大雪课件(新预报员培训)

内蒙古大雪天气分析预报

科技与预报处孙永刚2011年11月29日主要内容（分析研究预报思路的建立）大雪的基本概念内蒙古大雪的发生规律内蒙古大雪的天气形势（天气学分型）内蒙古大雪的主要影响系统内蒙古大雪成因分析（预报着眼点和预报思路的建立）内蒙古大雪的云图特征内蒙古大雪预报指标一、大雪的基本概念大雪、暴雪：在我国除个别地区外，5mm≤日降雪量＜10mm的称为大雪；日降雪量≥10mm的为暴雪。大雪天气过程：临近12个观测站以上或两个盟市以上地区成片出现大雪天气，记为一个大雪天气过程。雨夹雪：半融化的雪（湿雪）或雨和雪同时下降。多发生在近地面气温略高于0℃时。白灾：草原被深度超过15cm的积雪覆盖，使放牧无法进行的一种灾害。如果积雪疏松，马、羊尚有可能扒开雪层而吃到牧草；如果积雪由于乍暖后又降温，雪表面结成冰壳，则牧畜不仅吃不到草而且易受冰壳刮伤。大雪、暴雪过后，广阔的牧场被大雪覆盖，它的影响首先是增加了家畜采食时行走的困难，并减少了家畜的可采食量；其次，雪面的高反照率又使下垫面接受的太阳辐射大大减少，而且融雪又需要大量的热量，因而积雪将使天气更加寒冷，这无疑会增加家畜的体能消耗，时间稍长，家畜储备的越冬体能消耗殆尽，便在饥寒交迫中大量死亡，于是白灾形成。座冬雪：入冬后的第一场较大降雪。这场雪后气温骤降，积雪长期不化，当地群众称之为雪“坐住”了。座冬雪形成后，随着一场场阵雪使积雪加厚，终于埋住牧草，使牧群无法放牧，形成灾害，即白灾。内蒙古产生“座冬雪”的条件是：积雪深度≥7cm，气温稳定≤-7℃，这时在有雪覆盖的情况下，地面最高气温就可保持在0℃以下，积雪难以很快融化。虽然在0℃以下积雪也能升华成水汽，使积雪量有所减少，但升华的量毕竟有限，且随着温度降低，升华量还会降低。观测还表明，如果某一次降雪的积雪深度≥7cm，则降雪量通常已达到大（暴）雪的量级，所以在日平均气温稳定≤-7℃之后，一场大（暴）雪即可形成“座冬雪”。二、内蒙古大雪的发生规律大雪的地域分布大雪的年际变化大雪的月际变化大雪的成灾特征大雪的地域分布

全区日降雪量（含雨夹雪）极值分布图（1971～2008年）全区日降雪量（纯雪）极值分布图（1971～2008年）从全区日降雪量（含雨夹雪）极值分布来看（图1a），降雪量极值具有东强西弱、南强北弱的特点。我区最强中心在赤峰市南部、乌兰察布市南部，超过了50mm，喀喇沁旗（54313）达到72.3mm。在呼伦贝尔盟、兴安盟存在超过了40mm的次中心，内蒙古西部的鄂尔多斯市、阿拉善盟为小值区，不到20mm，尤其是阿拉善盟部分地区不到10mm，额济纳（52267）为6.1mm。全区降雪量（纯雪）极值分布较为类似，雪量小了约一半（图1b），最强中心在赤峰市南部、呼伦贝尔盟东北部，超过了25mm，岗子（54214）达到38.2mm。内蒙古西部的阿拉善盟为小值区，不到5mm，额济纳（52267）、阿右旗（52576）为4mm。年平均降雪量分布图（1971～2008年，单位：mm）年平均降雪量（纯雪）分布图（1971～2008年，单位：mm）

年平均降雪量（雨夹雪）分布图（1971～2008年，单位：mm）从全区年平均降雪量（含雨夹雪）分布来看，降雪量分布具有东强西弱、山区强平原弱的特点。内蒙古自治区最强中心在呼伦贝尔盟、兴安盟的大、小兴安岭地区为大值区，超过了50mm，乌兰察布市南部、锡林郭勒盟南部的阴山山脉，存在超过了40mm的次中心，内蒙古西部的阿拉善盟为小值区，不到10mm。全区年平均降雪量（纯雪）分布和全区年平均降雪量（雨夹雪）分布情况较为类似，大、小兴安岭和阴山山脉为大值区，内蒙古西部的阿拉善盟为小值区。

年平均大雪日数（含雨夹雪）分布图（1971～2008年，单位：日）

年平均大雪日数（雨夹雪）分布图（1971～2008年，单位：日）从全区年平均大雪日数（含雨夹雪）分布来看，同样具有东多西少、山区多平原少的特点。内蒙古自治区大雪日数最多中心在呼伦贝尔盟、兴安盟的大、小兴安岭地区，大值区超过了40日，乌兰察布市南部、锡林郭勒盟南部的阴山山脉，存在超过了30日的次中心，内蒙古西部的阿拉善盟为小值区，不到5日。全区年平均大雪日数（雨夹雪）分布较为类似，大、小兴安岭和阴山山脉为大值区，内蒙古西部的阿拉善盟为小值区。小结大雪过程在内蒙古东部的呼伦贝尔市、兴安盟北部、锡林郭勒盟中部、东部地区为最多。巴彦淖尔市、鄂尔多斯市、包头市、呼和浩特市、乌兰察布市、赤峰市、通辽市较多，阿拉善盟较少。从降雪过程来讲，影响西部的降水过程向东可扩展到赤峰市和通辽市，影响东部的降水过程向西可扩展到锡林郭勒盟。地形对降水的影响：研究表明地形对降水具有增幅作用，冬季降雪受地形的影响同样较为明显。大雪的年际变化从内蒙古大雪日（含雨夹雪）逐年全区发生站次变化来看（图4a），1971～2008年内蒙古大雪日数总体是略有下降的趋势，值得注意的是全区大雪日数年际变化较大，多的年份超过300个站次，少的年份不到100个站次。另外，从内蒙古大雪日（纯雪、雨夹雪）逐年全区发生站次变化（图4b，7.4c）可以看出，内蒙古大雪日数中，雨夹雪出现的日数多于纯雪，约相差一倍。说明内蒙古大雪过程中，雨夹雪比重较大，湿雪过程较多，雪量较大。大雪日（含雨夹雪）逐年全区发生站次变化

大雪日（纯雪）逐年全区发生站次变化大雪日（雨夹雪）逐年全区发生站次变化大雪的月际变化

内蒙古大雪（含雨夹雪）各月天气过程发生频率图内蒙古大雪（含雨夹雪）各月年平均发生站日图内蒙古大雪（纯雪）各月年平均发生站日图

内蒙古大雪（雨夹雪）年平均各月发生站日图按照内蒙古大雪过程发生时间统计，内蒙古大雪过程主要发生在3、4、10月份，发生频率都超过20%；5、11月份次之，分别为7%和12%；1、6、9、12月份发生很少。值得注意的是，正值隆冬季节的12月和1月发生的大雪过程很少，这与隆冬季节内蒙古受大陆冷高压控制，南方水汽很难到达有关。从大雪过程和大雪日数来分析都是同样的结论，内蒙古隆冬季节大雪发生较少。从内蒙古大雪（含雨夹雪）各月年平均发生站日图分析有同样的结论。在内蒙古春季和秋季的雨雪转换季节中，雪灾经常发生，降雪主要以湿雪或雨夹雪天气出现。从内蒙古纯雪和雨夹雪各月年平均发生站日图可以看出，纯雪主要出现在10月至翌年4月，发生日数较少。内蒙古主要雨雪转换季节为：春季从3月中旬至5月底；秋季从9月下旬至11月上旬。大雪（雨夹雪）出现最多的是4月和10月，年平均在30站日左右，较纯雪日多4倍。3月和11月雨夹雪发生日数与纯雪发生日数相当。三、内蒙古大雪的天气形势

（天气学分型）内蒙古大雪、暴雪天气过程较为复杂，从地域来看，内蒙古东西狭长，东、西部的影响系统有所不同；从冷空气活动来看，冷空气强度存在明显差异，有的过程中冷空气活跃，以冷平流为主，有的过程中冷空气较弱，南支暖湿气流更为活跃；从天气现象来看，有以降雪为主的天气过程，也有以风雪寒潮为主的天气过程。因此，内蒙古大雪、暴雪天气过程大气环流形势较为复杂。其环流型主要是根据产生大雪时，700hPa上的冷空气活动特征和影响系统来划分的。根据对1971～2008年38年中，共计98次大雪天气过程的普查，将内蒙古大雪、暴雪天气过程环流型划分为两类六型。弱冷空气类：槽涡型、切变型、北槽南涡型；强冷空气类：蒙古槽（涡）型、贝加尔湖槽（涡）型、西来斜压槽型。弱冷空气类高空形势图、地面图在98次大雪天气过程中有36次属于弱冷空气类，占37%。这种类型大多和南支暖湿系统相联系而出现，700hPa图上，蒙古国及内蒙古中西部地区多为南支槽涡或切变线，槽涡后没有较强的高压脊发展，锋区较弱。低值系统多由南向北移动，遇弱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。这种类型以降雪天气为主，降雪量较大。

槽涡型（18次，占18.4%）

1977年10月28日08时500hPa（a）、700hPa（b）、850hPa（c）切变型

2007年2月7日08时500hPa（a）、700hPa（b）、850hPa（c）高空形势图、地面图（d）北槽南涡型（9次，占9.2%）强冷空气类在98次大雪天气过程中有62次属于强冷空气类，占63%。这种类型大多和高空长波槽脊相联系而出现。700hPa图上，多为高空冷槽或横槽，槽后高压脊发展较强，槽前锋区较强。中高纬度的冷槽主体东移，槽前强锋区可造成降雪天气。地面多为冷锋，有时也有气旋相配合。这种类型由于冷空气主体东移，且锋区较强，因此在产生降雪的同时，有大风和降温天气出现，多为风雪寒潮天气过程。蒙古低槽（涡）型：（35次，占35.7%）

贝加尔湖低槽（涡）型：（15次，占15.3%）西来斜压槽型（12次，占12.2%）四、主要影响系统阻塞高压：是一种深厚的大尺度反气旋天气系统，阻高建立后，在高压中心南侧往往存在切断低压或低压槽，而且在它们的中下游，分别有西风急流的分支和汇合。对我国大气环流有影响的阻塞高压有三种：乌拉尔山阻高（简称乌阻40～6OºN、40～7OºE）、贝加尔湖阻高（简称贝阻50～60ºN、80～110ºE）、鄂霍茨克海阻高（简称鄂阻50～70ºN、120～150ºE）。高空急流：在对流层上层，一般长数千公里，宽数百公里，厚几公里，风速≥30m·s-1的区域称为高空急流区。可分为极锋急流、副热带急流和热带东风急流，影响内蒙古的多为极锋急流（300hPa以上），根据实践经验，300hPa高空急流与内蒙古暴雪天气的关系最为密切。低空急流：在对流层低层（600hPa以下），风速≥12m·s-1的区域称为低空急流区。由于内蒙古地处高原，拔海高度大多在1000m以上，根据实践经验，700hPa气流与内蒙古暴雪天气的关系最密切，所以把700hPa等压面图上，风速≥12m·s-1的偏南风（西南风、南风、东南风）区域称为低空急流区。河套气旋（倒槽）：河套气旋产生于38～43ºN、100～115ºE之间，有时虽然没有闭合等压线，但有倒槽及冷、暖锋配合。河套气旋是影响内蒙古冬季降水的最重要的影响系统之一，内蒙古大雪天气过程有50%以上有河套气旋活动。暖湿切变：生成或移入33～43ºN、100～115ºE地区，位于强盛的华北高压脊西部（或西北部）边缘，常与钩鼻子高压相伴，由偏南风（西南风，南风）与偏东风（东北风，东风，东南风）构成的风场切变线。蒙古气旋：蒙古气旋一般在蒙古人民共和国产生，大约在43～50ºN、90～120ºE之间，它是斜压性很强的极锋上的波动，一般有一条或一条以上的闭合等压线，是具有冷、暖锋的锋面气旋。它的生成和发展过程，可造成内蒙古大范围的风、雪（雨）天气，有时导致冷空气大规模南下，可造成强降温天气。因此说，冬半年蒙古气旋是造成本区寒潮风雪天气的重要天气系统之一。贝加尔湖气旋：生成于贝加尔湖一带，是北方气旋中路径最北的一类，是影响内蒙古东北部的呼伦贝尔市和兴安盟北部的重要天气系统之一。发展强烈时，能形成较强的大风寒潮或暴风雪天气。贝加尔湖气旋大多是从欧洲经乌拉尔山一带东移至贝加尔湖一带的低压系统发展而成。为了与南邻的蒙古气旋相区别，则以50ºN为界，5OºN以北称贝加尔湖气旋。蒙古冷高压：冬半年（10月～翌年5月）东亚中高纬度经常维持着一个高压带，而冷性高压（具有两条以上闭合等压线，高空配合有冷槽或锋区者）以蒙古地区为最多，习惯上称为蒙古冷高压。蒙古冷高压有冷空气堆积增强和减弱的变化，当蒙古冷高压加强并向南或东南方向移动时，往往带来一次寒潮天气。五、内蒙古大雪成因分析阻塞高压的作用阻塞高压是一种深厚的大尺度天气系统，阻高建立后其南侧往往存在切断低压或低压槽，而且在它们的中下游，分别有西风急流的分支和汇合。因而阻高可以改变相当大范围内的环流，它不仅以高压及其南侧的低压影响天气和气候，而且还通过西风急流的南北分支气流影响更为广大区域的天气和气候。对内蒙古乃至我国北方大气环流有影响的阻塞高压有乌拉尔山阻高、贝加尔湖阻高、鄂霍茨克海阻高。研究表明，乌山强阻高开始减弱是强冷空气开始活动的一个重要标志，欧亚阻高形势的建立和发展，对内蒙古冬季中高纬暴雪的形成也有非常重要的作用，在98例内蒙古大雪、暴雪过程中有74次都和阻塞高压作用有关（有的过程中出现2个阻高，只选择了1个重要的进行记录）。只有24次没有明显的阻高出现，可见阻塞高压对内蒙古大雪、暴雪过程有较好的指示意义。产生暴雪的高空急流种类大雪、暴雪高低空急流耦合类型

交叉类平行类内蒙古大雪、暴雪的水汽条件水汽通道内蒙古降雪的水汽输送主要是由较强的低空急流完成的，其主要层次在600～800hPa，对影响内蒙古西部、中东部和东北部地区大雪、暴雪过程中700hPa水汽通量进行统计，可以得出700hPa水汽通量分布图（图17）。可以清楚地看出，在内蒙古西半部出现降雪区的水汽通道是西南路径。水汽从四川盆地经秦岭至河套西部，源地是孟加拉湾和南海。在内蒙古东半部出现降雪区的水汽通道是偏南路径。水汽从长江中游经黄河中游至内蒙古东南部，源地是南海和东海。在内蒙古东北部出现降雪区的水汽通道是西南和东南路径。水汽从内蒙古中西部到内蒙古东北部，源地是黄河中上游、渤海。在1971～2008年共计38年的9