姜珊

（三門峽市氣象局，河南 三門峽472000）

1 概述

暴雪過程是冬季較易出現(xiàn)的災(zāi)害性天氣，降雪或雨夾雪過程，以及隨后伴隨的道路積冰積雪均對交通運(yùn)輸和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，給公眾出行也帶來了極大不便。同時(shí)隨著各部門之間的聯(lián)動(dòng)聯(lián)防工作更加成熟的開展，對冬季暴雪預(yù)報(bào)和決策服務(wù)工作提出了更高的要求?；亓鞅┭┦且环N較為典型的暴雪天氣過程，前人對其成因和系統(tǒng)特征也進(jìn)行了卓有成效的研究[1-3]。2018 年1 月3-4 日河南省三門峽市出現(xiàn)了一次罕見的全區(qū)性強(qiáng)降雪天氣過程，通過分析此次暴雪過程環(huán)境場的高低空配置、回流性質(zhì)、物理量特征及高低空急流的作用，有助于充分認(rèn)識(shí)本地回流降雪的結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)一步提高回流暴雪天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。

2 暴雪實(shí)況和災(zāi)情概況

2018 年1 月3-4 日三門峽市出現(xiàn)少見的全區(qū)性強(qiáng)降雪天氣，全市普降大到暴雪，靈寶市和盧氏縣出現(xiàn)大暴雪，過程降雪概況：市區(qū)5.8 毫米，最大雪深6 厘米；靈寶26.7 毫米，最大雪深30 厘米；澠池9.3 毫米，最大雪深10 厘米；盧氏19.9 毫米，最大雪深20 厘米。此次強(qiáng)降雪天氣過程降雪量大，積雪量厚，靈寶站降雪量和雪深均突破1 月歷史極值（歷史極值為降雪量25.1毫米，雪深26 厘米）。（如表1）。

表1 過程降雪量及最大雪深

此次強(qiáng)降雪天氣過程主要造成靈寶市經(jīng)濟(jì)損失9.6 萬元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，陽平鎮(zhèn)3 個(gè)村莊的香菇種植棚共400 平方因雪倒塌，經(jīng)濟(jì)損失2 萬元。焦村鎮(zhèn)香菇種植棚694 平方米、豬舍50 平方米因雪倒塌，受災(zāi)人口9 人，經(jīng)濟(jì)損失7 萬元。五畝鄉(xiāng)臺(tái)頭村一豬舍倒塌，壓死生豬5 頭，經(jīng)濟(jì)損失6000 元。豫靈鎮(zhèn)一收糧食點(diǎn)彩鋼棚（800 平方）因雪壓垮。蘇村鄉(xiāng)梨子溝村蔬菜大棚一個(gè)（400平方）因雪損壞。川口鄉(xiāng)莊里村一個(gè)草莓大棚因雪損壞（200 平方）。

3 高空天氣形勢分析

2 日08 時(shí)500hPa 圖上（圖1），亞歐大陸大的環(huán)境背景場為明顯的兩槽一脊型。西部的低壓中心位于新疆北部與哈薩克斯坦交界地區(qū)，從中延伸出的低槽影響新疆省大部分地區(qū)，至青藏高原斷裂形成明顯南支槽。東部的強(qiáng)低壓中心位于日本海上，兩個(gè)中高緯低壓系統(tǒng)中間在貝加爾湖南側(cè)蒙古國境內(nèi)形成明顯高壓脊。

在過程開始前，中國中西部地區(qū)基本都位于西部低壓中心帶來的寬廣低槽內(nèi)部或低槽前沿，隨時(shí)間推移，西部低壓中心不斷分裂出短波槽東移，最終與不斷東移北上的南支槽合并加強(qiáng)，至3 日20 時(shí)我市已經(jīng)位于明顯的槽前西南氣流中。此后低槽東移過境，在4 日20 時(shí)低槽已經(jīng)移出我市，三門峽市基本轉(zhuǎn)受槽后西北氣流控制，降雪過程逐漸停止。500 hPa 的兩槽一脊形勢配置給此次強(qiáng)降雪過程提供了良好的環(huán)境背景場。

中低層700hPa 和850hPa 上，隨時(shí)間推移西南急流和東風(fēng)急流加強(qiáng)明顯，700hPa 上槽后冷空氣與南支槽前西南氣流交匯于三門峽地區(qū)，冷暖交替增強(qiáng)了層結(jié)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，有利于降雪天氣過程的產(chǎn)生[4]。

圖1 2018 年1 月2-4 日時(shí)500-850hPa 高空形勢配置

4 地面天氣形勢分析

2 日08 時(shí)地面圖上（圖2），三門峽市位于東路冷高壓前沿。在14 時(shí)開始已經(jīng)有冷空氣逐漸滲透南下，影響河南省北部地區(qū)。

到3 日08 時(shí)，東路冷空氣已經(jīng)迅速南下控制河南省大部分地區(qū)，三門峽市轉(zhuǎn)受冷高壓控制，氣壓梯度明顯增大。此后華北地區(qū)不斷有冷空氣經(jīng)由河北山西地區(qū)入侵南下我市，為強(qiáng)降雪的產(chǎn)生帶來了持續(xù)的有利條件。

東路冷空氣是冬季出現(xiàn)明顯回流暴雪過程的一個(gè)重要指示因子[3]，此次降雪過程的東路冷空氣強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長，源源不斷的冷空氣輸送為三門峽市降雪的出現(xiàn)帶來了有利條件，此外冷空氣的引導(dǎo)南下也促進(jìn)了地面“冷墊”的形成，對激發(fā)低層的不穩(wěn)定能量有明顯促進(jìn)作用。

圖2 2018 年1 日2-3 日08、14、20、08 時(shí)地面圖

5 物理量場分析

5.1 動(dòng)力條件

從靈寶站（110.8°E,34.5°N）沿著經(jīng)線做散度剖面（110°E-120°E），對此次暴雪過程的上升運(yùn)動(dòng)條件進(jìn)行分析。從散度剖面場上看，從2 日08 時(shí)（圖3）三門峽地區(qū)低層就出現(xiàn)了一定的弱輻合形勢，輻合中心出現(xiàn)在靈寶附近。到3 日降雪過程開始，近地面層又逐漸轉(zhuǎn)為輻散場為主。

這應(yīng)該是由于此次明顯雨雪過程降水期間的拖曳作用導(dǎo)致低層逐漸轉(zhuǎn)為輻散態(tài)勢，由于靈寶、盧氏地區(qū)降雪量大，因此輻散中心也出現(xiàn)在此地。

與之對應(yīng)500 至850hPa 轉(zhuǎn)為深厚強(qiáng)輻合層，高層轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛?。這種層結(jié)形勢有明顯的高空輻散中低層輻合趨勢，有利于近地面水汽的垂直輸送和降雪過程的長時(shí)間維持。4 日低層輻散和中高層輻合態(tài)勢一直維持，導(dǎo)致此次降雪過程同時(shí)持續(xù)不斷。

圖3 2018 年1 日2-4 日散度剖面圖

5.2 熱力條件

從靈寶站（110.8°E,34.5°N）沿著緯圈變化制作假相當(dāng)位溫剖面（31°N-38°N）分析三門峽地區(qū)降雪量最大地區(qū)的能量條件演變情況。在此次降雪過程開始前，以2 日20 時(shí)為例（圖4a），假相當(dāng)位溫垂直分布呈現(xiàn)南高北低的趨勢，南部地區(qū)假相當(dāng)位溫線更為密集，說明該地區(qū)的不穩(wěn)定能量相對較大，容易因局地?cái)_動(dòng)出現(xiàn)抬升運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致不穩(wěn)定層結(jié)出現(xiàn)，最終導(dǎo)致降水天氣產(chǎn)生。850hPa 以下三門峽地區(qū)有明顯的低值中心存在，即低層以冷空氣控制為主, 高層暖濕空氣強(qiáng)度較強(qiáng), 疊加在近地面層的冷層之上，也就是前人所稱的經(jīng)典“冷墊”和“暖蓋”配合結(jié)構(gòu)[4]。結(jié)合水汽輸送條件，低空急流向北輸送強(qiáng)暖濕空氣與底層冷空氣相遇, 對后續(xù)冷暖交匯能量激發(fā)產(chǎn)生強(qiáng)降雪有顯著的積極作用。隨時(shí)間推移，至3 日20 時(shí)（圖4b）假相當(dāng)位溫線密集區(qū)域逐漸北抬至靈寶地區(qū)附近，該地不穩(wěn)定度迅速上升，與強(qiáng)降雪開始時(shí)段互相印證。

圖4 2018 年1 月2-3 日假相當(dāng)位溫剖面圖

（a 為1 月2 日20 時(shí)，b 為1 月3 日20 時(shí)）

5.3 水汽條件

從700hPa 來看，2 日08 時(shí)開始西南風(fēng)逐漸加強(qiáng)，攜帶水汽北上（圖5a）。強(qiáng)勁的西南急流為降雪的產(chǎn)生提供了較好的水汽供應(yīng)條件,隨后至4 日我市已經(jīng)位于明顯濕區(qū)中，風(fēng)速輻合加強(qiáng)的態(tài)勢也非常明顯。3 日20 時(shí)至4 日14 時(shí)（圖5b）我市靈寶市和盧氏縣長時(shí)間處于西南急流出口區(qū)北側(cè)，有顯著正渦度存在，水汽在本地大量累積，為當(dāng)?shù)亻L時(shí)間降雪提供了源源不斷的水汽供應(yīng)。在4 日20 時(shí)（圖5c）以后急流攜帶水汽東移，大濕區(qū)逐漸離開我市，濕度條件轉(zhuǎn)差，此次降雪過程也逐漸結(jié)束。

從850hPa 上來看，隨時(shí)間推移，東風(fēng)急流逐漸加強(qiáng)西伸影響我市。2 日20 時(shí)（圖5d）我市僅有局地水汽的累積，至3 日14時(shí)（圖5e）我市已經(jīng)位于強(qiáng)勁的東風(fēng)急流中，水汽輸送條件迅速轉(zhuǎn)好。3 日夜至4 日（圖5f）本地相對濕度達(dá)到最大，三門峽地區(qū)700-850hPa 均為明顯水汽輸送層，濕層深厚，這是強(qiáng)降雪過程持續(xù)的必要條件[5]。

圖5 2018 年1 月2-4 日700 至850hPa 相對濕度和風(fēng)場演變

（a 為2 日20 時(shí)700hPa 相對濕度和風(fēng)場分布；b 為3 日20時(shí)700hPa 相對濕度和風(fēng)場分布；c 為4 日20 時(shí)700hPa 相對濕度和風(fēng)場分布；d 為2 日20 時(shí)850hPa 相對濕度和風(fēng)場分布；e為3 日14 時(shí)850hPa 相對濕度和風(fēng)場分布；f 為4 日14 時(shí)850hPa 相對濕度和風(fēng)場分布）

6 結(jié)論與討論

6.1 三門峽市此次暴雪的天氣形勢為500hPa 高空為兩槽一脊型，南支槽與亞歐大槽分裂出北支槽合并東移，低層有明顯西南急流和東風(fēng)急流的匯合，地面蒙古冷高壓東移至東北地區(qū)從東路南下，形成明顯“冷墊”結(jié)構(gòu)，地面場為明顯東高西低形勢，符合典型回流暴雪特征。

6.2 暴雪過程產(chǎn)生時(shí)中高低空急流有非常重要的作用。冷空氣自850hPa 以下隨強(qiáng)勁的東北風(fēng)回流至河南省，暖濕氣流在700hPa 和850hPa 隨西南急流以及東風(fēng)急流輸送至三門峽市西部和南部，疊加在“冷墊”上。低空急流前部暖濕氣流輻合抬升，高空200hPa 急流右后側(cè)的輻散抽吸作用使上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)。

6.3 回流暴雪過程的水汽輸送主要來自700hPa 強(qiáng)勁的西南氣流，水汽源地為孟加拉灣，充足的暖濕氣流疊加在近地面層干冷的空氣上，為回流暴雪天氣產(chǎn)生提供了良好的水汽條件和不穩(wěn)定觸發(fā)條件。

6.4 假相當(dāng)位溫密集區(qū)由南向北伸展，暖濕氣流疊加在干冷氣流上，為經(jīng)典“冷墊”和“暖蓋”配合結(jié)構(gòu)。

6.5 此次回流暴雪過程是三門峽地區(qū)一次典型暴雪過程，環(huán)流形勢場、風(fēng)場、物理量場配合較好，其反映出的特征也具有明顯代表性，對后續(xù)暴雪過程尤其是回流暴雪預(yù)報(bào)有一定的啟發(fā)作用。