2020年11月20~21日平凉市一次混合相态降水天气分析

2020年 11月 20~21日平凉市一次混合相态降水天气分析

江一凡 1 ， 邢晓滨 ， 邢刚 ， 杨颖 1

1 、 平凉市气象局 744000 甘肃平凉； 2 、 会宁县气象局 730700 甘肃白银； 3 、 庄浪县气象局 744699 甘肃平凉

摘要：本文对2020年11月20~21日平凉市出现的一次混合相态降水天气进行分析，此次过程主要受南支槽前西南气流与新疆脊前西北冷空气共同影响，全市大部分地方出现雨夹雪，此次过程中，暖湿条件较好，水汽通道建立，水汽辐合明显，为此次过程提供了有利的暖湿条件。

关键词：平凉市；混合相态；降水天气；雨夹雪
一、实况与灾情

20~21日我市出现混合相态降水天气，全市大部分地方出现雨夹雪，崆峒出现中雪，20日08时到21日08时城区累积降水量在3.5-8.8毫米之间，最大为灵台8.8毫米，20日08时到21日08时各县(市、区)降水量及积雪深度见下表：

本次混合相态降水过程伴随着降温，造成大部分路段道路结冰，部分路段采取封路措施，给交通出行和群众生活带来不利影响。

二、天气形势和主要影响系统

2.1 高空形势分析

2.1.1 500hPa高空形势

图21 19日20时高空形势图 图2 20日08时高空形势图

降水过程发生前，500hPa亚欧中高纬为宽广的低压槽区，槽后乌山附件有脊发展，里海-巴湖之间有一低压中心，甘肃河东处于纬向偏西气流中（图1）。20日08时500hPa图（图2）上，青藏高原有短波槽生成，槽区位于西藏中东部至青海东南部，槽前西南风发展，同时贝湖槽底分裂一股冷空气沿西北气流下滑至南疆盆地。

图3 20日20时高空形势图 图4 21日08时高空形势图

20日20时，，新疆北部巴湖附近有脊发展，脊前偏北气流和北支槽区底部分裂的横槽转竖引导冷空气南下，高原短波槽发展北抬东移至甘肃南部-湖北一带，带来暖湿气流，甘肃河东地区受其影响，降水过程开始(图3)；21日白天，北支槽和高原槽均移过本地，降水结束（图4）。

2.1.2 700hPa高空形势

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图5 20日08时-21日08时700hPa高空形势演变图及崆峒站20日08时T-logP图

由700hPa高空形势演变图（图5）可以看出，过程开始前，700hPa上河东地区受脊控制，20日08时，平凉位于南支槽前西南气流中，有利于水汽输送；20日20时，西南低涡生成，北支槽底分裂下来的冷空气与西南涡输送的暖湿气流在平凉相遇，降水加强；21日08时系统移过本地，降水结束。

2.2 地面形势分析

图6 20日08时-21日08时地面形势演变图 图7 崆峒地面要素演变图

由地面形势演变图（图6）可以看出，过程开始前，新疆北部-蒙古一带有一地面冷锋，东移南下，引导冷空气南下；从崆峒站地面要素演变图（图7）可以看出，强降雪过程前和过程中气压持续偏低,，过程即将发生时（20日 05 时），地面转为偏东风，露点温度显著升高，为负且负变温不断增强，温度线与露点线非常接近，说明地面受低压控制下的冷湿空气影响；20日08时地面冷锋移至甘肃中部，降水过程开始，至21日08时，系统移出平凉，降水过程结束。

三、物理量诊断分析

3.1 水汽条件分析

3.1.1 相对湿度和比湿

沿35°N做相对湿度的垂直剖面图（图略），19日20时，从近地层到对流层高层平凉大部分地方的相对湿度均位于70%以下，水汽机制还未建立；20日08-20时，整层湿度逐渐增大，500hPa以下整层相对湿度达80%以上，中东部呈“上干下湿”的分布特征，层结不稳定，西部整层水汽条件好，与主要的强降水时段相对应，21日08时，湿度开始减小，相对湿度降至70%以下。

3.1.2 水汽通量散度

图8 20日20时水汽通量散度分布

进一步分析700hPa水汽通量散度，20日08时，宁夏-庆阳有一水汽辐合中心，其值达-4，20日11时-20时平凉位于水汽通量辐合区（图8），为此次降水的发生、发展提供了有利的水汽输送条件； 21日02时起，平凉市水汽通量散度转为正值，水汽辐合区移出本地，全市降水结束。

3.2 热力、动力条件分析

3.2.1 涡度

图9 21日08时与20时涡度（红色为500hPa,蓝色为700hPa）

过程开始前，我市整层无明显涡度平流；21日08时-20时， 14时-20时，宁夏高空有正涡度大值中心不断东移南压，我市高低层逐渐转为正涡度，降水区从高空到低层均有正涡度平流输送，有利于垂直上升运动的维持和加强，但是涡度值较小，导致本次过程整体强度较弱；21日08时，正涡度大值中心东移南压减弱，降水结束（图9）。

3.2.2 温度

此次降水持续时间较长，过程中不断有冷平流下滑影响我市，加之全市各地气温及地形差异，我市发生了降水相态的转变。下面以850hPa、700hPa温度场变化来确定我市降水相态的转变条件（如图10）。图中，红色为700hPa温度场，蓝色为850hPa温度场，可以看出，20日08时850hPa和700hPa温度分别为0℃和-2℃左右，我市降水相态以雨夹雪为主；20日20时我市700hPa温度为0℃左右，中西部和东部850hPa分别为-8℃和-4℃，我市中西部降水相态为纯雪，东部为雨夹雪；由此可见，850hPa温度为0-1℃、700hPa温度为-8℃，地面温度为0℃是我市降水相态发生转变的温度场条件。

a 20日08时

b 20日20时

图11 崆峒站19日20时-21日20时中高空温度曲线图

图11 崆峒站19日20时-21日20时中高空温度曲线图

降水前后（20日08时-21日08时），崆峒站700hPa温度在-2到-10℃之间，850hPa温度在0到-4℃之间，降水相态由雨夹雪转为纯雪，以雪为主（图11）。

3.2.2 高低空急流

图12 20日20时高低空急流

分析200hPa流场可以看出，整个强降水时段我市上空一直处于高空急流（风速30m/s以上）控制下，且12日08时-21日08时高空急流不断增强，急流轴略有南压，急流增强时段正好是我市降水量增大时段，这说明急流增强与我市降水增大有很好的对应关系；700hPa平凉位于低空急流出口区左前方的辐散区，有利于垂直上升运动的维持和发展。高低空急流的耦合也给本次降水过程提供了有利的动力条件。

四、小结

1、此次过程主要受南支槽前西南气流与新疆脊前西北冷空气共同影响，700hPa配合有西南涡，低层辐合抬升明显，共同形成此次混合相态降水过程。

2、从相对湿度、水汽通量和水汽通量散度场均可以反应出此次过程中，暖湿条件较好，水汽通道建立，水汽辐合明显，为此次过程提供了有利的暖湿条件。

3、另外，高低空急流的耦合和地面冷锋给本次过程提供了有利的动力条件。

4、关于本地冬季降水的预报，已基本具备相对成熟的思路，但降水相态的预报仍然存在一定的难度，特别是不同相态转换的把握，仍需要深入仔细的研究。

参考文献

[1] 刘新伟, 叶培龙, 伏晶,等. 高原切变线形态演变对高原边坡一次降水过程的影响分析[J]. 高原气象, 2020, 39(2):9.

[2] 翟亮, 黄钰, 李梓铭,等. 风廓线雷达和雨滴谱仪资料在北京一次弱雨雪天气中的特征分析[J]. 干旱气象, 2019, v.37(01):92-98.

作者简介：江一凡（1994-），女，汉族，甘肃省平凉市人，大学本科学历，助理工程师，从事天气预报工作。