大雪課件(新預報員培訓)

內(nèi)蒙古大雪天氣分析預報

科技與預報處孫永剛2011年11月29日主要內(nèi)容（分析研究預報思路的建立）大雪的基本概念內(nèi)蒙古大雪的發(fā)生規(guī)律內(nèi)蒙古大雪的天氣形勢（天氣學分型）內(nèi)蒙古大雪的主要影響系統(tǒng)內(nèi)蒙古大雪成因分析（預報著眼點和預報思路的建立）內(nèi)蒙古大雪的云圖特征內(nèi)蒙古大雪預報指標一、大雪的基本概念大雪、暴雪：在我國除個別地區(qū)外，5mm≤日降雪量＜10mm的稱為大雪；日降雪量≥10mm的為暴雪。大雪天氣過程：臨近12個觀測站以上或兩個盟市以上地區(qū)成片出現(xiàn)大雪天氣，記為一個大雪天氣過程。雨夾雪：半融化的雪（濕雪）或雨和雪同時下降。多發(fā)生在近地面氣溫略高于0℃時。白災：草原被深度超過15cm的積雪覆蓋，使放牧無法進行的一種災害。如果積雪疏松，馬、羊尚有可能扒開雪層而吃到牧草；如果積雪由于乍暖后又降溫，雪表面結(jié)成冰殼，則牧畜不僅吃不到草而且易受冰殼刮傷。大雪、暴雪過后，廣闊的牧場被大雪覆蓋，它的影響首先是增加了家畜采食時行走的困難，并減少了家畜的可采食量；其次，雪面的高反照率又使下墊面接受的太陽輻射大大減少，而且融雪又需要大量的熱量，因而積雪將使天氣更加寒冷，這無疑會增加家畜的體能消耗，時間稍長，家畜儲備的越冬體能消耗殆盡，便在饑寒交迫中大量死亡，于是白災形成。座冬雪：入冬后的第一場較大降雪。這場雪后氣溫驟降，積雪長期不化，當?shù)厝罕姺Q之為雪“坐住”了。座冬雪形成后，隨著一場場陣雪使積雪加厚，終于埋住牧草，使牧群無法放牧，形成災害，即白災。內(nèi)蒙古產(chǎn)生“座冬雪”的條件是：積雪深度≥7cm，氣溫穩(wěn)定≤-7℃，這時在有雪覆蓋的情況下，地面最高氣溫就可保持在0℃以下，積雪難以很快融化。雖然在0℃以下積雪也能升華成水汽，使積雪量有所減少，但升華的量畢竟有限，且隨著溫度降低，升華量還會降低。觀測還表明，如果某一次降雪的積雪深度≥7cm，則降雪量通常已達到大（暴）雪的量級，所以在日平均氣溫穩(wěn)定≤-7℃之后，一場大（暴）雪即可形成“座冬雪”。二、內(nèi)蒙古大雪的發(fā)生規(guī)律大雪的地域分布大雪的年際變化大雪的月際變化大雪的成災特征大雪的地域分布

全區(qū)日降雪量（含雨夾雪）極值分布圖（1971～2008年）全區(qū)日降雪量（純雪）極值分布圖（1971～2008年）從全區(qū)日降雪量（含雨夾雪）極值分布來看（圖1a），降雪量極值具有東強西弱、南強北弱的特點。我區(qū)最強中心在赤峰市南部、烏蘭察布市南部，超過了50mm，喀喇沁旗（54313）達到72.3mm。在呼倫貝爾盟、興安盟存在超過了40mm的次中心，內(nèi)蒙古西部的鄂爾多斯市、阿拉善盟為小值區(qū)，不到20mm，尤其是阿拉善盟部分地區(qū)不到10mm，額濟納（52267）為6.1mm。全區(qū)降雪量（純雪）極值分布較為類似，雪量小了約一半（圖1b），最強中心在赤峰市南部、呼倫貝爾盟東北部，超過了25mm，崗子（54214）達到38.2mm。內(nèi)蒙古西部的阿拉善盟為小值區(qū)，不到5mm，額濟納（52267）、阿右旗（52576）為4mm。年平均降雪量分布圖（1971～2008年，單位：mm）年平均降雪量（純雪）分布圖（1971～2008年，單位：mm）

年平均降雪量（雨夾雪）分布圖（1971～2008年，單位：mm）從全區(qū)年平均降雪量（含雨夾雪）分布來看，降雪量分布具有東強西弱、山區(qū)強平原弱的特點。內(nèi)蒙古自治區(qū)最強中心在呼倫貝爾盟、興安盟的大、小興安嶺地區(qū)為大值區(qū)，超過了50mm，烏蘭察布市南部、錫林郭勒盟南部的陰山山脈，存在超過了40mm的次中心，內(nèi)蒙古西部的阿拉善盟為小值區(qū)，不到10mm。全區(qū)年平均降雪量（純雪）分布和全區(qū)年平均降雪量（雨夾雪）分布情況較為類似，大、小興安嶺和陰山山脈為大值區(qū)，內(nèi)蒙古西部的阿拉善盟為小值區(qū)。

年平均大雪日數(shù)（含雨夾雪）分布圖（1971～2008年，單位：日）

年平均大雪日數(shù)（雨夾雪）分布圖（1971～2008年，單位：日）從全區(qū)年平均大雪日數(shù)（含雨夾雪）分布來看，同樣具有東多西少、山區(qū)多平原少的特點。內(nèi)蒙古自治區(qū)大雪日數(shù)最多中心在呼倫貝爾盟、興安盟的大、小興安嶺地區(qū)，大值區(qū)超過了40日，烏蘭察布市南部、錫林郭勒盟南部的陰山山脈，存在超過了30日的次中心，內(nèi)蒙古西部的阿拉善盟為小值區(qū)，不到5日。全區(qū)年平均大雪日數(shù)（雨夾雪）分布較為類似，大、小興安嶺和陰山山脈為大值區(qū)，內(nèi)蒙古西部的阿拉善盟為小值區(qū)。小結(jié)大雪過程在內(nèi)蒙古東部的呼倫貝爾市、興安盟北部、錫林郭勒盟中部、東部地區(qū)為最多。巴彥淖爾市、鄂爾多斯市、包頭市、呼和浩特市、烏蘭察布市、赤峰市、通遼市較多，阿拉善盟較少。從降雪過程來講，影響西部的降水過程向東可擴展到赤峰市和通遼市，影響東部的降水過程向西可擴展到錫林郭勒盟。地形對降水的影響：研究表明地形對降水具有增幅作用，冬季降雪受地形的影響同樣較為明顯。大雪的年際變化從內(nèi)蒙古大雪日（含雨夾雪）逐年全區(qū)發(fā)生站次變化來看（圖4a），1971～2008年內(nèi)蒙古大雪日數(shù)總體是略有下降的趨勢，值得注意的是全區(qū)大雪日數(shù)年際變化較大，多的年份超過300個站次，少的年份不到100個站次。另外，從內(nèi)蒙古大雪日（純雪、雨夾雪）逐年全區(qū)發(fā)生站次變化（圖4b，7.4c）可以看出，內(nèi)蒙古大雪日數(shù)中，雨夾雪出現(xiàn)的日數(shù)多于純雪，約相差一倍。說明內(nèi)蒙古大雪過程中，雨夾雪比重較大，濕雪過程較多，雪量較大。大雪日（含雨夾雪）逐年全區(qū)發(fā)生站次變化

大雪日（純雪）逐年全區(qū)發(fā)生站次變化大雪日（雨夾雪）逐年全區(qū)發(fā)生站次變化大雪的月際變化

內(nèi)蒙古大雪（含雨夾雪）各月天氣過程發(fā)生頻率圖內(nèi)蒙古大雪（含雨夾雪）各月年平均發(fā)生站日圖內(nèi)蒙古大雪（純雪）各月年平均發(fā)生站日圖

內(nèi)蒙古大雪（雨夾雪）年平均各月發(fā)生站日圖按照內(nèi)蒙古大雪過程發(fā)生時間統(tǒng)計，內(nèi)蒙古大雪過程主要發(fā)生在3、4、10月份，發(fā)生頻率都超過20%；5、11月份次之，分別為7%和12%；1、6、9、12月份發(fā)生很少。值得注意的是，正值隆冬季節(jié)的12月和1月發(fā)生的大雪過程很少，這與隆冬季節(jié)內(nèi)蒙古受大陸冷高壓控制，南方水汽很難到達有關(guān)。從大雪過程和大雪日數(shù)來分析都是同樣的結(jié)論，內(nèi)蒙古隆冬季節(jié)大雪發(fā)生較少。從內(nèi)蒙古大雪（含雨夾雪）各月年平均發(fā)生站日圖分析有同樣的結(jié)論。在內(nèi)蒙古春季和秋季的雨雪轉(zhuǎn)換季節(jié)中，雪災經(jīng)常發(fā)生，降雪主要以濕雪或雨夾雪天氣出現(xiàn)。從內(nèi)蒙古純雪和雨夾雪各月年平均發(fā)生站日圖可以看出，純雪主要出現(xiàn)在10月至翌年4月，發(fā)生日數(shù)較少。內(nèi)蒙古主要雨雪轉(zhuǎn)換季節(jié)為：春季從3月中旬至5月底；秋季從9月下旬至11月上旬。大雪（雨夾雪）出現(xiàn)最多的是4月和10月，年平均在30站日左右，較純雪日多4倍。3月和11月雨夾雪發(fā)生日數(shù)與純雪發(fā)生日數(shù)相當。三、內(nèi)蒙古大雪的天氣形勢

（天氣學分型）內(nèi)蒙古大雪、暴雪天氣過程較為復雜，從地域來看，內(nèi)蒙古東西狹長，東、西部的影響系統(tǒng)有所不同；從冷空氣活動來看，冷空氣強度存在明顯差異，有的過程中冷空氣活躍，以冷平流為主，有的過程中冷空氣較弱，南支暖濕氣流更為活躍；從天氣現(xiàn)象來看，有以降雪為主的天氣過程，也有以風雪寒潮為主的天氣過程。因此，內(nèi)蒙古大雪、暴雪天氣過程大氣環(huán)流形勢較為復雜。其環(huán)流型主要是根據(jù)產(chǎn)生大雪時，700hPa上的冷空氣活動特征和影響系統(tǒng)來劃分的。根據(jù)對1971～2008年38年中，共計98次大雪天氣過程的普查，將內(nèi)蒙古大雪、暴雪天氣過程環(huán)流型劃分為兩類六型。弱冷空氣類：槽渦型、切變型、北槽南渦型；強冷空氣類：蒙古槽（渦）型、貝加爾湖槽（渦）型、西來斜壓槽型。弱冷空氣類高空形勢圖、地面圖在98次大雪天氣過程中有36次屬于弱冷空氣類，占37%。這種類型大多和南支暖濕系統(tǒng)相聯(lián)系而出現(xiàn)，700hPa圖上，蒙古國及內(nèi)蒙古中西部地區(qū)多為南支槽渦或切變線，槽渦后沒有較強的高壓脊發(fā)展，鋒區(qū)較弱。低值系統(tǒng)多由南向北移動，遇弱冷空氣抬升造成降雪天氣。地面多為河套氣旋或倒槽相配合。這種類型以降雪天氣為主，降雪量較大。

槽渦型（18次，占18.4%）

1977年10月28日08時500hPa（a）、700hPa（b）、850hPa（c）切變型

2007年2月7日08時500hPa（a）、700hPa（b）、850hPa（c）高空形勢圖、地面圖（d）北槽南渦型（9次，占9.2%）強冷空氣類在98次大雪天氣過程中有62次屬于強冷空氣類，占63%。這種類型大多和高空長波槽脊相聯(lián)系而出現(xiàn)。700hPa圖上，多為高空冷槽或橫槽，槽后高壓脊發(fā)展較強，槽前鋒區(qū)較強。中高緯度的冷槽主體東移，槽前強鋒區(qū)可造成降雪天氣。地面多為冷鋒，有時也有氣旋相配合。這種類型由于冷空氣主體東移，且鋒區(qū)較強，因此在產(chǎn)生降雪的同時，有大風和降溫天氣出現(xiàn)，多為風雪寒潮天氣過程。蒙古低槽（渦）型：（35次，占35.7%）

貝加爾湖低槽（渦）型：（15次，占15.3%）西來斜壓槽型（12次，占12.2%）四、主要影響系統(tǒng)阻塞高壓：是一種深厚的大尺度反氣旋天氣系統(tǒng)，阻高建立后，在高壓中心南側(cè)往往存在切斷低壓或低壓槽，而且在它們的中下游，分別有西風急流的分支和匯合。對我國大氣環(huán)流有影響的阻塞高壓有三種：烏拉爾山阻高（簡稱烏阻40～6OoN、40～7OoE）、貝加爾湖阻高（簡稱貝阻50～60oN、80～110oE）、鄂霍茨克海阻高（簡稱鄂阻50～70oN、120～150oE）。高空急流：在對流層上層，一般長數(shù)千公里，寬數(shù)百公里，厚幾公里，風速≥30m·s-1的區(qū)域稱為高空急流區(qū)?？煞譃闃O鋒急流、副熱帶急流和熱帶東風急流，影響內(nèi)蒙古的多為極鋒急流（300hPa以上），根據(jù)實踐經(jīng)驗，300hPa高空急流與內(nèi)蒙古暴雪天氣的關(guān)系最為密切。低空急流：在對流層低層（600hPa以下），風速≥12m·s-1的區(qū)域稱為低空急流區(qū)。由于內(nèi)蒙古地處高原，拔海高度大多在1000m以上，根據(jù)實踐經(jīng)驗，700hPa氣流與內(nèi)蒙古暴雪天氣的關(guān)系最密切，所以把700hPa等壓面圖上，風速≥12m·s-1的偏南風（西南風、南風、東南風）區(qū)域稱為低空急流區(qū)。河套氣旋（倒槽）：河套氣旋產(chǎn)生于38～43oN、100～115oE之間，有時雖然沒有閉合等壓線，但有倒槽及冷、暖鋒配合。河套氣旋是影響內(nèi)蒙古冬季降水的最重要的影響系統(tǒng)之一，內(nèi)蒙古大雪天氣過程有50%以上有河套氣旋活動。暖濕切變：生成或移入33～43oN、100～115oE地區(qū)，位于強盛的華北高壓脊西部（或西北部）邊緣，常與鉤鼻子高壓相伴，由偏南風（西南風，南風）與偏東風（東北風，東風，東南風）構(gòu)成的風場切變線。蒙古氣旋：蒙古氣旋一般在蒙古人民共和國產(chǎn)生，大約在43～50oN、90～120oE之間，它是斜壓性很強的極鋒上的波動，一般有一條或一條以上的閉合等壓線，是具有冷、暖鋒的鋒面氣旋。它的生成和發(fā)展過程，可造成內(nèi)蒙古大范圍的風、雪（雨）天氣，有時導致冷空氣大規(guī)模南下，可造成強降溫天氣。因此說，冬半年蒙古氣旋是造成本區(qū)寒潮風雪天氣的重要天氣系統(tǒng)之一。貝加爾湖氣旋：生成于貝加爾湖一帶，是北方氣旋中路徑最北的一類，是影響內(nèi)蒙古東北部的呼倫貝爾市和興安盟北部的重要天氣系統(tǒng)之一。發(fā)展強烈時，能形成較強的大風寒潮或暴風雪天氣。貝加爾湖氣旋大多是從歐洲經(jīng)烏拉爾山一帶東移至貝加爾湖一帶的低壓系統(tǒng)發(fā)展而成。為了與南鄰的蒙古氣旋相區(qū)別，則以50oN為界，5OoN以北稱貝加爾湖氣旋。蒙古冷高壓：冬半年（10月～翌年5月）東亞中高緯度經(jīng)常維持著一個高壓帶，而冷性高壓（具有兩條以上閉合等壓線，高空配合有冷槽或鋒區(qū)者）以蒙古地區(qū)為最多，習慣上稱為蒙古冷高壓。蒙古冷高壓有冷空氣堆積增強和減弱的變化，當蒙古冷高壓加強并向南或東南方向移動時，往往帶來一次寒潮天氣。五、內(nèi)蒙古大雪成因分析阻塞高壓的作用阻塞高壓是一種深厚的大尺度天氣系統(tǒng)，阻高建立后其南側(cè)往往存在切斷低壓或低壓槽，而且在它們的中下游，分別有西風急流的分支和匯合。因而阻高可以改變相當大范圍內(nèi)的環(huán)流，它不僅以高壓及其南側(cè)的低壓影響天氣和氣候，而且還通過西風急流的南北分支氣流影響更為廣大區(qū)域的天氣和氣候。對內(nèi)蒙古乃至我國北方大氣環(huán)流有影響的阻塞高壓有烏拉爾山阻高、貝加爾湖阻高、鄂霍茨克海阻高。研究表明，烏山強阻高開始減弱是強冷空氣開始活動的一個重要標志，歐亞阻高形勢的建立和發(fā)展，對內(nèi)蒙古冬季中高緯暴雪的形成也有非常重要的作用，在98例內(nèi)蒙古大雪、暴雪過程中有74次都和阻塞高壓作用有關(guān)（有的過程中出現(xiàn)2個阻高，只選擇了1個重要的進行記錄）。只有24次沒有明顯的阻高出現(xiàn)，可見阻塞高壓對內(nèi)蒙古大雪、暴雪過程有較好的指示意義。產(chǎn)生暴雪的高空急流種類大雪、暴雪高低空急流耦合類型

交叉類平行類內(nèi)蒙古大雪、暴雪的水汽條件水汽通道內(nèi)蒙古降雪的水汽輸送主要是由較強的低空急流完成的，其主要層次在600～800hPa，對影響內(nèi)蒙古西部、中東部和東北部地區(qū)大雪、暴雪過程中700hPa水汽通量進行統(tǒng)計，可以得出700hPa水汽通量分布圖（圖17）?？梢郧宄乜闯?，在內(nèi)蒙古西半部出現(xiàn)降雪區(qū)的水汽通道是西南路徑。水汽從四川盆地經(jīng)秦嶺至河套西部，源地是孟加拉灣和南海。在內(nèi)蒙古東半部出現(xiàn)降雪區(qū)的水汽通道是偏南路徑。水汽從長江中游經(jīng)黃河中游至內(nèi)蒙古東南部，源地是南海和東海。在內(nèi)蒙古東北部出現(xiàn)降雪區(qū)的水汽通道是西南和東南路徑。水汽從內(nèi)蒙古中西部到內(nèi)蒙古東北部，源地是黃河中上游、渤海。在1971～2008年共計38年的9