冬季暴雪是我国常见的一种灾害性天气现象。暴雪指24 h降雪量超过10 mm的降雪,同时还有大风、寒潮等恶劣天气。
对于暴雪发生、发展和触发机制以及各尺度天气系统间相互作用等方面的研究,在中、高纬度的欧美国家开展的较早。主要针对对称不稳定和锋生强迫理论来研究暴雪的产生机制。
我国对暴雪的研究始于20世纪70年代末王文辉和徐祥德(1979)对锡盟“77·10”暴雪的分析。此后,我国学者利用中尺度模式模拟研究了北方暴雪发生发展的动力学机制,并取得了一些结果。在低层,西南低空急流、中层辐合线与锋面之间的相互作用最有利于北方暴雪的发生。在中、高层,位于北方的高空冷涡与位于南方的南支槽移动配合是北方暴雪发生发展的重要机制。暴雪发生的天气过程中,高空系统和低空系统协同作用促进暴雪的发生、发展。低空急流引起西南水汽输送、制造上升运动和不稳定能量,而高空急流增强上升运动。同时北方干冷空气在低层侵入提供不稳定能量为暴雪发展提供有利的条件。高低空急流出口辐散与低空急流辐合的配合加速了暴雪发生区域低层上升运动,同时低空急流对暖湿空气的不断输送为降雪强度的增强提供了有利机制。
在我国南方,2018年12月30日江西北部暴雪过程中,高空急流通过次级环流加强上升运动,从而影响降雪强度变化。左群杰等(2017)对2008年初我国南方持续性暴雪事件的研究中发现西风带中两相邻的高空急流核之间的相互作用有助于暴雪的产生,这种相互作用是通过上游急流核出口的次级环流和下游急流核入口的次级环流相互叠加产生的。在我国南、北方高空急流对暴雪的作用是相似的,都是通过其引起的次级环流加强上升运动促进暴雪的发展。2008年初我国南方持续性暴雪事件还与中东急流以及西太副高的变化有关,中东急流在暴雪事件中强度明显增强、位置偏南,而副高脊线较气候态则明显偏北。从气候态角度上,东亚副热带急流与温带急流协同变化与2008年初中国南方持续性暴雪事件降水有关。
从前人的研究中得知,高空急流对暴雪的产生有至关重要的作用。
2021年12月26日,湖南长沙中南林业科技大学校园(供图:刘小英)
2022年2月21日,湖南衡阳衡山(供图:李兴宇)
左群杰, 张万诚, 高守亭. 2022. 高空急流的维持对我国南方暴雪的影响 [J]. 气候与环境研究, 27(6): 679−687. doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21165
摘要:
利用欧洲中期预报中心再分析数据(ERA- Interim)分析了2014年2月9日、2015年12月5日、2016年1月20日和2018年1月24日高空急流扰动动能对暴雪的影响。在暴雪发生的过程中,通常伴有高空急流的存在。高空急流一方面维持自身的存在,另一方面其引起的垂直运动有利于暴雪的发展。垂直运动的上升支有两个方面的作用,一个是将低层暖湿空气输送到高层,为暴雪提供源源不断的水汽,另一个是将急流中的扰动动能向下输送到低层冷暖气流交汇区域,该区域也是水平风切变较大的区域,为该区域提供扰动动能,进一步促进暴雪的发生和发展。
图 1 (a)2014年2月9日06:00、(b)2015年12月5日06:00、(c)2016年1月20日06:00、(d)2018年1月25日06:00 850 hPa风场(矢量,单位矢量20 m s−1)、扰动温度场(彩色)和位势场(实线,间隔5×102 m2 s−2)。黑色块表示青藏高原的位置
Fig. 1 Wind (vector, units: 20 m s−1), eddy temperature (color), geopotential (solid line, interval: 5×102 m2 s−2) of 850 hPa at (a) 0600UTC 9 Feb 2014, (b) 0600UTC 5 Dec 2015, (c) 0600UTC 20 Jan 2016, and (d) 0600UTC 25 Jan 2018. The black block indicates the location of the Tibetan Plateau
图 2 (a)2014年2月9日06:00、(b)2015年12月5日06:00、(c)2016年1月20日06:00、(d)2018年1月25日06:00 300 hPa风速(彩色)。黑粗线表示青藏高原的位置
Fig. 2 Wind speeds (colored) of 300 hPa at (a) 0600UTC 9 Feb 2014, (b) 0600UTC 5 Dec 2015, (c) 0600UTC 20 Jan 2016, and (d) 0600UTC 25 Jan 2018. The bold black line indicates the location of the Tibetan Plateau. The bold black line indicates the location of the Tibetan Plateau
全文链接:
http://www.iapjournals.ac.cn/qhhj/cn/article/doi/10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21165