摘要：利用常规气象资料和GPS/MET遥测的大气可降水量资料对2019年秋季发生在内蒙古东部地区的一次特大暴雪天气进行分析。结果表明： 1）此次暴雪天气是由高空槽、切变线，低空急流等影响系统共同作用形成，降雪落区位于低空急流的前侧和左侧；2）此次暴雪过程水汽含量充沛，比湿在3g/kg以上；水汽来源于西南水汽和偏南水汽，且主要集中在700hPa上下；3）GPS遥感PWV变化曲线多呈现为单峰型，降水开始之前PWV逐渐增加，降水多出现在PWV峰值附近，PWV可以很好的反映大气中水汽的含量和变化，而降水的产生需要结合其他条件综合判断；4）自然降雪的平均效率为8%，最高的为27%， 80%的降水效率在1-19%。
关键词：水汽 大气可降水量（PWV） 暴雪 条件 分析
暴雪天气是内蒙古冬春季节的重要天气过程，当暴雪天气与大风、强降温等天气同时出现时，往往会形成暴风雪灾害，对农牧业生产、交通、供水供电等造成极大危害，严重影响人民群众的生产生活。因此暴雪预报成为冬春季天气预报关注的重点，而水汽是预测强降雪的一个非常重要的物理参数。GPS遥感大气可降水量，其时空分辨率高，近年来被广泛应用于天气预报和人工影响天气业务中。刘宽晓[1]等研究了兴安盟地区大雪、暴雪发生的空间分布及月际、年际变化特征，定义了区域性大雪、暴雪和全盟性大到暴雪。陈小雷[2]等认为降水过程之前24小时内PWV值在1～3内增加4～5mm以上的急升是降水预报指标之一。段晓梅[3]等分析了内蒙古中东部地区大气可降水量的气候特征。目前对内蒙古东部地区降雪天气过程中水汽和大气可降水量变化变化特征研究相对较小，本文通过对2019年秋季内蒙古东部地区特大暴雪天气过程中水汽条件和GPS水汽特征进行分析，为本地区的相似过程的预报以及人工影响天气提供科学参考。
1.天气过程概述
2019年10月23-25日内蒙古出现大范围雨雪天气过程。受冷空气影响，呼伦贝尔、河套地区、锡盟、兴安盟地区先后出来雨雪天气。阿尔山降雪持续18小时，累计降雪量达32.5毫米，最大小时降雪量达3毫米，积雪深度达22厘米，此次降雪范围大，持续时间长，降雪强度大。
2.环流背景分析
降水前期鄂霍茨克海阻塞高压建立，极涡南压，其底部分裂冷空气南下，形成高空锋区。23日08时500hPa在贝加尔湖东侧与新疆东部形成前倾的阶梯槽，底层冷空气扩散南下，迫使暖湿空气抬升，造成呼伦贝尔地区的降雪。23日20时贝加尔湖高空槽东移，底层西南风加大形成低空急流，将暖湿空气向东北输送，形成狭长的湿舌，同时槽前的西南风与槽后的西北风形成东北—西南向的切变线，降水主要位于低空急流前侧和切变线附近。24日08时高空锋区维持，低空急流加强，将暖湿空气不断向东北输送，暖空气不断抬升凝结形成降水。随着锋区的向东南移动，降水区也随之向东南移动，24日夜间内蒙古地区降雪趋于结束。
3.水汽条件分析
3.1水汽来源
23日08时内蒙古两个水汽通量中心，分别位于东、中部，中心值为4.2 g·cm-1hPa-1s-1，无明显的水汽通道，降雪的水汽主要来源于本地。随着西南风的加强，23日20时从西藏经青海到内蒙古东部形成狭长的水汽输送带，沿其作剖面发现，水汽通量大值区主要集中在600hPa左右，中心值达到了6.2 g·cm-1hPa-1s-1；24日08时水汽通量继续增加，中心值达到了9.4 g·cm-1hPa-1s-1，兴安盟北部由于偏南急流将渤海湾水汽源源不断的往输送，水汽通量梯度增加，表明水汽在此辐合，有利于降水的产生。
3.2水汽含量分析
在天气诊断分析中，常用相对湿度表征空气中水汽饱和程度，用比湿表征空中水汽含量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆分析此次暴雪过程中相对湿度和比湿，23日08时呼伦贝尔北部700hPa比湿为2.8g/kg,相对湿度在90%以上，而80hPa比湿在0.8到1.5 g/kg之间，相对湿度不足40%，此时西南暖湿气流被冷空气强迫抬升凝结形成了呼伦贝尔地区的降雪天气。23日20时西南低空急流建立，水汽输送通道打通，中西部地区空中水汽含量明显增加，700hPa中部地区的比湿达到3.9g/kg，相对湿度达到80%以上，空气趋于饱和，850hPa比湿也在3.4 g/kg，相对湿度在40-70%之间，表明中层空气趋于饱和，有利于水汽凝结产生降雪。24日08时比湿继续增加，最大达到了4.2g/kg，相对湿度在80%到100%之间。此次降雪过程中，水汽较为充沛，为产生大量级提供有利的的水汽条件。
4. GPS遥感水汽分析
4.1 GPS遥感PWV变化特征
地基GPS观测网得到水汽数据已被广泛的应用到数值预报模式中。通过GPS遥感PWV数据分析，可以清晰的看大大气中水汽的连续变化，为天气预报和人工影响天气提高客观依据。分析此次暴雪天气过程中内蒙古东部地区20个GPS-MET站的PWV变化曲线，发现PWV可以清晰的反映出各站的水汽变化，呼伦贝尔地区的PWV变化曲线呈现为双峰型，第一个峰值与23日白天的降水向对应，第二峰值与24日降水相对应。其他地区PWV变化曲线呈现为单峰型，降水开始之前PWV逐渐增加，表明降水区上空有水汽的聚积，一般在降水时达到最大，降水结束后快速减小。本次降雪过程中有4个GPS站同站址的气象站没有出现降雪，但是其PWV与有降水站的PWV有着相似的变化规律，可见PWV更多的是反映大气中水汽的含量和变化，而降雪的产生需要结合其他条件综合判断。
4.2 降水效率分析
通过GPS遥感PWV数据和同站址降水量分析，得出自然降水效率，为人工增雨评估提供科学的参考依据。此次暴雪过程中，出现降水时PWV平均值为11.2mm，最小值为1.7mm，最大值为20.6毫米，80%集中在7.6～16.4mm；自然降水小时降水量在0.0～3.6mm，平均小时降水量为0.94mm，80%的小时降水量集中0.13～2.4mm。自然降水效率在0～27%之间，平均降水效率为8%，有80%的降水效率在1-19%。
5.结论与讨论
本文对2019年秋季发生在内蒙古东部地区特大暴雪天气过程中的水汽和GPS遥感PWV变化进行分析，得出如下结论：
（1）此次暴雪天气范围大，持续时间长，降雪强度大。降雪主要由高空槽、切变线，低空急流等影响系统共同作用形成的。降雪落区与低空急流配合较好，主要位于低空急流的前侧和左侧。
（2）此次降水的水汽来源路径有两条，为西南水汽和偏南水汽，且水汽多集中在700hPa上下。此次暴雪天气的水汽充沛，降雪区比湿达3g/kg以上，相对湿度在80%以上。
（3）GPS遥感PWV变化曲线多呈现为单峰型，降水开始之前PWV逐渐增加，降水多出现在PWV峰值附近。PWV可以很好的反映大气中水汽的含量和变化，而降雪的产生需要结合其他条件综合判断。
（4）通过PWV计算各站降雪的自然降水效率，平均为8%，最高的为27%， 80%小时自然降水效率在1-19%。
参考文献
[1]刘宽晓等．兴安盟大到暴雪时空分布特征分析［J］．内蒙古科技与经济，2015，（19）：71～73．
[2]陈小雷等．地基GPS遥测大气可降水量在天气分析诊断中的应用［J］．气象，2007，33（6）：19～24．
[3]段小梅，张立等．内蒙古中东部地区大气可降水量的气候特征［J］．气象与减灾研究，2019，42（3）：185～191．
[4]顾润源等．内蒙古预报员手册［M］．北京：气象出版社，2012．
论文作者:张福
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/28
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