包头机场一次降雪过程的诊断分析

包头机场一次降雪过程的诊断分析

赵鑫龙

(包头二里半机场内蒙古包头014000)

摘要：本文利用常规探测资料和NCEP再分析资料，对包头机场2017年2月7日一的次降雪天气过程进行分析，重点对造成降雪的动力条件和水汽条件进行诊断分析。结果表明：此次降雪天气过程主要是受500hPa短波槽、850hPa低槽和地面倒槽共同影响；降雪期间，高层辐散与低层辐合的位置和强弱变化均能较好的对应，这种高低空配置导致强烈的上升运动，是降雪的发生和维持的动力机制；低空充沛的水汽输送，为降雪的发生和持续提供了良好的水汽条件。

关键词：降雪环流形势动力条件水汽条件

引言：降雪是冬季影响航班运行的主要天气现象之一，降雪天气会造成机场跑道积雪或积冰、能见度低于起降标准、飞机机身积冰等现象，影响飞行安全和航班正常。本文利用常规观测资料，NCEP再分析资料，对包头机场2017年2月7日一次降雪天气过程进行诊断分析，研究其发展和维持的机制，以期能得到一些有用的结论，为日后此类天气的预报提供参考。

1资料与天气实况

1.1资料来源

本文所用资料主要包括：高空地面天气图资料，NCEP资料(网格距2.5°×2.5°经纬度，6h一次全球再分析资料)，包头机场观测记录等。

1.2降雪实况

根据包头机场气象台观测资料显示：机场2月7日02：50（北京时，下同）开始降雪。降雪期间机场一直伴有低云，云底高最低300米，风向以东南风为主，风速较小，气温变化不明显，降雪一直持续至7日下午13:20结束。降雪结束后，风向转为西北风，风速加大，最大阵风达到15米/秒，气温随之开始下降。此次降雪过程共持续10小时30分，降雪期间机场主导能见度一直低于2000m，累积降雪量3.2mm，积雪深度5cm。并且由降雪导致机场跑道不可用，致使当日航班延误14架次，取消2架次，对机场正常运行产生了较大影响。

2环流形势分析

2.1高空形势分析

2月6日20时500hPa上东亚地区呈现为两槽一脊的环流形势。大陆以东受东亚大槽影响。蒙古东部、我国东北和华北部分地区受暖脊影响，脊后暖平流明显。暖脊后部的高空槽分为南北两个支槽，南支槽为小股冷空气南下生成的浅槽，影响我国青海、甘肃地区；北支槽影响蒙古西部，槽北部有冷空气堆积。此时，包头地区受南支槽槽前西南气流影响，并有明显的暖平流。之后，冷空气在北支槽的引导快速下冲，冷暖空气在河套地区交汇。到2月7日08时，包头地区受南下低槽影响，冷空气取偏北路径逐渐侵入包头地区。受低槽影响期间，包头地区一直有降雪天气，随着低槽移出，降雪逐渐停止。

在6日20时850hPa中河套上游有一低槽存在，包头地区受低槽前部西南气流影响，此时槽前有明显的暖中心存在，冷空气主体位置偏北。之后，冷空气在高空槽的引导下向南侵袭，冷暖空气在河套地区上游汇合并发生降雪。到7日08时，包头地区受低值中心影响，处于偏北气流和西南气流交汇处。之后随着低值系统东移，降雪结束。

2.2地面形势分析

6日20时包头地区受地面倒槽影响，地面倒槽与850hPa低槽有较好的对应，受倒槽影响区域天气以多云为主，河套地区上游有降雪天气。此时，蒙古西北部有冷高压存在。高低压之间有明显的冷锋存在。到7日08时，倒槽东移，冷锋南压，降雪天气影响整个河套地区。之后，随着冷空气南压，降雪区也东移南下。

综合上述分析，包头地区7日的降雪天气是受500hPa短波槽、850hPa低槽和地面倒槽的共同影响造成。随着高空槽和地面倒槽移出，降雪逐渐停止。

3物理量场分析

3.1动力条件分析

从包头地区上空的垂直速度时间垂直剖面演变来看，从7日02时至10时，包头地区大气垂直运动速度为负值，表明该地区整层大气均为上升运动。上升运动最强发生在08时之前700hPa附近，极大值超过0.18m·s-1。

包头地区上空散度时间垂直剖面图演变显示，从7日02时至14时，700hPa以下的散度均为负值，表明700hPa以下的气流是辐合的，700hPa以上的散度为正值，表明700hPa以上的气流是辐散的。低层辐合最强的时间出现在7日08时前后，高层辐合最强也几乎同时出现，低层强烈的辐合区与高层的辐散区有较好的对应关系。在同等水汽条件下，决定降水量大小的散度场有两个特点：一是辐合辐散的强度越强，降水量越大；辐合场的层次越深厚，降水越强。因此这种低空辐合高空辐散的配置，有利于上升运动的维持和加强。

通过以上分析发现，从降雪开始到结束，包头地区上空大气以上升运动为主。低层的强烈辐合区与高层辐散区的位置和强弱变化均能较好的对应，这种散度场的配置，产生了强大的抽吸作用，从而造成了强烈的垂直运动。强烈的垂直上升运动不仅为降雪的发生提供了触发机制，同时也为降雪的维持和加强提供了动力源。中低层强烈的抬升运动，还能够使水汽凝结释放能量，对降雪的维持和发展极为有利。

4.2水汽条件分析

分析包头地区上空水汽通量散度时间垂直剖面演变发现，从降雪前到降雪发生期间，对流层低层一直有水汽辐合。从2月6日08时至7日02时，500hPa以下水汽通量散度为负值，表明在这段时间内，包头地区500hPa以下水汽有辐合，尤其在14时之后，在850hPa以下出现长时间较强的水汽辐合。7日02时至14时，500hPa附近有水汽辐散，这是由于该段时间内，冷空气已从高空逐渐入侵并控制包头地区，水汽饱和并向下扩散导致。该段时间内，700hPa以下则一直有水汽辐合，并且在7日08时前后925hPa以下出现最大值，中心值超过-0.6g·cm-2hPa-1s-1。这表明，在降雪发生期间，对流层低层仍一直有水汽的辐合。

分析6日08时至7日14时低层水汽通量散度分布，可以清楚的说明给这次降雪提供水汽来源的水汽通道分布。从6日08时，河套地区上游受槽前西南暖湿气流影响，在850hPa形成一条自西南而来的低层水汽通道。到20时，随着低槽缓慢东移，水汽通道随之向东北倾斜。长时间的水汽输送为降雪的发生提供了充分的水汽积累。在7日降雪期间，该水汽通道一直维持，为降雪的持续源源不断的提供水汽输送。在925hPa上（图略），同样有明显的水汽通道，对流层低层水汽通道的建立和维持与包头地区降雪的发生和持续有较好的对应关系。

通过以上分析可以看出，在降雪发生前和降雪过程中，包头地区对流层中低层一直有水汽的积累，水汽来源是对流层中下层西南向的水汽通道。源源不断的水汽输送，为降雪的发生和持续提供了良好的水汽条件。

4结论与讨论

本文利用高空地面天气图资料和NCEP再分析资料等对包头机场2017年2月7日的一次降雪过程进行了环流形势和物理量场诊断分析。分析得出如下结论。

（1）此次降雪天气过程主要是受500hPa短波槽、850hPa切变线和地面倒槽共同影响。

（2）降雪期间，高层辐散与低层辐合的位置和强弱变化均能较好的对应，这种高低空配置导致强烈的上升运动，是降雪的发生和维持的动力机制。

（3）低空充沛的水汽输送，为降雪的发生和持续提供了良好的水汽条件。

参考文献：

[1]王海霞，彭维耿，潘江勇.2009年11月10日银川河东机场暴雪天气过程成因分析[J]．安徽农业科学，2010，21：11242-11245．

[2]高博，李宝乐.哈尔滨太平国际机场一次特大暴雪环流形势及物理量场诊断分析[J]．空中交通管理，2011，1：62-64．