李燕，賽瀚，劉曉初，張彩鳳

(大連市氣象臺，遼寧 大連 116001)

引言

強降雪天氣會造成惡劣的能見度和積雪，給交通運輸、農(nóng)業(yè)及人們?nèi)粘Ｉ畹仍斐蓸O大的影響，是我國冬季主要災害性天氣之一[1-2]。近年來，很多氣象工作者[3-5]對強降雪天氣進行了大量研究。苗愛梅等[6]通過常規(guī)資料和遙感資料(云圖、GPS等)對暴雪、大暴雪等強降雪天氣的物理機制進行分析研究，發(fā)現(xiàn)特大暴雪時，200 hPa以下大氣層結(jié)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，濕層厚度高達200 hPa，強降雪時段400 hPa以下水汽輻合量成倍增長，促進了低層濕空氣的聚合及向上的抬升運動。趙桂香[7]通過研究發(fā)現(xiàn)，強降雪區(qū)上空垂直熱力結(jié)構(gòu)為上冷、中暖、下冷，低層冷平流強度為普通暴雪的3倍，對流層中低層持續(xù)存在對流性不穩(wěn)定，不穩(wěn)定區(qū)內(nèi)存在空氣輻散，且持續(xù)有暖濕平流輸入。莊曉翠等[8]研究發(fā)現(xiàn)，暖區(qū)強降雪落區(qū)一般位于低空急流出口區(qū)前側(cè)輻合區(qū)和高空急流入口區(qū)右側(cè)輻散區(qū)以及700 hPa、850 hPa輻合線和暖切變線東部、北部及干線東南部，地面輻合線附近減壓升溫的重疊區(qū)域。李國翠等[9]綜合分析強降雪天氣中GPS可降水量與地面空氣濕度，發(fā)現(xiàn)回流強降雪過程出現(xiàn)前24 h可降水量存在一個極大值，而且這個值越大，對應的過程降水量就越大。

上述學者都是對典型的大范圍強降雪天氣進行分析，并指出強降雪天氣過程都是在一定的環(huán)流背景、影響系統(tǒng)和物理量特征等條件下產(chǎn)生的。但局部地區(qū)或個別站點的強降雪天氣以及雨雪相態(tài)變化一直都是我們的預報難點，因此有必要加強局地強降雪預報以及相態(tài)變化預報技術方法研究，建立強降雪天氣預報指標，為強降雪天氣落區(qū)預報提供參考依據(jù)。

2015年2月25日遼寧東南部地區(qū)出現(xiàn)了強降雪天氣，此次強降雪過程具有尺度小、強度大等特征，最大降雪量為18.3 mm，最大積雪深度為20.4 cm，給交通業(yè)、農(nóng)業(yè)等造成了很大損失。在此次強降雪天氣預報中，強降雪范圍小，降水相態(tài)復雜，預報時降水量級考慮不足，出現(xiàn)了暴雪漏報現(xiàn)象。本文利用常規(guī)觀測資料、NCEP 1°×1° 6 h一次的再分析資料、多普勒雷達資料等對產(chǎn)生這次強降雪天氣的環(huán)流形勢、水汽條件、層結(jié)條件、動力條件進行分析，探討此次過程的降水相態(tài)變化以及暴雪天氣的成因，為今后此類強降雪過程的落區(qū)、相態(tài)轉(zhuǎn)換、量級預報提供參考依據(jù)。

1 降水實況概述

2015年2月25日，遼寧地區(qū)出現(xiàn)了明顯的降水天氣，局部地區(qū)還出現(xiàn)了暴雪。這次降水過程從25日04時開始，自遼寧西部、南部向東部、北部發(fā)展；遼寧最南端，即大連的南部(圖1a虛線以南地區(qū))，由于溫度較高，前期是降雨，后期轉(zhuǎn)為雪(圖1b)，而大連北部地區(qū)及以北(圖1a虛線以北地區(qū))溫度較低，降水相態(tài)為雪；此次過程于23時結(jié)束。這次降雪過程中遼寧東南部偏大，暴雪出現(xiàn)在大連東北部和丹東全域，降雪量在10.2～18.3 mm之間，積雪深度為8.5～20.4 cm，最大降雪量以及積雪深度均出現(xiàn)在丹東市區(qū)(圖1a)。對其逐小時降雪量進行分析發(fā)現(xiàn)，08—17時自南向北依次出現(xiàn)主要降雪時段，其中皮口在10—11時出現(xiàn)了4.6 mm的短時強降雪，而其他5個站也有連續(xù)多個時次出現(xiàn)2～3 mm·h-1的降雪。此次降水過程主要集中在遼寧東南部地區(qū)，強降水范圍小，其中大連這種小范圍地區(qū)降水量級差別大，降水相態(tài)復雜，預報難度大，造成影響嚴重。受此次暴雪影響，大連多處農(nóng)業(yè)大棚、畜牧養(yǎng)殖業(yè)受損，并給春運造成嚴重影響。

圖1 2015年2月25日遼寧地區(qū)降水分布(a；等值線，單位：mm；虛線為雪和雨雪混合的分界線)和降水相態(tài)變化(b)

2 環(huán)流形勢演變分析

2.1 高空形勢演變

降雪前(2月24日)，500 hPa烏拉爾山高壓脊加強并向東北伸展，阻塞高壓形勢建立。脊在向東北伸展過程中脊前偏北氣流引導西伯利亞冷空氣南下，在貝加爾湖東部48°N附近維持緯向型冷渦，而中低層貝加爾湖東部有東西向橫槽對應，烏拉爾山北部有冷平流，這種形勢有利于橫槽轉(zhuǎn)豎。24日20時，500 hPa貝加爾湖東部橫槽加強形成緯向型低渦，河套地區(qū)也有弱槽形成，大連受西—西南流場控制，此時中低層河套槽加強加深，從山東半島至渤海以及大連地區(qū)有很強的低空急流形成，風速可達14～16 m·s-1，地面位于倒槽頂前部，水汽條件及動力條件已初步建立。高空200 hPa上，24日在(28°N，112°E)以東有一支高空急流向東北伸展，并且中心風速維持在80 m·s-1，但位置偏南，此時在35～38°N之間，120°E以西又有一支高空急流建立，并逐漸增強，14時中心最大風速為52 m·s-1，大連位于此急流出口區(qū)左側(cè)輻散區(qū)，高空抽吸作用建立，之后在其西側(cè)不斷有大風核向東傳遞。

強降雪自25日08時開始，烏拉爾山北部冷平流加強，向東北伸展的烏拉爾山阻塞暖脊崩潰，脊前東北風轉(zhuǎn)為西北風，500 hPa貝加爾湖東部橫槽轉(zhuǎn)豎，冷空氣南下，形成東亞大槽，槽前西南氣流加強，強降雪發(fā)生在西南氣流控制的區(qū)域中。700 hPa已由偏西流場轉(zhuǎn)為西南急流，水汽輸送加強。由850 hPa風場(圖略)可以看出，在渤海至大連一帶有中尺度低渦環(huán)流形成，配合有南北向切變線；此時，925 hPa上大連位于東南風的大風速區(qū)內(nèi)，為降水提供了水汽輸送，強降雪發(fā)生在切變線東側(cè)暖濕區(qū)內(nèi)。對應高空200 hPa急流也明顯加強，中心軸風速達到60 m·s-1，并向東伸展與南支高空急流東段合并。強降雪區(qū)仍位于高空急流出口區(qū)左側(cè)的輻散區(qū)中(圖略)，高空強烈的抽吸作用加強了整層的上升運動，為強降雪的發(fā)生提供了有力的大尺度環(huán)境場。20時遼寧東南部已位于急流中心入口區(qū)左后側(cè)，500 hPa、700 hPa、850 hPa三層高空槽(切變線)已東移至丹東東部邊界，暴雪區(qū)位于冷槽內(nèi)，強降雪過程趨于結(jié)束。

2.2 地面形勢演變

此次遼寧東南部暴雪天氣過程是在地面倒槽頂部形成的，降雪前，在遼寧及山東半島以南雖有倒槽長期維持，但倒槽較弱且位置偏南。25日05時地面倒槽已經(jīng)在大連西部地區(qū)，由于長時間的水汽儲備，以及動力條件的完全建立，降水開始。08時倒槽加強并向東北伸展，此時大連南部、東部位于倒槽頂部，降水呈發(fā)展態(tài)勢，由于南部地區(qū)前期以雨為主，因此降雪量級不大，無明顯積雪，而東部地區(qū)地面倒槽以及降水云團長期維持。由地面風場(圖略)可以看出，24日23時大連東北部地區(qū)為偏南風，與丹東境內(nèi)的偏北風形成輻合，這主要是因為大連東北部與丹東地區(qū)位于長白山余脈南側(cè)，偏南氣流受到山前抬升，在這兩個地區(qū)形成風向輻合，并且一直維持至25日17時，高空850 hPa以下有一個急流中心與其對應，因此莊河和普蘭店東部(皮口)雪量較大，出現(xiàn)了暴雪天氣。之后輻合維持并不斷向東北移動，14時在渤海海峽東部至黃海西北部有氣旋生成，丹東市區(qū)開始出現(xiàn)了4.1 mm·h-1的降雪。17時倒槽東移到朝鮮半島，遼東半島強降雪基本結(jié)束。由此可見，地面倒槽位置與強降雪有很好的對應關系，特別是地形抬升形成的輻合是造成強降雪的主要原因之一，這也是遼寧東南部，即大連東北部、丹東東部降水偏多的原因。

3 物理量特征

3.1 水汽條件

由水汽通量(圖略)和水汽通量散度分析可見，24日20時以前低空西南急流剛建立之前，遼寧東南部的水汽通量小于2 g·cm-1·hPa-1·s-1，水汽條件還沒有建立。隨著低空急流的持續(xù)及加強，山東半島及渤海海峽的水汽通量大值區(qū)向北伸展，25日08時大連上空850 hPa以下水汽通量大于2 g·cm-1·hPa-1·s-1，122°E以東水汽通量偏大，大于4 g·cm-1·hPa-1·s-1，此時40°N附近700 hPa以下水汽通量散度出現(xiàn)了-10×10-7g·hPa-1·cm-2·s-1的輻合中心(圖2)。這個階段正是急流加強期，也是強降雪開始時；同時，強輻合中心向東北伸展，與水汽通量大值區(qū)對應，也是122°E以東偏大，因此遼寧東南部出現(xiàn)暴雪和短時強降雪。25日20時(圖略)強降雪區(qū)上空水汽通量散度為正，強降雪時段結(jié)束?？梢姀娊笛r段，遼寧東南部對應強的水汽輻合中心，為此次暴雪過程提供了充足的水汽條件。

圖2 2015年2月25日08時水汽通量散度(等值線，單位：10-7 g·hPa-1·cm-2·s-1)沿122°E剖面圖

3.2 層結(jié)與不穩(wěn)定能量

由大連站、丹東站的探空曲線(圖略)可以看出，24日08、20時近地層有非常淺薄的弱逆溫層，這種淺薄的逆溫層有利于其上暖空氣的抬升，為不穩(wěn)定能量的產(chǎn)生提供了動力條件。分析溫度平流的高低層差異可以發(fā)現(xiàn)，強降雪區(qū)25日02時500 hPa以下有10×10-5℃·s-1的暖平流，高空500～300 hPa以上有-40×10-5℃·s-1的強冷平流，這種溫度平流隨高度減小的配置，有利于不穩(wěn)定層結(jié)的產(chǎn)生。此種配置的建立比強降雪開始時間提早6 h。當?shù)蛯又粮邔訛橐恢碌睦淦搅鲿r，強降雪時段結(jié)束。由此可見此次過程中，下暖上冷的溫度平流促使了不穩(wěn)定層結(jié)的產(chǎn)生，為強降雪提供了不穩(wěn)定能量。分析假相當位溫(θse)的空間分布(圖略)可以看出，24日20時850 hPa以下有一暖濕舌從山東半島向遼東半島伸展，在貝加爾湖東南有干冷空氣向南滲透。25日02時暖濕舌繼續(xù)加強發(fā)展，并向遼東半島的東北部(大連東北和丹東一帶)伸展，與上述溫度平流差異造成不穩(wěn)定層結(jié)相對應，此時貝加爾湖東南側(cè)干冷空氣也加強，并在渤海西岸開始形成鋒區(qū)(圖3)。08時，500 hPa隨著干冷空氣的南壓，強降雪區(qū)上空的θse下降了4 ℃(圖4)，925 hPa向東北伸展的暖濕舌位于遼東半島上空，θse達到16 ℃以下，強降雪區(qū)在暖濕舌頂部，接近20 ℃(圖4)，而其西北部冷空氣也加強南下，與暖濕舌之間形成強鋒區(qū)，此時強降雪開始，說明低空強的西南急流將暖濕水汽輸送到強降雪區(qū)，形成高濕區(qū)，建立了暴雪區(qū)上空的不穩(wěn)定層結(jié)，然后在動力抬升后與高空干冷空氣作用，觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放。隨著暖濕舌的東移以及冷空氣的南下，強降雪區(qū)完全受干冷空氣影響時，降雪結(jié)束。

圖3 2015年2月25日02時沿40°N的溫度平流(等值線，單位：10-5℃·s-1)剖面圖

圖4 2015年2月25日08時假相當位溫(等值線，單位：℃；實線為500 hPa，虛線為925 hPa)

3.3 動力條件

3.3.1 渦度平流

正渦度平流輸送有利于垂直上升運動的維持和加強，并有利于冷槽的移動[10]。分析暴雪出現(xiàn)前后，由24日08時—25日14時沿40°N渦度平流的垂直剖面(圖5)可以看出：24日08時，強降雪區(qū)上空為負渦度平流(圖5a)；20時，強降雪區(qū)上空300 hPa以下為正渦度平流增強，渦度平流值隨著高度上升而增大，最大中心在122°E處400 hPa附近，為30×10-9s-2(圖5b)，有利于上升運動的建立，其西側(cè)和東側(cè)為負渦度平流，因此在強降雪區(qū)建立了向西和向東的垂直環(huán)流圈，有利于強降雪上升運動加強，此時高空冷槽東南移加強。25日08時，強降雪區(qū)上空正渦度平流進一步加強為60×10-9～80×10-9s-2，122°～123°E(大連東北部)正渦度平流下傳至700 hPa(圖5c)，其向西、向東的垂直環(huán)流圈維持并加強，有利于上升運動進一步加強，冷槽繼續(xù)加強東移，此時為大連東北部強降雪開始時段，強降雪區(qū)同時向東推移；14時，正渦度平流東移至124°E附近以東區(qū)域(圖5d)，大連東北部地區(qū)強降雪結(jié)束，此時強降雪位于丹東東部；20時，正渦度平流移出遼寧東南部地區(qū)，強降雪過程結(jié)束。通過分析發(fā)現(xiàn)，正渦度平流與上升運動有很好的正相關，此次強降雪過程中，正渦度平流的建立比強降雪開始時間提早12 h，因此正渦度平流的建立對暴雪預報有很好的指示作用。

圖5 2015年2月24日08時—25日14時沿39°N渦度平流(等值線，單位：10-9 s-2)的垂直剖面(a. 24日08時，b. 24日20時，c. 25日08時，d. 25日14時)

3.3.2 急流輻合

使用緯向風分量和經(jīng)向風分量可以更清晰地描述高、低空急流[11-12]。通過分析沿強降雪區(qū)上空123°E經(jīng)向風分量發(fā)現(xiàn)：24日20時(圖略)，40°N附近近地層有非常弱的偏東風，其頂層300 hPa有70 m·s-1的西風急流；25日08時(圖6a)，850 hPa以下都為偏東風，風速為6 m·s-1，其上為西風急流，因此強降雪區(qū)域850 hPa附近出現(xiàn)東風分量與西風分量的輻合帶(圖6a中方框)，此位置也位于長白山余脈南側(cè)，說明地形促進低空急流的增強，有利于強降雪的產(chǎn)生。通過分析沿40°N緯向風分量(圖6b)發(fā)現(xiàn)：25日08時，大連地區(qū)(121°～122°E)自地面至700 hPa都處于低層南風急流和高層北風急流的輻合帶(圖6b中黑線框處)中，強輻合帶的形成為這次暴雪過程建立了強烈的上升運動，與強降水開始時間同步；14時，無東風分量，而南、北風急流輻合帶東移到124°E，大連地區(qū)降雪結(jié)束，丹東地區(qū)降雪還在繼續(xù)；20時，南、北風輻合帶繼續(xù)東移出遼寧，遼寧東南部強降雪結(jié)束。因此高低空南、北風輻合帶與強降雪有很好的對應關系。

圖6 2015年2月25日08時沿123°E經(jīng)向風分量(a)和沿40°N緯向風分量(b)的垂直剖面圖(等值線，單位：m·s-1)

3.3.3 近地面冷空氣作用

分析強降雪區(qū)近地層形勢，發(fā)現(xiàn)24日23時，丹東站及其北部地區(qū)地面都為東北風，并一直維持，因此在東北風的作用下不斷將北方冷空氣向遼寧東南部輸送。25日05—08時，大連也由偏東風轉(zhuǎn)為東北風，冷空氣繼續(xù)南壓，在大連近地面形成冷空氣層。由25日08時大連探空曲線(圖7)可以看到，在近地面層(900 hPa以下)有淺薄的逆溫層存在，這說明在近地面層冷空氣上有暖空氣沿著冷空氣抬升，冷空氣層雖然淺薄，但與“冷墊”的作用相同[13-15]，起到加強上升運動的作用，抬升的暖濕空氣上升、冷卻、飽和，有利于降雪的增強。

圖7 2015年2月25日08時大連站t-lnp探空曲線圖

3.3.4 垂直速度

分析降雪過程時的垂直速度沿123°E剖面圖(圖8)可以看出，24日20時，在40°N附近，500 hPa以下有上升運動區(qū)，中心位于900 hPa附近，其上有下沉運動區(qū)對應，在上升區(qū)的北側(cè)有明顯的下沉運動對應，形成次級環(huán)流，促進強降雪區(qū)上升運動增強(圖8a)，為這次遼寧東南部暴雪提供了強的天氣尺度的上升運動，從而有利于觸發(fā)潛在不穩(wěn)定能量的釋放，有利于深對流天氣的發(fā)生和發(fā)展。強上升運動和次級環(huán)流的建立比強降雪開始時間提早12 h，因此對強降雪預報也具有指示作用。25日08時，上升區(qū)繼續(xù)維持在40°N附近，但上升運動伸展到400 hPa，上升速度由12 Pa·s-1增加到16 Pa·s-1，出現(xiàn)兩個上升運動中心，分別位于900 hPa和650 hPa附近(圖8b)，強降雪開始。14—20時，上升運動區(qū)東移減弱，強降雪區(qū)也逐漸東移減弱。通過分析發(fā)現(xiàn)，上升氣流位置與暖濕水汽位置有很好的對應，有利于不穩(wěn)定能量的釋放。

圖8 2015年2月24日20時(a)、25日08時(b)垂直速度(等值線，單位：Pa·s-1)沿123°E的垂直剖面圖(↑表示上升運動區(qū)，↓表示下沉運動區(qū))

4 相態(tài)分析

4.1 相態(tài)變化概況

2015年2月25日大連地區(qū)降水過程，相態(tài)比較復雜，南部地區(qū)由雨轉(zhuǎn)雨夾雪又轉(zhuǎn)雪，北部地區(qū)有雨夾雪轉(zhuǎn)雪，也有雨轉(zhuǎn)雪，同時也有純雪，如表1所示。

表1 2015年2月25日大連地區(qū)各站降水時間、相態(tài)、量級及積雪深度

4.2 溫度垂直結(jié)構(gòu)特征

雨轉(zhuǎn)雪過程中，地面溫度是一個關鍵因素[16]，南部地區(qū)(市區(qū)、旅順、金州、長海)25日08—09時低層溫度較高，市區(qū)925 hPa以下不低于1 ℃，冰晶下落融化后形成降雨。之后隨著冷空氣入侵，近地面溫度逐漸下降，地面溫度接近0 ℃，達到降雪閾值(小于1 ℃)。北部地區(qū)(瓦房店、普蘭店、莊河、皮口)基礎溫度低，降水開始時就達到了降雪閾值。除了地面溫度以外，溫度的垂直結(jié)構(gòu)也是影響降水相態(tài)的關鍵因素[16]。由有利于冰晶發(fā)展的垂直溫度條件來看，當環(huán)境溫度在-10 ℃以下時最有利于冰晶顆粒物的成長，當溫度在-12 ℃以下時，70%以上的云中都會含有冰晶等固態(tài)降水顆粒物。

25日08時，貝加爾湖東部橫槽下擺，冷空氣南下，與河套地區(qū)槽前冷空氣交匯，850 hPa風場上，在渤海至大連一帶有小低壓環(huán)流，大連位于濕區(qū)，近地面為偏東風，形成近地面冷空氣層，將暖濕空氣抬升，925 hPa至700 hPa為西南風，風速達到12 m·s-1，從地面到3 km高度均為濕層，2.5 km以上溫度在-10 ℃以下(圖7)，有利于固態(tài)降水顆粒物成長。由25日08時大連站探空資料的特征值(表2)來看，0 ℃層高度在1 km左右。固態(tài)降水顆粒物下降過程中，經(jīng)過淺薄逆溫層(圖7)，開始由于高層冷空氣不強，所以融化成雨，隨著冷空氣的加強以及暖層的減弱，很快轉(zhuǎn)為雨夾雪。北部地區(qū)(普蘭店、莊河)由于降水開始時溫度較低(0 ℃左右)，降水相態(tài)為雪。

表2 2015年2月25日08時大連站探空資料特征值

大連站08:56由雨轉(zhuǎn)為雨夾雪，09:28由雨夾雪轉(zhuǎn)為雪。分析24日20時、25日08時、25日20時850 hPa和地面溫度實況資料(圖略)，可以看出大連站850 hPa溫度從24日20時到25日20時均在-4～-2 ℃之間變化，但是地面溫度08時開始逐漸下降。這說明高空冷空氣向中低層浸入，有高空冰晶層中固態(tài)降水粒子下降到低層不飽和層中，會產(chǎn)生融化、蒸發(fā)等相態(tài)變化，其伴隨的潛熱吸收對環(huán)境溫度產(chǎn)生影響，淺薄的逆溫層被破壞，溫度下降，隨著雨轉(zhuǎn)雨夾雪轉(zhuǎn)雪，垂直方向上溫度遞減率逐漸增大?？梢姡孛娼邓鄳B(tài)與整層溫度濕度變化均相關。

4.3 雷達回波特征

降雪的雷達回波一般是大范圍、穩(wěn)定的、強度較弱的回波[17-18]，但具有一定的特征指標，對降雪的探測和預報都具有指導意義[19]。2015年2月25日早晨，大連南部地區(qū)近地面氣溫較高，前期降水性質(zhì)以雨或雨夾雪為主，回波最大強度達到40～45 dBZ；08—09時旅順1 h降水量達到6.4 mm，降水回波在渤海海峽不斷生成，并向東北方向移動；09—11時移至大連北部地區(qū)時，由于降水性質(zhì)是雪，因此回波強度變小，但東部沿?；夭◤姸瓤蛇_20～25 dBZ，因此普蘭店、莊河等北部地區(qū)降雪強度達到2～3 mm·h-1(09—10時)，在降雪強度最大(4.6 mm·h-1)的普蘭店東南部(皮口站附近)以及莊河東部沿?；夭◤姸瓤蛇_25～35 dBZ(圖9a)，這個強度對北方來說可以產(chǎn)生短時強降雪[20]。11時以后，回波逐漸繼續(xù)向東北移動，影響丹東一帶，丹東出現(xiàn)短時強降雪。徑向速度圖(圖9c)上，08:56低空存在最大風速達到10～13 m·s-1的偏南急流。由風廓線產(chǎn)品(圖9d)看，自08:50開始0.3～0.6 km高度出現(xiàn)弱偏北風，與其上的西南風在邊界層和對流層低層形成切變層，即前面所說的近地面冷空氣層的建立，將暖濕氣流抬升[21]，有利于降水的產(chǎn)生。降雪區(qū)東北部冷空氣在近地層東北風的作用下向西南移，加大了近地面冷空氣層的抬升作用，促進降雪的加強，降水強度逐漸達到最大，其后隨著西南氣流的減弱，0.9 km高度轉(zhuǎn)為西北風，降水強度逐漸減弱。

圖9 多普勒雷達回波產(chǎn)品(a. 25日09:44大連雷達0.5°仰角基本反射率；b. 09:44沿a圖線段的剖面圖；c. 08:56徑向速度圖，白色箭頭表示急流；d. 09:57垂直風廓線圖)

通過探空資料，可以分析出降水相態(tài)。由08時探空圖來看，地面溫度為3 ℃，850 hPa溫度為-3 ℃，850 hPa -4 ℃是液態(tài)和固態(tài)降水臨界值。靜力學原理中，兩層等壓面之間的厚度與這兩層之間的平均溫度成正比[21]，即某層的厚度是與這層的平均溫度成一定比例，兩層之間厚度越大，該兩層間的平均溫度就高，也就是說，厚度能夠體現(xiàn)對流層中層的平均溫度狀況[22]。北京地區(qū)降雨的判別標準是H1 000～850>1.3 km，大連地區(qū)與北京地區(qū)緯度相近，25日早晨H1 000～850為1.3 km(表2)，處于降雨臨界值。H1 000～700的雨雪臨界值為2.7 km，25日早晨H1 000～700為2.8 km(表2)，也接近臨界值。因此，此次降水大連本站以及以南為液態(tài)降水，而以北為固態(tài)降水。沿圖9a上大連東部沿海強降雪出現(xiàn)地區(qū)的線段做基本反射率剖面圖(圖9b)，回波整體高度基本在6 km以下，20 dBZ以上的強回波高度僅維持在近地面3 km以下[23]，由于低層水汽條件充沛加上850 hPa與500 hPa溫差較小，有利于強降水的產(chǎn)生，故南部為強降雨，北部為強降雪。

5 結(jié)論與討論

2015年2月25日遼東東南部出現(xiàn)了暴雪天氣，強降雪范圍小，相態(tài)復雜，影響嚴重。強降雪(暴雪)是在高空槽和地面倒槽共同配合的天氣系統(tǒng)下發(fā)生的。強降雪發(fā)生在低空切變線東側(cè)暖濕區(qū)對應高空急流出口區(qū)左側(cè)的輻散區(qū)內(nèi)，強降雪時有強水汽輻合中心，850 hPa有中尺度低渦環(huán)流和切變線。對此次強降雪過程進行深入分析發(fā)現(xiàn)有一些引發(fā)強降雪天氣以及相態(tài)變化的可用指標。

1)此次強降雪過程前，位于長白山余脈南側(cè)的大連東北部與丹東地區(qū)，地面偏南氣流受到山前抬升形成風向輻合并維持18 h，高空850 hPa以下有一個急流中心與其對應，說明地形抬升形成的輻合是造成強降雪的主要原因之一。

2)此次強降雪過程前6 h，建立了溫度平流隨高度減小的配置，促使了不穩(wěn)定層結(jié)的產(chǎn)生，與其對應θse的空間分布上有干冷空氣與暖濕空氣在渤海西岸形成鋒區(qū)，為強降雪提供了不穩(wěn)定能量。短時強降雪開始時，下暖上冷的溫度平流以及鋒區(qū)配置達到最強，不穩(wěn)定能量也達到最強，在動力抬升下，觸發(fā)不穩(wěn)定能量是產(chǎn)生強降雪的重要原因。

3)此次強降雪過程，正渦度平流的建立、中低層風向輻合帶的建立、近地面冷空氣層的建立以及次級環(huán)流的產(chǎn)生，都為暴雪天氣提供了強大的上升運動，有利于觸發(fā)潛在能量的釋放，為強降雪的產(chǎn)生提供了動力條件。動力條件的建立較強降雪產(chǎn)生時間提前8～12 h，因此對短期暴雪預報也有很好的指示作用。

4)溫度的垂直結(jié)構(gòu)是影響降水相態(tài)的關鍵因素。2.5 km以上溫度在-10 ℃以下，有利于固態(tài)降水顆粒物成長，固態(tài)降水顆粒物下降過程中，經(jīng)過淺薄逆溫層，剛開始由于高層冷空氣不強，融化成雨，隨著冷空氣的加強以及暖層的減弱，很快轉(zhuǎn)為雨夾雪。當大連本站850 hPa溫度以及兩層等壓面之間的厚度處于雨雪轉(zhuǎn)換臨界值(850 hPa溫度-4 ℃，H1 000～850為1.3 km，H1 000～700為2.7 km)時，大連南部為雨或雨夾雪，北部為雪。雨或雨夾雪時雷達回波最大強度達到40～45 dBZ；強降雪時回波強度為20～25 dBZ，回波高度基本在6 km以下；最強回波25～35 dBZ維持在3 km以下。垂直風廓線產(chǎn)品上0.3～0.6 km高度出現(xiàn)弱偏北風，與其上的西南風在邊界層和對流層低層形成切變層。