金杯
管理员-厄尔尼诺
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[事件回顾]北京11·4温带气旋强雨雪过程简要回顾和相关对比分析

楼主#
更多 发布于:2012-11-06 18:19
本人只是初学,且此文为“快餐”,内容肯定有很多错误,请多多指正
 
 
提要:回顾北京强雨雪过程,并通过和石家庄09-11特大暴雪和北京10-1深冬暴雪的形势对比,设想如此强度的过程移植到1月的可能。
 
一、实况概述
 
 
2012年11月3-4日,受温带气旋AS35(台风论坛编号)影响,北京全市平均降水量64毫米,最大99.6毫米,打破11月降水纪录。平原西部出现暴雪,海淀积雪过5厘米,门头沟近10厘米,西北部地区出现特大暴风雪,延庆站积雪深度47.8厘米,创北京各气象站纪录,延庆刘斌堡积雪深度80厘米,创北京各乡镇纪录。雨雪过程中,还出现了明显的雷电天气,偏北风4-5级阵风7级,综合评价为一次强雨雪、雷电、大风降温过程。
 

图片:降水量.jpg


图片:温带气旋.jpg


 

图片:妙峰山雪景.jpg


 
二、过程回顾
 
(1)降水展开
从500Hpa上看,11月3-4日在华北上空的深厚的切断低涡为本次过程的主要影响系统,这是在大尺度倒欧米伽环流形势下,由南下的泰梅尔副极涡—贝湖槽—华北冷涡依次经向传导形成的。11月3日上午,切断低涡尚未形成,位势场上为一个短波深槽,槽后引导的冷高压在1040Hpa以上,甘肃北部一带为一1009Hpa的暖性低压,是为AS35温带气旋的雏形,两者之间气压梯度极大,依次给新疆、甘肃一带带来山口阵风达12级的冷空气大风和沙尘暴天气。随着冷空气逐渐侵入热低压,锋生气旋也就诞生。此气旋在随着槽线东移的过程中,带有热低压性质的部分逐渐减弱(可以设想类似于TC接上西风的前期),因此气压回升,在内蒙一带的风力也有所减弱。此后随着锋生的加强,以及高空切断低涡的形成输送优良的辐散和涡度,气旋开始发展,午后北京的降水也拉开序幕。

图片:梯度.jpg


 
 

图片:500.gif


 
 
随着气旋的进一步东移,其东侧环流开始接上来自海洋的水汽,降水强度随之开始增强,直至最终东南急流建立(达到急流强度)。此外,午前河南、湖北一带的强降水提示华中出现了西南急流,对气旋的水汽也有间接的帮助。由于气旋上空是深厚的冷涡,因此水汽通道也甚为深厚,降水强度很大,最大每小时达到10毫米。
 

图片:20121103vt85.gif


 
 
(2)转雪
在此前的各机构、数值预报中,普遍不看好北京出现明显降雪,主要原因是北京处在气旋的东侧暖区,850Hpa温度不足。然而此气旋内部冷锋的移速明显快于预期——这可能和地形有关,18点起北京AQI小时监测由IV级污染瞬转为优,同时风力加大,地面温度开始每小时1度下降,提示冷锋已过境。20点探空850Hpa已降到0度,地面天气图上冷锋已呈深度弧形弯曲,并开始锢囚——但仅仅是开始,暖锋还能坚持很久。这使北京在仍接上东侧水汽通道的同时有了温度条件。除西北部延庆17点起就开始纯雪,最终为特大暴雪过程外,平原昌平、海淀、市区也在22-1点陆续转雪,最终形成一次暴雪过程。而在与此同时,东侧暖区则一直维持,顺义、平谷、怀柔、密云四区县温度居高不下,平谷甚至一路逆升到9度,并维持东南风,这种“牺牲小我顾大家”的精神保证了北京全域的水汽供应,这一阶段北京靠近气旋中心,冷暖交锋激烈,加上地形抬升,开始不时出现炸雷、闪电天气,风雪交加。从雷达图上来看,雨、雪波分界明显,堪称奇观。
 

图片:AQI.png


图片:JMA天气图.png


图片:雪线.jpg


 
 
 
(3)再度转雨和过程结束
在高空冷涡和地面气旋东侧高压脊的****下,气旋中心停滞少动,仅以不到10公里每小时的速度大体向东南移动,这使得有利降水形势得以持续。随着气旋中心逐渐南落,北京重新回到北侧暖湿气流的影响范围内,4-5点后市区气温回升,陆续转雨或雨夹雪(地面和低空有一定偏差,风向仍为西北)。一直到4日傍晚,随着气旋主体东移,降水逐渐停止,北京开始进入气旋后部梯度大风区,又维持了一夜偏北大风后过程结束。
 
三、对比分析
 
(1)09-11石家庄特大暴雪过程
 
此次过程最大3d降水量93.5毫米,最大积雪深度55厘米,华北大面积超过30厘米。主要成因是,远东地区为一冷涡或深槽,引导东北地面冷空气南下后受长白山地形影响形成回流,低空西南地区为一地形低涡,其携带的充沛水汽可能在高空西风南北支同向叠加的引导下和东风回流相遇在太行山山前一带,并维持形势,最终形成特大暴雪。
 

图片:MICAPS天气图.gif


 
 
(2)10-1北京深冬暴雪过程
 
此次过程局部最大降水量27.3毫米,气象站最大积雪深度38厘米,北京市普遍降水为10-15毫米,积雪20-30厘米,积雪效率高达1:20-30。主要成因的一方面和石家庄暴雪过程相似,为东路冷空气回流,而高空基本形势为普通纬向环流,前期在河套地区的热低压为短波小槽的冷空气侵入形成黄河气旋,气旋暖区被回流冷空气垫抬升,或形成华北锢囚锋,此时低空也有大范围的偏南风,于是在北京山前形成暴雪。
 

图片:MICAPS01.gif


 
 
(3)三次过程的对比
 
北京和石家庄都属于山前地形,因此在有利条件下对降水强度有明显加成。09-11和10-1暴雪都有东路冷空气回流的存在,这一回流形势保证了降雪时极低的温度,石家庄地面在零下1度左右,而北京10-1在零下8度左右,而反观本次北京11.4气旋雪过程则并无东北冷空气回流,因此温度吃紧,时而转雨,能下雪已属幸运。而北京11.4过程的优势在于深厚的切断低涡和东南急流,因此降水强度很大,这是温度-降水条件的辩证关系。石家庄暴雪因为有南支形势参与,可以认为是一次“南方型”降水,水汽充沛也是理所当然。而北京的两次降雪都是在河套附近的热低压为冷空气侵入形成气旋,为主要依靠中高纬形势的“北方型”降水,对低纬环流的依赖较小。
 
(4)对于能否在1月出现类似形势的较强降雪过程的初步探讨
 
1月,整体水汽条件将大大减弱,特别是西南孟加拉湾的水汽很难供应上来,因此指望石家庄式南方型降水的难度很大。10-1为已经发生的一次强降雪过程,本次11.4过程与之相比的优、劣势上面已述。如果把本次过程的形势移动到1月,环流方面理论上可以做到没有问题,但河套热低压这一关键点能配合深切断低涡的重现率并不高,且在深低涡出现的同时,则必然不会再有东北冷空气回流,二者只能取一。温度条件由于季节因素会更好,足以下纯雪,但必然不如10-1暴雪,积雪效率可能有所损失。水汽方面,无论是黄海、渤海的海温、水汽容量还是本底水汽、大范围水汽输送都会有明显的减少,但减少的程度需要进一步的考量,如能支持一次30mm的降雪,配合1:13以上的积雪效率,则可以期待一场超过40厘米积雪的大暴雪过程。
 
附:北京11·4降水过程分时次、站点、形式(估计)全记录,深青色为雨或雨夹雪,浅蓝色为基本纯雪,灰色为零下降雪

图片:雪.jpg


 
 
 南郊观象台每小时要素(蓝色笑容记录)

图片:113.jpg


 
 

图片:114.jpg

[金杯于2016-10-18 07:48编辑了帖子]
1条评分, 金钱 +5
  • 阿克顿
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    优秀帖
    2016-10-18 11:02
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  外东北——严寒,多雪,还有最赞的海洋性季风气候                                        海淀公园2009-2010冬:总降雪80mm,落雪80cm,积雪45天,雪深30cm(1/3,雪中-6~-9℃+东风3-4级),低温-20.2℃(1/6)      卡罗琳—菲律宾海—奄美—东海—宫古—冲绳—东海—济州—黑山岛—黄海—石岛—蓬莱—渤海—天津—燕京—下花园—闪电河        ※台风岛※ http://bbs.typhoon.gov.cn/read.php?tid=66876                                       (燕京三绝:空气质量极端性 温带雨季集中度 过境台风日龄~ 2015/6/11草原蓝视程180KM+ 2013/3/20晴雪满枝 2016/5/23双彩虹)
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台风
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发布于:2012-11-06 18:55
分析的嚎,顶一个
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青山朝阳
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发布于:2012-11-06 20:05
极好的文章!
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ghoky
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发布于:2012-11-06 20:40
  在北冰洋消融,全球变暖的大背景下,今后年份此种现象不排除还会有出现的可能~
欢迎互粉http://weibo.com/linden0428 欢迎关注江西气象爱好者微博http://weibo.com/jxqxr 欢迎加QQ群【江西气象弟】425747863 欢迎加QQ群【江西气象爱好者】92761126
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zzgb01
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发布于:2012-11-06 20:41
鼓掌,这样的文章多多益善,如果下一波也能精彩,希望金杯同学再接再厉
石头虽然坚硬,可蛋才是生命!
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sunny13
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发布于:2012-11-06 22:02
好帖子,顶一个。
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bjrainmain
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发布于:2012-11-06 22:13
可以作为气象论文了,赞一个
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杰拉华007
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发布于:2012-11-07 11:33
Re:北京11
楼主谦虚了
404 Not Found ——
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臭豆腐518
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发布于:2012-11-07 12:59
好!对2009年11月暴雪印象很深,晋中降水量37mm,积雪深度40cm(积雪深度是我自己测的),积雪时间4个月
2015年榆次实现了入盛夏(7月26日,不过正好5天),而且8月1-3号降水超8月平均,目前109.6mm。可是萎靡的太原气象站。。。 本人每年入春入夏时期才会上线……另外这id是我老早以前乱打的。。。。。。。
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听雨清风
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发布于:2012-11-08 00:51
写的很详尽,数据和分析很到位
PS我只是来看杯子的
后宫之中,岂有你的位置
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游客

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