪天气过程有更深入的认识，进而提高对暴雪天气的预报能力。 关键词：暴雪天气;环流分型 中图分类号：S16文献标识码：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20190730060 引言 对于暴雪天气的研究，国内外学者在触发机制、不同尺度间的天气系统的相互作用、发生发展机理等方面进行了诸多的探讨与分析。我国对暴雪的研究始于20世纪70年代末，暴雪主要发生在东北地区和西北及其高原山区[1]，文献[2-3]对暴雪天气个例进行天气学分析和数值模拟检验;文献[4-7]针对不同区域暴雪天气的时空分布、气候特征及天气学分型及应用进行研究分析;由于新疆深处内陆，不可能直接从海面上获得大量的水汽，对新疆暴雪天气产生的水汽来源问题，文献[8]对新疆典型暴雪天气水汽输送特征、暴雪形成机理等进行诊断分析。 新疆降雪主要发生在北疆，特别是偏西偏北地区和北疆沿天山一带暴雪天气出现的频次较高，暴雪及衍生灾害给国民经济和人民生命财产造成巨大損失。2009年12月—2010年3月，新疆北部地区出现了持续性的暴雪天气过程，其中极端暴雪过程多达10余次，而2010年2月23日塔城地区南部大暴雪天气也是其中1例，所造成的灾害之重为历史罕见。因此，开展对塔城地区南部暴雪发生机理和变化规律等方面的研究，对于防灾减灾具有重要的理论价值和现实意义。 1 资料与方法 应用1961—2018年塔城地区南部乌苏、沙湾国家气象观测站逐日降水资料，依据《新疆降水等级标准》[8]，以北京时间20： 00为界，测站24h累计降雪（含雨夹雪）量≥12.1～24.0mm和≥24.1～48.0mm为暴雪和大暴雪的指标，暴雪强度为暴雪总量与暴雪总日数的比值。采用最小二乘法对暴雪日数（量）进行线性拟合，分析其年际、年代际变化特征。利用NCEP/NCAR逐6h（1°X 1°）再分析资料，以500hPa高度场环流为分型依据对暴雪天气进行天气学分型。 2 塔城地区南部暴雪天气气候特征 塔城地区南部乌苏、沙湾地处天山南麓，准噶尔盆地西南缘，属干旱半干旱地区，年降水量在185.0～210.0mm之间，降雪量占年降水量的25%～30%。根据《新疆降水等级标准》对1961—2018年间暴雪日数、暴雪量、暴雪强度统计显示：近58a来塔城地区南部共计出现暴雪41站次，强度为16.0mm/d，大暴雪6站次，强度为28.1mm/d。沙湾暴雪发生频次是乌苏的1.8倍左右，可见暴雪这类极端天气的发生受环流、地形、纬度等多个因素的共同影响。 近58a来，塔城地区南部平均暴雪日数为0.41 d/a，暴雪日数及暴雪量均表现为增加趋势，其中乌苏暴雪日数以0.07d/10a的速率显著增加，暴雪量也以1.3 mm/10a的速率显著增大，均通过了α=0.05显著性水平检验;沙湾站暴雪日数0.05d/10a的速率不显著增多，暴雪量以1.1mm/10a的速率不显著增多。 图1为塔城地区南部暴雪月、年、年代际变化趋势（日降雪量≥12.1mm的降雪均作为暴雪进行统计）。从月际分布来看，暴雪主要出现在2—5月、10—12月，出现次数最多的是初春（3—4月）和初冬（11月），这一时期为季节转换期，塔城地区南部开春期在3月中旬中期，入冬期在11月中旬初期，此期冷暖空气交汇频繁，天气多变易出现大降雪（雨夹雪）天气。其中3月、4月和11月出现暴雪次数分别占全年总次数的40.1%、19.1%和17.1%。从年际变化来看，暴雪次数表现出线性增多趋势， 但年际差异较大，近58a中有30个年份没有发生暴雪天气，2010年出现最多（5站次），其次是1999年和2005年（3站次），其余年份以1站次居多。从年代际变化来看，2010年之前年代际间基本呈现出逐渐增加的趋势， 2001—2010年间暴雪发生最多，累计13站次，1981—1990年间次之，1961—1970年间最少，累计4站次。 3 塔城地区南部暴雪天气分型 参照《新疆短期预报手册》[9]、《新疆大降水概论》[10]以欧亚500hPa高度场、风场、海平面气压场的演变进行环流分型，利用1961—2018年NCEP/NCAR再分析资料分析塔城地区南部47站次暴雪天气的环流特征，将暴雪天气形势划分为3类，即西西伯利亚低槽东移南下型、南北两支锋区结合型、乌拉尔山低槽东移型。其中西西伯利亚低槽型最多（44%），其次是南北2支锋区结合型（30%），乌拉尔山低槽型（19%），其它占（7%）。各类型天气形势主要特征如下（附图500hpa高度场、海平面气压场典型环流）： Ⅰ型（西西伯利亚低槽东移南下型）：500hPa高度场上北欧地区有一个逐日增强发展的脊，脊前偏北气流引导冷空气南下，在西西伯利亚地区低槽加深发展，有时槽的主体部分伸进中亚地区。Ⅰ型主要演变特征为：500hPa高压脊在入侵新疆前常连续几日不断发展增强;脊前低槽有规律东南（南）移;500hPa正变高一般位于脊线后部或脊线附近，并向东（东北）移动;脊前偏北风带逐日增强;地面高压自西向东移动。 Ⅱ型（南北2支锋区结合型）：中纬度地区维持纬向环流，前期2支锋区较明显，北支由北欧东移的浅脊或是在里海发展加强的脊引导北方弱冷空气南下，北支槽不稳定并发展东南移，与中亚地区的南支槽结合;或是南支槽在波动中东移，在东移北上过程中得到北支冷空气的补充，南北两支波动的叠加，使低槽得到进一步加强。Ⅱ型主要演变特征为：欧亚范围内500hPa高空存在一支西北风带;北支锋区上有小槽连续东南下并不断发展;地面高压多沿中纬度有规律东移，强度变化不大;槽脊较有规律自西向东移动，但移速不同，多表现为北支带南波。 Ⅲ型（乌拉尔山低槽东移型）：过程前期为经向环流，500hPa欧洲高压脊不断发展，乌拉尔山地区为长波槽，随后高压脊向东南衰退，推动乌拉尔山低槽东移入侵新疆。Ⅲ型主要演变特征为：高压脊从欧洲地区发展、东移;槽前有偏西急流或强的偏西风区，高压脊前维持一支较强的偏北（西北）急流;地面高压自西北向东南有规律东移。 4 暴雪天气灾害及影响 暴雪天气造成道路交通严重受阻，车辆被困，同时对设施农业、牧区养殖业等都造成了极大的影响，牲畜棚圈、禽舍倒塌，致使牲畜、家禽被困，甚至死亡，部分车辆、农机具损毁，企业厂房坍塌。另外暴雪天气产生了一些次生灾害，冬小麦雪腐、雪霉病的大面积发生。暴雪天气积雪深度偏厚，初春如遇阶段性升温天气，积雪迅速融化，造成冬小麦田土壤湿度较大，导致地面与积雪间形成冰水夹层，出现表面雪盖，下部冰层的状况，使麦苗浸泡在冰水中，导致麦苗窒息而死。积雪偏厚，初春气温持续偏低，播种期推迟。暴雪天气致使积雪偏厚，积雪面积偏大，大面积的雪面，可形成冷源性下垫面和近地层逆温层结，对局地气温的上升有制约作用，使近地面气温下降好几度（℃），积雪融化缓慢，田间积水严重，人机无法进地，使春耕春播生产延迟，作物生长期缩短，对作物产量、品质均产生不利影响。 5 小结 塔城地区南部暴雪发生次数、暴雪量均表现为增加趋势，年际分布差异明显，近58a来年代际间以增多趋势为主。暴雪天气发生频次最多的是初春（3—4月）和初冬（11月），暴雪天气造成道路交通严重受阻， 道路封锁、车辆被困。同时对设施农业、牧区养殖业等都造成了极大的影响，造成蔬菜大棚、牲畜棚圈、禽舍倒塌，致使牲畜、家禽被困，甚至死亡。 参考文献 [1] 刘宁微，齐琳琳.北上低涡引发辽宁历史罕见暴风雪天气过程的分析[J].大气科学，2009，33（2）：275-284. [2] 高松影，李慧琳.一次突发性中尺度暴雪天气过程分析[J].气象与环保学报，2006，22（5）：32-35. [3] 邓远平，程麟生.三相云显示式降水方案和”96·1”暴雪成因的中尺度数值模拟[J].高原气象，2009，19（4）：401-415. [4] 董啸，周顺武，胡中明，等. 近50年来东北地区暴雪时空分布特征[J]. 气象，2010（12）：74-79. [5] 高玉中，周海龙，苍蕴琦，等. 黑龙江省暴雪天气分析和预报技术[J]. 自然灾害学报，2007（6）：25-30. [6] 郭城，李博渊，杨森，等. 新疆阿勒泰地区大到暴雪天气气候特征[J]. 干旱气象，2012（4）：604-608. [7] 马振升. 河南省区域暴雪的天气学分型及应用[J]. 气象与环境科学，2013（1）：54-60. [8] 张俊兰，崔彩霞，陈春艳.北疆典型暴雪天气的水汽特征研究[J].高原气象，2013，32（4）：1115-1125. [9] 肖開提 ·多莱特. 新疆降水量级标准的划分[J].新疆气象，2005，28（3）：7-8. [10] 张学文，张家宝.新疆气象手册[M].北京：气象出版社，2006：75-97. [11] 张家宝，邓子风.新疆降水概论[M].北京：气象出版社，1987：91-117. |
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