濟南市2015年初雪天氣過程分析

孫長征+尹承美+任丹

【摘 要】利用高空和地面觀測資料、風廓線雷達資料、L波段雷達資料對2015年11月24-25日濟南市初雪天氣過程進行分析和討論，此次過程前期主要是回流形勢的穩定性降雪，后期是冷渦造成的降雪。冷空氣墊前期形成，暖濕空氣沿冷墊爬升，提供了充足的水汽條件；降水相態因為強冷墊的存在，而決定了是雪。針對此次天氣過程，對T639和EC-thin溫度層結預報進行了檢驗。

【關鍵詞】切變線；低空急流；回流降雪

0 前言

回流降雪是我國華北地區一種明顯的冬季降雪，近年來相關文獻和研究很多，楊曉霞[1-8]等研究了華北地區，乃至東北地區回流形勢造成暴雪的成因分析和降雪機理。周雪松[9-10]等深入研究了華北回流暴雪的發展機理。

濟南市是山東省省會，地處泰山北側，地勢南高北低，南北落差100多米。冬季回流冷空氣形成冷墊之后，在東北風風場之下，沿地勢抬升，西南暖濕空氣在此上爬升，往往會造成冷流降雪形勢。

本文利用常規觀測資料、風廓線雷達資料、L波段雷達資料，對這次冬季初雪過程進行分析，探討成因、總結經驗，加深對回流降雪的認識，提高對這類天氣的預報能力。

1 過程概述

11月24日濟南出現明顯回流降雪，全市平均降雪量5.9毫米。魯南和魯西南降雪量較大，最大降雪量達到40.7毫米，出現在成武；25日受冷渦影響再次出現降雪，全市平均降雪量2.0毫米，商河、濟陽雪量較小。最大積雪深度7厘米，出現在長清。

圖1 24-25日全省降雪量分布圖（mm）

降雪主要集中在兩個階段：第一階段是24日07時-17時，1小時最大降雪量1.3毫米；第二階段是25日14時-17時，1小時最大降雪量1.0毫米。

2 環流形勢分析

24日08時：500hPa環流比較平直；700hPa西南急流前端到達魯南，急流中心最大風速達22m·s-1，濟南存在風速的輻合；850hPa除魯南和魯東南為東到東南風外，其余為東北風或北風，濟南上空為東北風8m·s-1；925hPa全省均為東北風，濟南上空風速達14m·s-1；地面為強勁的東北風，河套地區存在明顯的地面倒槽。從高低空形勢配置可以看出，24日的降雪是明顯的回流降雪。實況是24日07時左右市區開始出現降雪，白天隨著700hPa西南急流的加強北抬和地面～850hPa東北風的加強，濟南出現明顯降雪。

圖2 11月24日08時天氣形勢

（a、b、c、d依次為500hPa、700hPa、850hPa、925hPa藍色實線為氣壓等值線，紅色線為等溫線，棕色實線為槽線或切變線）

24日20時：850～500hPa均轉為西北風，925hPa東北風明顯減弱，回流降雪結束。

25日08時：500hPa冷渦中心位于內蒙中東部；925～500hPa冷平流均比較明顯；地面副冷鋒位于河北和山西的北部，冷鋒附近有降雪區配合。

3 T-LnP分析

24日08時，章丘探空圖顯示：①地面～850hPa為強勁的東北風，700～200hPa為西南風或偏西風，屬于典型的“下東北、上西南”的回流形勢；②地面～400hPa空氣達到飽和，濕層較厚，為強降雪的產生提供了有利的水汽條件。

4 雷達產品分析

4.1 多普勒雷達

濟南多普勒雷達的反射率因子和組合反射率因子顯示，24日上午回波呈片狀，對應降雪比較穩定；08：43時基本徑向速度圖顯示低層東北風、高層西南風的風場特征；11：12時風廓線圖顯示降雪較大的時段，對應3公里以下東北風維持在12m·s-1，3公里以上存在較強的西南風急流，最大風速達22m·s-1。持續的東北風有利于冷空氣墊的形成和維持，強盛的西南暖濕氣流沿冷墊爬升，有利于明顯降雪的產生。

圖4 11月24日11時左右多普勒雷達產品

（a、b、c、d依次為反射率因子、組合反射率因子、基本徑向速度、速度方位顯示風廓線圖）

4.2 風廓線雷達

從章丘風廓線雷達風羽圖看，24日06：30時左右，1km以下風比較亂，1～2km為東北風，2～5km為西南風。07時左右，地面～2km為一致的東北風，2～5km仍為西南風，對應開始出現降雪；24日白天維持“下東北、上西南”的高低空形勢；當3km的風開始轉為西北風時，對應降雪逐漸減弱，5km也轉為西北風時，降雪結束。

5 物理量場

針對25日下午14時開始的降雪，T639模式在23日08時和24日08時700hPa都報了很強的上升運動，中心就在濟南附近，中心值達到了80hPa·s-1。

6 數值預報檢驗

對于本次過程，數值預報對形勢場的預報較為準確，預報與實況比較接近。

6.1 溫度檢驗

對比T639和EC-thin對溫度的預報可以看出：兩個模式預報1000～850hPa的溫度均比實況偏高，T639平均偏高1.5℃左右，EC-thin平均偏高1.4℃左右。地面2米溫度的預報誤差更大，有的時次誤差超過了3℃。

通過對T639不同時次起報場的溫度層結誤差上看：越靠近誤差越??；層次越低誤差越小，這對今后的預報訂正有一定的指導意義。

6.2 量級檢驗

對于本次過程，數值預報24小時均報出了中雪及以上的量級，且預報較穩定，有很好的指導意義。

7 不足之處

考慮降雪開始時間偏早，與實況偏差達到6個小時。

（a、b、c、d依次為T639 700hPa、850hPa風場、EC-thin 700hPa、 850hPa風場）

T639和EC-thin兩個模式風場預報24日05時回流形式基本建立，因此考慮降雪在23日后半夜開始。

實際情況是：24日04時前，1km以下風場較亂，2～3km為西北風；06：30時，3km以上轉為西南風，但是1km以下風場仍然比較亂；06：30時后，2km以下轉為東北風，3km以上為西南風，對應開始出現降雪。

由此可見，由于700hPa西南急流北推的速度偏慢，而且低層冷墊形成也較慢，導致形成回流形勢偏晚，降雪開始時間出現偏差。

8 小結

1）24日降水過程的水汽輸送主要由700hPa西南急流提供。低層冷空氣墊的維持，有利于中高層西南氣流的爬升，是典型的回流降雪形勢。

2）25日冷渦降水過程伴有較強的上升運動，強烈的上升運動有利于水汽的凝結，與較強降雪時段相對應。

3）低層冷墊的存在，準確把握了降水的相態是這次預報成功的關鍵。

4）不足之處就是考慮降雪開始時間有偏差，今后將加強對數值預報的解釋應用，提高對數值預報的訂正能力。

【參考文獻】

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