呼和浩特机场降雪天气环流形势特征分析及预报

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　　摘要：对呼和浩特机场2002-2016年近15年降雪过程的环流形势特征进行归纳分类，结果表明：降雪的天气过程环流形势可分为两类六型，强冷空气类分为贝加尔湖气旋低槽型，蒙古气旋低槽型和西来斜压槽型三种，弱冷空气类分为槽涡型，切变型和北槽南涡型三种。弱冷空气类降雪一般有南支暖湿系统配合，遇弱冷空气抬升造成降雪天气，强冷空气配合典型天气系统造成强降雪天气的同时，还会伴随有大风、吹雪、沙尘、寒潮等天气的出现。降雪量的大小与冷空气的强弱程度无必然联系。强降雪天气一般在700hPa均伴随有10m/s以上的低空偏南急流。
　　关键词：降雪;环流形势;槽线;低空急流
　　中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）11-0-03
　　Abstract： The circulation situation characteristics of Hohhot airport are summarized and classified during the past 2002-2016 years in recent 15 years. The results show that the circulation pattern of snowfall weather process can be divided into two types and six patterns. The strong cold air type is divided into the Lake Baikal cyclone trough pattern， the Mongolia cyclone low trough pattern and the west oblique baroclinic pattern， and the weak cold air type is divided into the trough vortex pattern， the shear pattern and the North trough South vortex pattern. Weak cold air snowfall generally has the cooperation of warm and humid system in the South branch. When the weak cold air is lifted， it will cause snowfall. When the strong cold air cooperates with typical weather system， it will cause strong snowfall. At the same time， it will also accompany gale， snow blowing， dust， cold-air outbreak and other weather. There is no direct correlation between the amount of snowfall and the intensity of cold air. Heavy snowfall usually occurs at 700hPa accompanied by a low-level southerly jet over 12 m/s.
　　Key words： Snowfall; Circulation situation; Trough; Low-level jet
　　呼和浩特白塔國际机场位于内蒙古自治区中部，首府呼和浩特东郊，北部大青山和东南部蛮汉山为山地地形，南部及西南部为土默川平原地形，地势东高西低，由东北向西南逐渐倾斜。呼和浩特白塔国际机场地处中纬度温带内陆地区，具有明显的温带半干旱气候和大陆性季风气候特征，气候复杂，冬季漫长严寒，干冷、少降雪，多寒潮、晴朗天气。呼和浩特机场的降雪出现在10月份至次年的5月份，降雪日数主要集中在11月份至次年的3月份，且分布不均匀。降雪对飞行活动的影响很大，大雪会影响飞行员的视线和向外观察的能见距离，积雪会降低跑道摩擦系数使跑道变得湿滑，吹雪可使能见度在几分钟内降至近乎为零，这些都可能产生飞机偏离跑道或过早、过迟接地等严重的后果。因此，对呼和浩特白塔机场降雪发生的天气环流背景进行详细分析统计，并应用物理量诊断分析方法对其结构特征进行深入研究是非常必要的。
　　1 降雪天气环流形势特征分析
　　1.1 强冷空气类
　　这种类型和高空长波槽脊相联系，在700hPa有高空冷槽或闭合气旋，槽后冷平流强，锋区明显，地面有冷锋或气旋配合，在产生降雪后会有大风、吹雪、寒潮等天气。
　　1.1.1 贝加尔湖气旋低槽型
　　环流形势特征：在700hPa上贝加尔湖地区有闭合低压气旋，地面为贝加尔湖气旋或冷锋，降雪特点为典型的阵性特性，时大时小，时停时下，能见度变化随之也很迅速，整个过程持续时间长，降雪量较大。
　　如2015年2月27日，呼和浩特机场早晨9点开始小雪，下午短时中雪，前夜小雪，后夜短时中雪，能见度最低600m，整个过程降水量3mm。
　　贝加尔湖气旋低槽型虽属于强空气类，但由于呼和浩特机场距离气旋中心偏远，产生的降雪天气未必是强降雪类，在做预报时必须注意距离的远近，冷空气的强弱以及水汽锋面附近降雪区的大小和移动等要素。如2014年11月28日的降雪天气，呼和浩特白塔国际机场从中午11：00出现短时降雪天气过程，到13：30结束。降雪量不足1mm，地面出现非常薄积雪。
　　1.1.2 蒙古气旋低槽型
　　环流形势特征：在700hPa上蒙古地区有低槽或低涡，槽前有风速大于12m/s的西南急流配合，地面多为蒙古气旋或倒槽冷锋，降雪特点也存在阵性的特点，时大时小，时停时下，能见度变化随之也很迅速，整个过程持续时间较长，降雪量不定。 　　如2012年12月28日的降雪过程，呼和浩特白塔机场从凌晨5时开始小雪，能见度从7000m骤降至2400m，28日8时降雪结束，降水量0.4mm，冷空气未跟下，能见度维持在2～3km，11时冷空气逐渐跟下，能见度逐渐上升至10km，西北风也逐渐增大，白天稳定在5-8m/s，夜间18时达到最大为280度11m/s，29日白天又减小至5-8m/s。
　　1.1.3 西来斜压槽型
　　环流形势特征：在700hPa上有从蒙古西侧移入的斜压性低涡或低槽，地面多为河套气旋或倒槽，降雪特点为阵性降雪，持续时间较长，降雪范围及强度随槽线分布不均。
　　如2015年1月28日的降雪，呼和浩特机场自17时开始，持续至夜间24时结束，降雪过程持续7小时，能见度最低降至2500m，降雪量3.8mm。呼和浩特机场自21时起关闭，至凌晨01时重新开放，造成大量航班取消、延误。
　　1.2 弱冷空气类
　　这种类型的降雪大多和南支暖湿气流相配合，在700hPa的蒙古地区多为南支槽涡或切变线，槽涡后没有较强的冷平流，锋区较弱，低值系统多由南向北移动，遇弱的冷空气抬升造成降雪天气，地面多为河套气旋或倒槽相配合。
　　1.2.1 槽涡型
　　环流形势特征：在中层700hPa蒙古地区有低涡或低槽缓慢东移，河套以南有暖舌或暖脊的强烈暖平流，地面对应河套气旋或倒槽，且有明显湿区，降雪特点是降雪量不大，维持时间较短。
　　如2015年1月13日的一次河套气旋降雪天气过程，从云图上可以清晰的看到河套气旋云系，呼和浩特机场从夜间20：00开始小雪天气，能见度维持在1-2公里，降雪持续至夜间24：00时，锋面过境转为西北风，降雪停止且能见度转为10公里以上（图5）。
　　1.2.2 切变型
　　环流形势特征：在700hPa上有偏南风和东南风的“人”字形暖湿切变，有显著湿区，地面也有倒槽配合，降雪特点是降雪量局地不均且变化大，但范围小，维持时间稍长。
　　如2013年1月20日的降雪过程，呼和浩特机场从凌晨1点开始降雪，持续至中午11：36，降雪共持续10.5小时，降雪量4.3mm，期间最低能见度1100m（图6）。
　　1.2.3 北槽南涡型
　　环流型是特征：在700hPa有南北两支系统，北支为槽后有强的冷平流，锋区明显，南支涡的强度偏弱，锋区不明显，两支系统一般在河套附近相结合后东移，降雪特点是如果为北槽影响，降雪量小，维持时间短，以大风降温为主，如果为南涡影响则降雪量较大，维持时间较长。
　　如2018年11月3日，此次降雪过程自19：00开始，由小雨转雨夹雪转雪，20：20开始出现小雪天气，持续至凌晨02：00，持续西北风7～9m/s，能见度5～8km，雪停起风后能见度迅速上升至10km以上，总降雪量1.5mm，地面温度0～1℃，未有积雪产生。
　　2 降雪预报指标
　　（1）垂直速度（700hPa）≤-0.2hPa/s;（2）涡度（700hPa）≥20*10-6s-1;（3）散度（700hPa）≤-4*10-6s-1;（4）水汽通量散度（700hPa）≥-5*10-6g/（cm2*hPa*s）;（5）低空急流（700hPa）风速≥10m/s，温度露点差≤2℃;（6）雨夹雪：850hPa气温≤0℃;雪：850hPa气温≤-4℃;
　　3 结论
　　（1）降雪天气环流形势可分为两类六型，强冷空气类分为贝加尔湖气旋低槽型，蒙古气旋低槽型和西来斜压槽型三种;弱冷空气类分为槽涡型，切变型和北槽南涡型三种（2）弱冷空气类降雪一般有南支暖湿系统配合，遇弱冷空气抬升造成降雪天气，强冷空气配合典型天气系统造成强降雪天气的同时，还会伴随有大风、吹雪、寒潮等天气的出现。（3）强降雪天气一般在700hPa均伴随有10m/s以上的低空偏南急流。（4）降雪量的大小与冷空气的强弱程度无必然联系。（5）降雪中西南气流的作用都比较明显，与地形的辐合、抬升作用也有密切的关系，呼和浩特机场降雪量较周围地区大1～2个量级。（6）高空冷涡形成阵性的对流性降雪，降雪强度和量级均变化迅速，短时能见度会降到1km以下，而且往往会反复两三次。（7）配合有地面倒槽系统的降雪，具有降雪量大，降雪时间长等特点，会造成跑道道面积雪明显，倒槽降雪伴随的低能见度持续时间长，且第二天早晨由于雪面辐射逆温的影响，易出现辐射雾，均对飞行活动影响较大。（8）晴空飘雪量不会很大，能见度也不会受太大影响，但是持续时间会在1小时以上，最长会达到6小时。
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　　收稿日期：2019-10-09
　　作者简介：李浩（1986-），男，主任工程师，研究方向為航空气象预报。
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