保定地区降水天气过程数据分析

保定地区降水天气过程数据分析

摘要本文利用台站探空资料、自动站降水观测资料、地面加密资料、天气图资料、NCEP再分析资料和多普雷达探测资料等，总结分析了2015年11月21日至22日保定雨雪天气过程，且对相关物理量进行诊断分析。

关键词保定雨雪；诊断分析；中小尺度

前言

2015年11月21日白天至22日夜间，保定出现一场雨转雪天气过程，针对雨转雪的临界点以及雨雪分布上的特征，通过分析高空以及地面形势场、红外云图、物理量和探空图的分析，得出降水落区变化的原因。同时和往年典型的类似过程对比，找出降水的特点，为以后的预报提供很好的依据。

1 天气实况及成因分析

1.1 天气实况

2015年11月21日白天至22日夜间，保定迎来一次雨雪天气，21日白天为雨，入夜转为雨夹雪，22日凌晨转为降雪，降水分布不均，全市大部分地区的过程降水量为大雪，东南部为暴雪，最大为蠡县15.3mm，全市平均7.7mm。全市均有积雪，最大积雪深度8cm。

1.2 成因分析

（1）环流演变

21日08时欧亚大陆维持“两槽一脊”，东亚大槽有滞后的温度槽相伴，中纬度地区为纬向环流，其上有多股冷空气沿西风带东传，同时中心值为520 dagpm 的低涡处于黑龙江附近，涡后冷空气东移南下。

21日20时，低槽东移，黑龙江附近的低涡强度略有减弱南下至黑龙江，700hPa急流已伸到河北中部；在925hPa高度上，乌拉尔山冷高压分裂南下，冷空气随偏北气流自东北平原南下，经渤海湾，转向西行影响华北。蒙古冷高压稳定少动。河北仍处于高压底部。由此可知南方暖湿气流在边界层偏东风的冷垫上爬坡，因而在河北出现回流天气。于21日引发了保定第一阶段雨转雪的过程。

22日08时，700 hPa西来槽到达河套地区，河北中部急流得到加强，在925 hPa高度上，东北平原南下的冷空气势力也增强了，地面锋区明显，22日白天出现第二阶段的回流降雪。

（2）红外云图分析

700hPa高空35°N-45°N纬度范围内的西风小槽，在108°E-115°E经度区域内存在多个云团，此时在河南、山西一带有新的云团生成，并沿西南急流外围分布。700hPa西南急流建立以后，为回流天气的出现提供了有力的动力和水汽条件，新生成的云团不断加强，同时沿西南急流北上，影响河北，而此时保定的第一阶段的降水随之出现。整个云区北上趋势减缓，随西风带逐渐东移，雨带也随之东移南压，第一阶段降水也逐渐减弱结束。

22日新的西来槽影响，随着到达河北山西交界后，冷气团分裂为南北，北支影响河北北部和内蒙古东部，南支影响河北中部，自此保定第二阶段的降水开始了。随着云团东移，整个过程降水也趋于结束。

2 动力及热力条件分析

2.1 东传正涡度的动力输送作用

由20日08时至22日20时涡度时间-经度演变发现，21日05涡度发展并开始东传，对应700的西风槽东移，涡度同时逐渐加强，到了7日02时，涡度中心达1×10-5 s-1，然后涡度在东传过程中开始减弱，21日18时开始加强，逐渐影响河北区域，说明保定第一阶段降水过程中，东传涡度贡献较少，主要是在第二阶段的降水中起到了较好的输送作用。

同时段同地区的垂直速度剖面图显示，21日20时、22日08时，37.5° N、115° E附近区域，分别出现两个强上升的运动中心。这两个运动中心分别对应两个阶段的降水。同时垂直上升运动出现的时间以及强度演变，与东传正涡度影响该区域的起止时间和强度比较一致，这说明正涡度的东传有利于上升运动维持和加强。

2.2 探空图分析

北京站21日08时、20时、22日08时探空图抬升凝结高度变化不大，始终位于950 hPa以下。500 hPa以下温度曲线有所下降，0℃层均接近地面。然而三个时次在中低层都存在逆温层，这对转为固态降水还是不太有利。到22日08时，可以发现，21日08、20时的-10℃位置比22日08时要低。说明22日夜间开始-10℃以上的饱和层的增厚有利于冰雪的形成和增长。雪花在下降过程中由于环境温度的不断下降避免了出现融化情况，因而降雪比较容易出现。

3 水汽条件分析

暴雨的形成必要条件之一需要非常充足水汽。單纯依靠当地水汽的计算是不太可能形成暴雨的。所以要能形成暴雨就需要源源不断地输入的水汽。要考虑水汽输送的问题是暴雨预报和分析时必须做到的。

由于连续的降水过程，保定地区的水汽含量比较丰富，湿层上升至400hPa，

湿层厚度较大，近地层湿度在4g/kg以上。同时，在21日08时、21日23时，水汽通量散度图上存在负值中心，表明存在明显的水汽垂直交换，由通量图来看，自西南传递水汽的通道也是比较通畅的，从而为保定的降水提供较好的水汽条件。

同时蠡县（38.48°N，115.57°E）上空的水汽通量散度在降水前有两次明显的水汽辐合。2015年的11月21日02时至14时水汽辐合主要出现在850至1000 hPa 高度之间，中心值约为0.35×10-7g hPa-1 cm-2 s-1。

21日20时至22日06时，水汽第二次突然增加，有一个中心值为0.15×10-7g hPa-1 cm-2 s-1的水汽辐合区，辐合中心位于600hPa高度附近。这两次水汽辐合过程也反馈出了降水水汽的增加过程。

由通量图来看，自西南传递水汽的通道也是比较通畅的，从而为保定的降水提供较好的水汽条件。

4 结束语

南方暖湿气流在边界层偏东风的冷垫上爬坡，因而在河北出现回流天气。

正涡度的东传对上升运动维持和加强起到很大作用。

充沛的水汽条件是产生大降水的必要条件，这个季节大陆性气团控制下，水汽输送尤为重要。都存在水汽辐合中心，较好的提供水汽。