印度双低涡对青藏高原西部一次典型暴雪过程的影响

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2023)-03-0463

干旱气象 ›› 2023, Vol. 41 ›› Issue (3): 463-473.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2023)-03-0463

印度双低涡对青藏高原西部一次典型暴雪过程的影响

张入财¹(), 王君²(), 陈超辉³, 付伟基⁴, 魏璐璐⁵

1.中国人民解放军31308部队，四川成都 610031
2.河南省气象学会，河南省气象科学研究所，河南郑州 450003
3.国防科技大学气象海洋学院，湖南长沙 410073
4.中国人民解放军96606部队，河南洛阳 471000
5.河南省三门峡市气象局，河南三门峡 472000

收稿日期:2022-06-20 修回日期:2022-08-03 出版日期:2023-06-30 发布日期:2023-07-02
通讯作者: 王君
作者简介:张入财（1983—）,男，重庆长寿人，高级工程师，硕士，主要从事高原灾害性天气预报技术研究。E-mail: zhangrc1021@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(42275169)

Influence of Indian double vortexes on a typical snowstorm event in the west of Qinghai-Tibet Plateau

ZHANG Rucai¹(), WANG Jun²(), CHEN Chaohui³, FU Weiji⁴, WEI Lulu⁵

1. No. 31308 of PLA， Chengdu 610031， China
2. Henan Provincial Meteorological Society， Henan Institute of Meteorological Sciences， Zhengzhou 450003， China
3. College of Meteorology and Oceanography， National University of Defense Technology， Changsha 410073， China
4. No. 96606 of PLA， Luoyang 471000， Henan， China
5. Sanmenxia Meteorological Office of Henan Province， Sanmenxia 472000， Henan， China

Received:2022-06-20 Revised:2022-08-03 Online:2023-06-30 Published:2023-07-02
Contact: WANG Jun

摘要/Abstract

摘要：

利用地面气象观测数据、欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料和FY-4A卫星云顶亮温数据，对2021年10月18—19日青藏高原西部暴雪过程进行综合分析，研究印度北部低涡对强降雪天气的贡献。结果表明：本次强降雪过程在南支槽东移和印度低涡异常活跃的背景下产生，南支槽前高空急流和印度北部东西向两个低涡为高原西部强降雪提供了有利的环流背景;降雪期间，印度北部至喜马拉雅山脉以南地区东南风低空急流大爆发，建立了一条由孟加拉湾向西输送的水汽通道，使得孟加拉湾水汽能够向西输送;生成于印度西北地区的对流层低涡系统一方面阻挡水汽继续向西输送，有利于孟加拉湾的水汽在低涡东部聚集，另一方面增强低涡东部偏南气流与高原大地形之间的强迫作用，使得大量水汽能够源源不断地从对流层低层沿高原南坡陡峭地形向上爬升至高原，为强降雪天气提供充足水汽条件;高空位涡侵入是印度西北地区的低涡系统生成发展的重要原因。总的来看，印度北部的低涡系统在此次高原西部降雪天气中起了重要作用，在高原地区降雪预报业务中，有必要加强对低纬度地区对流层低层低涡系统的跟踪监测。

关键词: 暴雪, 南支槽, 双低涡, 位涡, 高低空急流

Abstract:

Based on the conventional meteorological observations, the ERA5 (0.25°×0.25°) reanalysis data and FY-4A satellite cloud top brightness temperature data, the snow storm in the western Tibet from October 18 to 19, 2021 was analyzed, and the contribution of the low vortexes in northern India to the heavy snowfall was further studied. The results show that the heavy snowfall occurred under the background of the South Branch trough moving eastward and the abnormal activity of the Indian vortex, the high-level jet in front of the South Branch trough and the east-west double vortexes in northern India provided favorable circulation background for the strong snowfall in the west of the plateau. During this snowfall process, from northern India to the south of the Himalayas, the southeast low-level jet burst, establishing a water vapor transport channel from the bay of Bengal to the west, so that the water vapor in the bay of Bengal can be transported to the west. The low vortex system that generated in northwest India, on the one hand, made the water vapor from the bay of Bengal gather in the east of the low vortex and blocked its continuous transport westward. On the other hand, it enhanced the forcing effect between the southerly wind in the east of the low vortex and the plateau topography, so a large amount of water vapor can be continuously transported from the lower troposphere along the steep terrain on the southern slope of the plateau to the plateau, which provided sufficient water for the strong snowfall. The invasion of high-level potential vorticity is the main reason for the formation and development of the low vortex system in northwest India. In general, the low-level vortex system in the lower troposphere in northern India played a key role in the heavy snowfall process. In snow forecast in the plateau areas, it is necessary to strengthen tracking and monitoring of low vortex system in the lower troposphere in the low latitude.

Key words: snow storm, the South Branch trough, double vortexes, potential vorticity, high and low level jets

中图分类号:

P458.3

张入财, 王君, 陈超辉, 付伟基, 魏璐璐. 印度双低涡对青藏高原西部一次典型暴雪过程的影响[J]. 干旱气象, 2023, 41(3): 463-473.

ZHANG Rucai, WANG Jun, CHEN Chaohui, FU Weiji, WEI Lulu. Influence of Indian double vortexes on a typical snowstorm event in the west of Qinghai-Tibet Plateau[J]. Journal of Arid Meteorology, 2023, 41(3): 463-473.

图/表 8

图1 2021年10月17日降雪前（a）和21日降雪后（b）的FY-4A卫星可见光云图（色标为反照率），10月18日08：00至19日20：00过程累积降雪量（单位：mm）（c），18—19日普兰、日土、狮泉河、萨让站逐小时降雪量（d）（▲为狮泉河站所在位置。下同）

Fig.1 The FY-4A satellite visible cloud image （the shaded for albedo） before （a） and after （b） the snowfall occurrence on October 17 and 21， 2021， the accumulated snowfall （Unit： mm） from 08：00 on 18 to 20：00 on 19 October 2021 （c）， and hourly snowfall evolution at Pulan， Ritu， Shiquanhe and Sarang stations from 18 to 19 October 2021（d）（The ▲ refers to the Shiquanhe station. the same as below）

图2 2021年10月18日（a、c）和19日（b、d）08：00 200 hPa（a、b）和500 hPa（c、d）位势高度（黑色等值线，单位：dagpm）、温度（红色虚线，单位：℃）、风场（风矢与填色，单位：m·s-1）（棕色线为槽线）

Fig.2 Geopotential height （black contours， Unit： dagpm）， temperature （red dotted isolines， Unit： ℃） and wind field （wind vectors and the color shaded， Unit： m·s-1） on 200 hPa （a， b） and 500 hPa （c， d） at 08：00 on 18 （a， c） and 19 （b， d） October 2021 （The brown line is trough）

图3 2021年10月18日02：00（a）、08：00（b）、14：00（c）、20：00（d）与19日08：00（e）、20：00（f）850 hPa风场（箭头，单位：m·s-1）、风速（黑色等值线，单位：m·s-1）和比湿（填色，单位：g·kg-1）（C1、C2、C3为低涡中心位置;灰色阴影区为海拔大于1 500 m的高原区）

Fig.3 The 850 hPa wind field （arrows， Unit： m·s-1）， wind speed （black isolines， Unit： m·s-1） and specific humidity （the color shaded， Unit： g·kg-1） at 02：00 （a）， 08：00 （b）， 14：00 （c） and 20：00 （d） on 18， and at 08：00 （e）， 20：00 （f） on 19 October 2021 （The C1， C2 and C3 are low vortex center. Gray shadow refers to the plateau area with an altitude more than 1 500 meters）

图4 2021年10月18日02：00（a）、08：00（b）、14：00（c）、20：00（d）与19日08：00（e）、20：00（f）FY-4A卫星云顶亮温（单位：℃）（C1、C2、C3为低涡中心位置）

Fig.4 The FY-4A satellite cloud top brightness temperature （Unit： ℃） at 02：00 （a）， 08：00 （b）， 14：00 （c）， 20：00 （d） on 18 and 08：00 （e）， 20：00 （f） on 19 October 2021 （The C1， C2 and C3 are low vortex centers）

图5 2021年10月18日02：00（a）、08：00（b）、14：00（c）、20：00（d）900~700 hPa平均位涡（黑色等值线，单位：10-6 m2·K·s-1·kg-1）和800 hPa风场（风矢，单位：m·s-1）（灰色阴影区为海拔大于2 000 m的高原区）

Fig.5 The 900-700 hPa mean potential vorticity （black isolines， Unit： 10-6 m2·K·s-1·kg-1） and 800 hPa wind field （wind vectors， Unit： m·s-1） at 02：00 （a）， 08：00 （b）， 14：00 （c）， 20：00 （d） on 18 October 2021 （Gray shadow refers to the plateau area with an altitude more than 2 000 meters）

图6 2021年10月18日02：00（a、b）、18：00（c、d）位涡（黑色等值线，单位：10-6 m2·K·s-1·kg-1）和u、v水平风（风矢，单位：m·s-1）（a、c），相当位温（红色等值线，单位：K）和相对湿度（黑色等值线，单位：%）（b、d）沿28°N的纬向剖面（灰色阴影区为地形;红色箭头指示位涡传播方向，橙色箭头指示低涡位置）

Fig.6 The zonal profiles of potential vorticity （black isolines， Unit： 10-6 m2·K·s-1·kg-1） and u，v wind （wind vectors， Unit： m·s-1）（a， c）， equivalent potential temperature （red isolines， Unit： K） and relative humidity （black isolines， Unit： %）（b， d） along 28°N at 02：00 （a， b） and 18：00 （c， d） on 18 October 2021 （The gray shaded is terrain， and the red arrow indicates the direction of potential vortex propagation， while the orange arrow indicates the position of the low vortex）

图7 2021年10月18日14：00过狮泉河站（80°E）的水汽通量（填色，单位：10-3g·hPa-1·cm-1·s-1）、v风速（黑色等值线，单位：m·s-1）与v、w合成风矢量（箭头，w×10;单位：m·s-1）（a），垂直速度（b，单位：10-1Pa·s-1）和散度（c，单位：10-5s-1）的经向垂直剖面（灰色阴影区为地形;▲为狮泉河站所在的纬度）

Fig.7 The meridional vertical profiles of water vapor flux （the color shaded， Unit： 10-3 g·hPa-1·cm-1·s-1）， v wind speed （black isolines， Unit： m·s-1） and v， w composed wind vector （arrows， w×10， Unit： m·s-1）（a）， vertical velocity （b， Unit： 10-1Pa·s-1） and divergence （c， Unit： 10-5s-1） passing Shiquanhe station （80°E） at 14：00 on 18 October 2021 （The shaded is terrain， and the ▲refers to the latitude of Shiquanhe station）

图8 2021年10月18日14：00过狮泉河站（32.5°N）的u、v水平风（风矢）和v风速（黑色等值线）（a，单位：m · s-1），垂直速度（b，单位：10-1 Pa·s-1）与散度（c，单位：10-5s-1）的纬向垂直剖面（▲为狮泉河站所在的经度）

Fig.8 The latitudinal vertical profiles of u， v wind （wind vectors） and v wind speed （black isolines）（a， Unit： m·s-1）， vertical velocity （b， Unit： 10-1Pa·s-1） and divergence （c， Unit： 10-5s-1） passing Shiquanhe station （32.5°N） at 14：00 on 18 October 2021 （The▲refers to the longitude of Shiquanhe station）

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印度双低涡对青藏高原西部一次典型暴雪过程的影响

Influence of Indian double vortexes on a typical snowstorm event in the west of Qinghai-Tibet Plateau

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