摘要：利用Micaps常规观测资料，对2008年11月12到23日阿坝鹧鸪山遭遇较长时间覆冰天气事件过程分析。结果表明：（1）欧亚中高纬度呈现“北高南低”的形势，随着阻高崩溃，横槽转竖，冷空气源源不断影响西南地区，这是导致低温雨雪冰冻天气持续性的直接原因。（2）低纬度南支低压槽活跃，西南暖湿空气不断向我省输送，低空相对湿度大，为此次覆冰提供较好水汽条件。（3）大气垂直结构分析，600hPa附近的逆温层持续存在有利于冰晶或雪花到暖层融化成水滴，再经过低于0℃的冷却层，下落过程中遇电线结冰。（4）地面冷高压和地面冷锋配合高层环流形势，加剧了覆冰。
关键词：鹧鸪山；覆冰过程；天气分析
1 引言
鹧鸪山位于四川省阿坝藏族羌族自治州理县与马尔康县交界处，海拔四千多米。2008年11月12-23日阿坝州高海拔地区出现了持续时间长、平均气温低、冰冻影响严重的低温冰冻天气过程，造成鹧鸪山电线出现覆冰现象。
一般情况，出现覆冰时大气垂直结构从高层到低层可分为冰晶层、暖层和冷层三个层次。高原东部边缘是高海拔（平均3500米以上）向低海拔过渡地带。山脉迎风坡的覆冰大气垂直结构从低层到高层只有暖层和冷层两个层次[1-2]。三层垂直结构的覆冰（图1a）：600-400hPa为冰晶层。层内水汽凝结成冰晶或雪花。冰晶层之下为暖层。在700- 600hPa之间。该层温度一般高于 0℃．且层内温度垂直递减率大。冰晶或雪花落入此层融化为液态水或冰水混合物。暖层一般吹强的西南风，有明显暖湿平流，保证了该层源源不断的热量供应。暖层之下为冷层。该层温度一般低于 0℃。来自暖层的液态水或冰水混合物冷却到0℃之下，并保持过冷却状态。过冷却雨滴在下落过程中碰到任何物体都会发生冻结。形成覆冰。两层垂直结构的覆冰（图1b）：多由东部回流形成。暖层一般在2500米以下，温度远高于 0℃。气流一般来自暖而湿的低海拔地区。水汽含量充沛。在地形的抬升作用下很容易形成雾。冷层一般在2500-3000米之间，气温低于0℃。且层内温度垂直递减率大于湿绝热递减率。来自暖层的雾先形成过冷却雾滴。再随气流上升碰到任何物体都会发生冻结，形成覆冰。
图1 覆冰模式示意图（a.三层结构；b.两层结构）
2 大气环流特征
2.1 500hPa大气环流特征
分析11月12-23日的500hPa环流形势看，欧亚中高纬度呈现“北高南低”的形势，随着乌拉尔山高压脊波动变化，Ω流型也发生变化，低涡大槽东移入海最终消失。不断有短波槽发展东移影响我国。在11月12到15日有阻塞形势，阻高位于冬季高发区乌拉尔山附近，横槽位于贝湖-巴湖一线，并逐渐转竖，乌山阻高的建立，经向环流明显，有利冷空气随阻高前的横槽下滑。乌拉尔山组高脊前有干冷空气不断向南输送，同时，南支槽活跃，不断向西南地区输送暖湿空气，冷暖空气在西南地区交汇，易导致覆冰现象。12日20时冷涡位于贝加尔湖以北的高纬地区，到14日20时，冷涡向南移动到贝湖附近，东亚大槽稳定在我国内蒙甘肃西藏一带。17日横槽基本转竖，阻塞高压崩溃，东亚大槽加深发展并逐渐东移。15日08时影响我省西北风风速均大于20m/s形成了一支西风急流，将槽后堆积的冷空气源源不断输送至我省。实况在11月15日到17日前后正是低温雨雪天气最重的时期，而阻高崩溃对应环流形势的调整。后期18-20日20时随着东亚大槽东移入海，贝湖的冷涡中心消失。
(a) (b)
图2 500hPa高空观测图（a 12日20时；b 17日20时）
3 大气垂直结构及水汽条件分析
利用11月12日到23日时段内6个时次T-logp图分析此次覆冰过程水汽条件，11月13日08时（图a）看到600-700hPa之间存在较厚湿层，相对湿度达到80%， 700hPa天气上，我省北部受到西南暖湿气流影响，将孟加拉湾水汽源源不断输送过来，攀西地区至盆地南部有一低空急流，温度露点差为2-3℃，水汽条件较好。14日08时（图b）T-logp图分析，湿层仍然维持，550-600hPa之间存在一逆温层，700hPa上西北干冷空气自青藏高原北部绕过回流影响我省。到15日08时（图略）湿层维持，逆温层高度降低， 20日08时（图略），逆温层较为深厚。22日08时（图略），湿层增厚，从650-500hPa相对湿度都大于80%，无逆温层。23日08时（图略）湿层减弱，逆温层生成，维持在650hPa附近。通过中低层水汽辐合使得中层暖湿的水汽汇聚凝结，经过低层低温层的冷却降落到0℃以下的地面凝结，形成的降水虽不强，却一直维持，造成覆冰现象。
(a) (b)
图3 红原广场站的T-logP图（a.13日08时；b.14日20时）
4 地面环流特征及地形条件分析
分析11月12-23日地面图可看出整个过程期间，巴湖与贝湖之间存在冷高压，有冷空气堆积，并不断分裂，14日开始（图4a），冷空气东移南下，在青海-西藏地区形成冷性小高压，强度在1037.5hPa，16日（图略）再次加强。过程期间，西藏中部至我省川西高原存在等温线密集带，可认定为寒潮冷锋，冷锋的移动方向与寒潮地面高压移动路径以及地形都有关。这次低温冰冻天气发生，与阿坝州特殊地理条件密切相关。平均海拔3000-4000米，山体呈东西走向，西北部是青藏高原，由于青藏高原对南下冷空气的屏障作用和山地影响，冬春季频繁南下的北方冷气团常在这一代滞留成静止锋，易使高海拔地区造成低温大雾天气。历史同期，受强冷空气影响，海拔3000米以上的地区可见雨凇、雾凇、冰冻现象[5-6]。
(a) (b)
图4 海平面气压场图（a 14日20时；b 17日20时）
图5 马尔康气象站12-23日温度变化曲线
选取离鹧鸪山较近的气象站马尔康作为对比分析，可看到前期15-17日以及后期20-23日共有两次较为明显的降温过程（图5），15-17日马尔康站受冷空气影响日均温累计下降4.8度，12到21日马尔康气象站观测到的最大风速较小，风向以偏西风为主，由于是地面相对湿度较小（图6）。按照垂直温度递减率的变化[3-4]：对于湿空气来讲，该物理量其实不是恒定的0.6，其取值范围在0.4到0.9之内。这是因为对于湿空气来说，会受温度与压强影响。在该个例中采用0.6来分析，鹧鸪山海拔4千米温度变化将是在马尔康（海拔2600米）温度的基础上下降8.4℃。
5 结论
通过以上分析，主要得出以下结论。
（1）欧亚中高纬度呈现“北高南低”的形势，随着乌拉尔山高压脊波动变化，Ω流型也发生变化，这是一次横槽转竖建立东亚大槽的过程，随着阻高崩溃，横槽转竖，冷空气源源不断影响西南地区，这是导致低温雨雪冰冻天气持续性的直接原因。
（2）低纬度南支低压槽活跃，西南暖湿空气不断向我省输送，我省低空600-700hPa相对湿度大，为此次覆冰提供了较好的水汽条件。
（3）大气垂直结构分析，600hPa附近的逆温层持续存在有利于冰晶或雪花到暖层融化成水滴，再经过低于0℃的冷却层，在下落过程中遇电线结冰。
（4）地面冷高压和地面冷锋配合高层环流形势，加剧了覆冰。
参考文献
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[2]曲巧娜,李栋梁等.冬季中东急流对中国西南地区覆冰形成的影响,大气科学,2012,36（1）,195-203.
[3]曲巧娜,李栋梁等,我国西南地区电线覆冰天气过程的大气环流异常分析,高原气象,2011,20（3）:641-650.
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[6]田宏,陈文秀,张忠良.三峡库区覆冰气候特征及个例分析.四川气象,2000,20(2):47-50.
论文作者:陶丽
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
标签：逆温层论文; 环流论文; 水汽论文; 马尔康论文; 天气论文; 西南地区论文; 鹧鸪论文; 《电力设备》2019年第6期论文;