曹 蕾 ，喬馨慧

（1.哈爾濱市氣象臺，黑龍江 哈爾濱150028；2.黑龍江省氣象局，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 過程簡述

2020年2月下旬，哈爾濱市出現(xiàn)了兩次較大降雪天氣過程，分別發(fā)生在2月21-22日、2月28日-3月1日，兩次降雪過程均呈現(xiàn)持續(xù)時間長、降雪總量大、分布不均、相態(tài)變化復(fù)雜等特點，平均降雪量均達到了大雪或以上量級；降雪期間氣溫波動較大，凍融交替導(dǎo)致道路結(jié)冰，給城市道路清冰雪、交通運輸、市民出行及疫情防控等工作帶來一定影響。兩次降雪天氣過程的共同特點一是持續(xù)時間長，降雪量大，哈爾濱東南部為全市的降雪中心。二是天氣形勢類似，兩次過程均有南來暖濕空氣與西來冷空氣交匯影響，天氣系統(tǒng)相對穩(wěn)定。因此，在對該類天氣系統(tǒng)進行跟蹤預(yù)報過程及訂正后，基本可以做到提前3 d以上進行相對準(zhǔn)確的預(yù)報。

2 環(huán)流背景

2.1 2月21日-22日降雪過程

2月21日高空槽過境，500 hPa有西南來的強暖濕氣流和槽后弱冷平流交匯造成降雪天氣。大風(fēng)速軸出口位于哈爾濱南部地區(qū)，有良好的水汽輸送，呈輻散狀。850 hPa哈爾濱位于槽前，有暖脊影響哈爾濱。哈爾濱西南地區(qū)呈明顯的風(fēng)速輻合。配合地面低壓移入，21日上午冷鋒過境開始降雪。20時渦中心向東南方向移動，哈爾濱西部、北部縣市有兩條切變線，有利于降雪天氣維持。

22日08時低壓主體影響東部縣市，同時低壓北部有一股冷空氣從大興安嶺南下，配合地面弱西南暖濕氣流，在低壓后部形成小尺度渦旋，并對哈爾濱西北部縣市造成影響。地面西南氣流維持至22日午后，為降雪提供水汽條件并與低壓后部的偏北氣流不斷交匯，形成切變，形成了第二個降水時段。22日20時地面高壓逐漸影響黑龍江，轉(zhuǎn)為一致的偏北氣流，降雪過程結(jié)束。

2.2 2月28日-3月1日降雪過程

2月28日高空500 hPa呈兩槽兩脊，08時850 hPa有暖脊影響黑龍江南部地區(qū)，北部貝湖以東有冷中心，結(jié)合風(fēng)場來看，冷空氣輸送較弱，有冷暖平流交匯。850 hPa黑龍江南部有西南方向的大風(fēng)速帶，出口區(qū)位于哈爾濱西北部的巴彥縣附近，對應(yīng)地面降水中心位于哈爾濱西北部區(qū)縣。地面場實況顯示28日08時，有一個地面高壓中心位于哈爾濱東北部，地面低壓中心位于內(nèi)蒙古東北部地區(qū)，地面高壓的存在導(dǎo)致降水后期低壓移動方向轉(zhuǎn)向東南，系統(tǒng)移速減慢，降雨區(qū)域也隨之南移。降水分為兩個階段，前期受蒙古低壓前部的暖鋒影響開始降水，后期轉(zhuǎn)為暖鋒后的東北冷渦降水。

2.3 物理量場條件

2.3.1 水汽條件

對比兩次強降雪過程中比濕場，在925 hPa上比濕均為2 g/kg左右，在850 hPa上為1.5 g/kg左右。對于黑龍江冬季降水來說，水汽條件較為充沛。

2.3.2 T－lnP 圖

兩次強降雪開始時大氣底層均有逆溫，為偏東風(fēng)，底層有強的暖平流，維持時間超過12 h。但是2月28日08時降雪即將開始時，2 km以下水汽條件并不好，水汽較好的層次在2－6 km。這也是東北冬季一種典型的降雪水汽輸送形勢(圖1)。

圖1 2020年2月(a)21日08時、（b）28日08時TlnP

2.3.3 動力條件

兩次強降雪過程中散度場分布來看，2月21日過程中08時400 hPa以下均為輻合上升區(qū)，且各層差異不大。22日08時，當(dāng)?shù)孛娴蛪汉蟛砍霈F(xiàn)偏北風(fēng)與西南風(fēng)的新的切變后，在850 hPa以下出現(xiàn)了中心強度為－3.5*10－4/s的散度場，中心在黑吉邊界124°E，45°N，哈爾濱處于強輻合區(qū)的東側(cè)梯度大值區(qū)；2月28日08時的強降雪過程開始時在散度場看，700 hPa以下均為輻合區(qū)，最小散度出現(xiàn)在850 hPa為－2.5*10－4/s，水汽源明顯。

3 EC預(yù)報能力檢驗

3.1 21－23日降雪過程能力檢驗

3.1.1 500 hPa高度場預(yù)報能力檢驗

EC 預(yù)報場提前 156 h（14日 20時）、108 h（16日20時）、60 h（18 日 20 時）及 12 h（20 日 20 時）的預(yù)報場在中高緯地區(qū)均表現(xiàn)為一槽兩脊的形勢，起報時間越晚越接近實況。14日東部脊強，冷渦移速會減慢，因此預(yù)報的降雪開始時間晚，且持續(xù)時間長。隨著時間逐漸接近，高度場調(diào)整后東部脊變?nèi)酰?0日20時的預(yù)報場與實況趨于一致。

3.1.2 EC 850 hPa溫度預(yù)報能力檢驗

850 hPa 溫度場在降雪前 1、3、5、7 日的預(yù)報場比較穩(wěn)定，形勢分布上黑龍江南部的暖脊和蒙古的冷中心位置與實況場相比基本一致，但是強度有一定變化。以21日08時影響本地的暖脊為例，156 h（14日20時）和 12 h（20日20時）的溫度預(yù)報與實況基本接近，但 108 h（16日20時）和60 h（18日 20時）該暖脊的強度均略強于實況值，約為2℃左右。同時注意到貝湖東北部的冷渦，各時次的預(yù)報場位置基本接近，但強度均偏弱于實況。最接近的是16日20時起報的溫度場，高于實況4℃，其它各時次預(yù)報場高于實況的6－8℃。

3.1.3 EC 850 hPa風(fēng)場預(yù)報能力檢驗

提前156 h起報的850 hPa場可以看出，其對21日08時內(nèi)蒙古東北部的渦預(yù)報的位置與實況非常接近。且隨著時間的臨近，風(fēng)場強度調(diào)整，850 hPa的風(fēng)力減小，與實況接近。各時次預(yù)報場的急流（或大風(fēng)速軸）位置與實況接近，風(fēng)速出口均位于哈爾濱西北部地區(qū)。

3.1.4 EC地面風(fēng)場預(yù)報能力檢驗

21日08時，地面實況顯示哈爾濱地區(qū)受地面高壓控制，內(nèi)蒙古東北部有一個地面低壓東移，即將影響黑龍江。四個時次的預(yù)報場對地面低壓中心位置的預(yù)測與實況接近，中心強度隨預(yù)報時間的臨近逐漸減弱并接近實況，但對東部高壓的移速預(yù)測過快，高壓的存在可能造成地面低壓移速減慢，方向轉(zhuǎn)向東南向。

在此次降水過程中，造成預(yù)報偏差較大的是對小尺度系統(tǒng)的預(yù)測不夠準(zhǔn)確。22日14時地面低壓后部出現(xiàn)新生切變，地面風(fēng)場的預(yù)報穩(wěn)定性差，實況顯示，受強暖氣流北上，造成南下的弱冷空氣分流，第二股冷空氣南下過程中與北上的暖空氣在哈爾濱地區(qū)形成一條切變線，而18日、20日20時的預(yù)報場沒有預(yù)測出北上的暖空氣，為一致的脊前偏北氣流，導(dǎo)致降雪量預(yù)報偏小。14日、16日的預(yù)報場有暖空氣北上，但暖平流強度較實況偏小。

3.2 2月28日降雪過程EC預(yù)報能力檢驗

3.2.1 500 hPa高度場預(yù)報能力檢驗

EC 預(yù)報場提前 156 h（21日 20時）、108 h（23日20時）、60 h（25日 20時）及 12 h（27日 20時）的預(yù)報場在中高緯地區(qū)均表現(xiàn)為兩槽兩脊的形勢。其中21日20時的預(yù)報場對系統(tǒng)位置預(yù)測整體偏南、強度偏強，其它時次預(yù)報場均與實況接近。

3.2.2 EC 850hPa溫度預(yù)報能力檢驗

850 hPa溫度場預(yù)報在此次降雪過程中與實況差異較大，對貝湖以東的冷渦預(yù)測，各時次預(yù)報強度均偏弱約6-8℃。21-25日三個時次的預(yù)報場對位于我省西部的暖脊位置預(yù)測不準(zhǔn)確，只有27日20時的預(yù)報場暖脊位置和強度與實況最接近；21日20時預(yù)報場中暖脊位置較實況偏西10個經(jīng)度，差異較大，同時未預(yù)測出北部的強冷中心23日20時預(yù)報場對暖脊位置預(yù)測偏西、偏北；25日20時預(yù)報場顯示暖脊強度較實況強2℃，位置略偏西。

3.2.3 EC 850 hPa風(fēng)場預(yù)報能力檢驗

隨著預(yù)報時間的臨近，850 hPa預(yù)報場低渦中心逐漸北調(diào)，中心風(fēng)速逐漸調(diào)整減小，急流軸（大風(fēng)速中心）隨時間臨近東移，逐漸接近實況。

21日20時預(yù)報場的急流軸較實況偏西兩個經(jīng)度，出口區(qū)位于內(nèi)蒙古東部；23日20時的預(yù)報場存在低空急流，急流軸位于吉林遼寧的西邊界；25日20時預(yù)報場低渦東側(cè)切變?yōu)槟媳毕?，與實況的東西向存在偏差，南氣流位置也較實況偏西；27日20時預(yù)報場顯示，黑龍江南部的低空急流強度、位置與實況接近，出口區(qū)位于哈爾濱西部。

3.2.4 EC地面風(fēng)場預(yù)報能力檢驗

實況顯示28日08時有兩個地面低壓，中心分別位于內(nèi)蒙古東北部和黑龍江西南部。隨預(yù)報時間的臨近，系統(tǒng)移度加快。21日20時預(yù)報場顯示，兩個地面低壓中心位置均偏西偏南，預(yù)測系統(tǒng)移速慢，西部低壓中心風(fēng)速更大，對降水開始時間預(yù)測更晚；23日20時預(yù)報場西部低壓位置偏南，東部低壓中心的位置偏西，地面風(fēng)速較實況強，未預(yù)測出低壓東部的切變線；25日20時預(yù)報場低壓中心位置與實況接近，但東部低壓偏南氣流較實況強、風(fēng)速大，切變線偏南；27日20時預(yù)報場與實況接近，兩個地面低壓中心位置、強度與實況一致，低壓底部的切變線位置與實況吻合，東部低壓前側(cè)的切變線，預(yù)報場比實況略偏南，可能導(dǎo)致降雨落區(qū)預(yù)報偏差。

3.2.5 28日08時地面低壓的預(yù)報檢驗

地面實況顯示28日08時，有一個地面高壓中心位于哈爾濱東北部，地面低壓中心位于內(nèi)蒙古東北部地區(qū)，地面高壓的存在使低壓移動方向轉(zhuǎn)向東南，移速減慢，降雨區(qū)域也隨之南移。21日20時起報的預(yù)報場對低壓的移速均較實況落后、強度也較弱，其他時次的預(yù)報場相對穩(wěn)定，對地面低壓的預(yù)報較為準(zhǔn)確，但臨近的三個時次均未預(yù)測出東部的地面高壓，導(dǎo)致后期地面低壓在預(yù)報場移速過快，移動路徑有偏差。

4 小結(jié)

(1)兩次過程中EC預(yù)報場對500 hPa環(huán)流背景的預(yù)測穩(wěn)定性好，準(zhǔn)確性高，在降水開始前五日的預(yù)報場可信度已經(jīng)很高，并隨著預(yù)報時次的臨近，與實況逐漸吻合。

(2)850 hPa溫度場預(yù)報在兩次降雪過程中表現(xiàn)差異大，在21日過程中，溫度預(yù)報與實況接近，對冷暖中心位置的預(yù)測較為準(zhǔn)確，但在暖脊強度的預(yù)報上有4-6℃的誤差。在28日的過程中溫度預(yù)報較差，對冷渦位置、強度預(yù)測始終存在誤差，對暖脊的預(yù)報在降雪前一天，即27日20時的預(yù)報中調(diào)整到與實況接近。

(3)850 hPa風(fēng)場預(yù)報隨著時間逐漸調(diào)整接近實況，在降水開始前36 h的可信度高。21日過程中，850 hPa的風(fēng)場預(yù)報對高空冷渦位置預(yù)測準(zhǔn)確，風(fēng)場強度也隨預(yù)報時間臨近調(diào)整，接近實況。28日過程的預(yù)報準(zhǔn)確率較21日差，降水開始前7日的預(yù)報場偏差最大，系統(tǒng)整體偏西、偏南，但隨著預(yù)報時次臨近，預(yù)報場進行調(diào)整冷渦中心北調(diào)，高空急流位置向東調(diào)整，與實況接近。

(4)EC預(yù)報場在對地面切變的預(yù)報上，可以預(yù)測出強切變線的出現(xiàn)，但對其定位存在較大偏差，隨著預(yù)報時次臨近可以調(diào)整至接近實況。對小尺度局地性強的切變無法做出預(yù)測，導(dǎo)致局地性強的降水出現(xiàn)漏報。