羅菊英，譚艷立，虞列輝

(湖北省恩施土家族苗族自治州氣象局，湖北 恩施 445000)

0 引 言

暴雪是中國(guó)湖北省(簡(jiǎn)稱鄂)西南部高海拔山區(qū)冬半年常見(jiàn)的災(zāi)害天氣之一，對(duì)交通安全、電力設(shè)施、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等帶來(lái)嚴(yán)重的危害。湖北恩施自治州為云貴高原的延伸部分，全境為山地，海拔高差懸殊，各地海拔200～3 000 m左右不等，平均海拔1 000 m左右，海拔800 m以下地區(qū)僅占總面積的27%[1],暴雪主要發(fā)生在海拔800 m及以上地區(qū)，尤以海拔1 500 m以上高寒山區(qū)影響最為嚴(yán)重。歷史資料統(tǒng)計(jì)分析，從11月—次年3月，恩施高海拔山區(qū)每年都會(huì)受到不同程度的雨雪天氣危害，以12月—次年2月雨雪天氣最為集中，但從暴雪發(fā)生時(shí)段看，以早春3月發(fā)生最多，以測(cè)站海拔1 074.1 m的利川國(guó)家觀測(cè)站為例，僅統(tǒng)計(jì)21世紀(jì)以來(lái)，就在2004年3月11—12日、2005年3月12日、2006年3月12日、2009年3月13日、2010年3月8日出現(xiàn)過(guò)大范圍春季暴雪，其次才是冬季，秋季罕見(jiàn)。在2016年11月8—9日，利川及其所屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)大部暴雨轉(zhuǎn)暴雪，是該站自1959年建站以來(lái)第1次，此次暴雪比該站歷史最早初雪日(1962年11月21日)提前12 d，暴雨出現(xiàn)時(shí)間比歷史極值(1966年11月4日)推遲了4 d，均刷新歷史極端值，暴雨轉(zhuǎn)暴雪更是歷史罕見(jiàn)。

針對(duì)暴雪天氣成因，國(guó)內(nèi)外有很多學(xué)者從暴雪發(fā)生的中尺度環(huán)境條件、物理量診斷以及數(shù)值模擬等多方面進(jìn)行了深入的分析研究，并得出了很多定性或定量且有重要參考價(jià)值的結(jié)論。如池再香等[2]、盛春巖等[3]從暴雪天氣過(guò)程的對(duì)稱不穩(wěn)定進(jìn)行分析，指出對(duì)流不穩(wěn)定能量釋放是產(chǎn)生暴雪的重要原因；范元月等[4]對(duì)湖北暴雪天氣進(jìn)行了中尺度模擬，表明產(chǎn)生暴雪的上升運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)小于產(chǎn)生暴雨的上升運(yùn)動(dòng)；徐雙柱等[5]對(duì)湖北冬季大雪的成因和預(yù)報(bào)進(jìn)行了研究；候瑞欽等[6]通過(guò)對(duì)河北深秋一次特大暴雪過(guò)程分析，指出冷鋒系統(tǒng)影響下產(chǎn)生的正、逆雙向次級(jí)環(huán)流，為暴雪提供了很好的動(dòng)力條件。國(guó)內(nèi)還有很多類似的研究，從不同的側(cè)重點(diǎn)對(duì)暴雪天氣的形成機(jī)理和影響進(jìn)行了分析。但從眾多文獻(xiàn)看，針對(duì)長(zhǎng)江流域暴雪的研究相對(duì)中國(guó)北方明顯偏少，特別是針對(duì)秋季暴雪更少，在湖北省內(nèi)，針對(duì)鄂西南山區(qū)暴雪研究較少，由于暴雪預(yù)報(bào)難度大、致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)高，故有必要針對(duì)鄂西南山區(qū)暴雪成因進(jìn)行分析研究。本文通過(guò)2016年一次極端性較強(qiáng)暴雪過(guò)程的分析，以期為鄂西南山區(qū)暴雪預(yù)報(bào)提供參考。

1 天氣實(shí)況及災(zāi)情

2016年11月7—9日，在湖北省鄂西南山區(qū)的恩施州、神農(nóng)架、宜昌西部的五峰地區(qū)出現(xiàn)了一次大范圍雨雪天氣過(guò)程，其中以恩施州出現(xiàn)局部暴雨轉(zhuǎn)暴雪的極端天氣，影響范圍大，災(zāi)情最為嚴(yán)重。伴隨雨雪，氣溫呈斷崖式驟降，在冷空氣影響前的3—6日，恩施州內(nèi)大部高溫升至20 ℃以上，局部超過(guò)25 ℃，7日出現(xiàn)大范圍大雨，氣溫開(kāi)始下降，7—9日，冷空氣影響始末，恩施州8個(gè)國(guó)家站48 h平均氣溫降幅為8.6 ℃，達(dá)強(qiáng)冷空氣標(biāo)準(zhǔn)，9日白天，低海拔地區(qū)低溫普遍降至2 ℃左右，海拔1 000 m及以上地區(qū)降至0 ℃左右或以下。由于目前固體降水監(jiān)測(cè)的手段限制，無(wú)人值守的區(qū)域站降雪情況無(wú)法實(shí)時(shí)獲取，而恩施州所屬的8個(gè)國(guó)家站除利川站海拔為1 074.41 m，能夠代表州內(nèi)中山地區(qū)外，其余7站均位于海拔800 m以下低海拔地區(qū)，故下面所描述的雨雪實(shí)況，除以利川站實(shí)測(cè)為代表外，還同時(shí)參考了民政部門(mén)調(diào)查核實(shí)資料和相關(guān)媒體記者的采訪記實(shí)資料。

從實(shí)況監(jiān)測(cè)，11月7—9日3 d降水累積量創(chuàng)歷史同期極端值，偏多達(dá)654.5%，恩施、利川分別達(dá)到了130.6 mm、122.1 mm。11月7—8日白天，降水相態(tài)大部以雨為主，持續(xù)大雨，局部暴雨，其中8日出現(xiàn)48站暴雨，大部位于利川和恩施兩市。8日中午開(kāi)始到9日上午，高海拔地區(qū)先后轉(zhuǎn)雪或雨夾雪，主要降雪出現(xiàn)在8日夜間到9日早晨海拔1 000 m及以上地區(qū)，9日白天，800 m以下低海拔局部也出現(xiàn)降雪和積雪。從地面觀測(cè)記錄看，利川8日出現(xiàn)51.1 mm的暴雨，從8日中午(11時(shí)32分)開(kāi)始轉(zhuǎn)雨夾雪，8日夜間，雨夾雪轉(zhuǎn)純雪，降雪主要集中在8日20時(shí)—9日08時(shí)，9日11時(shí)30分降雪結(jié)束，從利川地面三線圖(6h間隔)也可以很清楚的看到雨雪轉(zhuǎn)換的大致時(shí)段和降雪量(見(jiàn)圖1)，8日20時(shí)—9日20時(shí)日雪量達(dá)27.8mm，達(dá)到暴雪標(biāo)準(zhǔn)。州內(nèi)其余7站中，咸豐站(海拔776.9 m)、宣恩站(海拔571.8 m)在9日早晨到上午也出現(xiàn)了降雪和地面積雪，雪量均為0.8 mm。

圖1 2016年11月7日20時(shí)—9日20時(shí)恩施州利川市地面三線圖Fig.1 Three floor charts of lichuan city, enshi prefecture from 20:00 on November 7 to 20:00 on November 9, 2016

此次局部暴雨和暴雨轉(zhuǎn)暴雪的極端天氣，由于出現(xiàn)時(shí)間早、雪量大、降雪時(shí)段集中，受災(zāi)非常嚴(yán)重，災(zāi)情引起了當(dāng)?shù)卣兔襟w的高度重視和廣泛關(guān)注，當(dāng)?shù)刂髁髅襟w及其它多家媒體，甚至中央電視臺(tái)都紛紛報(bào)道。從民政部門(mén)的調(diào)查核實(shí)資料和媒體采訪拍攝資料可知，此次暴雪災(zāi)害主要出現(xiàn)在海拔1 000 m及以上地區(qū)，州中北部相對(duì)州南部山區(qū)降雪更強(qiáng)，9日，海拔1 500 m以上高寒山區(qū)積雪厚度普遍達(dá)到了30 cm以上。此次極端雨雪災(zāi)害，導(dǎo)致州內(nèi)恩施、利川、建始、巴東、宣恩、鶴峰6縣市51個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)共109 116人受災(zāi)，尤以電力設(shè)施損毀嚴(yán)重，直接經(jīng)濟(jì)損失共計(jì)23 671.2萬(wàn)元，其中農(nóng)作物經(jīng)濟(jì)損失7 271.9萬(wàn)元，基礎(chǔ)設(shè)施損失12 115.5萬(wàn)元。

上述實(shí)況揭示出這次秋季暴雨轉(zhuǎn)暴雪過(guò)程的極端性特征，以下采用常規(guī)地面監(jiān)測(cè)資料、MICAPS衛(wèi)星資料、NCEP/NCAR再分析資料(空間分辨率2.5°×2.5°，時(shí)間分辨率6 h)，從暴雨轉(zhuǎn)暴雪天氣產(chǎn)生的環(huán)流形勢(shì)演變、水汽條件、動(dòng)力機(jī)制及溫度層結(jié)特征等進(jìn)行綜合分析，揭示其極端災(zāi)害天氣成因。

2 結(jié)果分析

2.1 天氣系統(tǒng)

由2016年11月7日08時(shí)500 hPa高度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的配置圖可以看出(圖略)，在烏拉爾山和鄂霍次克海兩地由高壓脊向極區(qū)發(fā)展，在貝加爾湖東部為一冷槽，貝湖東北部有一氣溫為-40 ℃的冷中心，冷渦底部不斷有小槽分裂東移，在青藏高原上不斷有短波槽東移，鄂西南處于槽前西南氣流中。7日夜間到8日，隨著冷槽東移南壓，帶動(dòng)冷空氣南下開(kāi)始影響我國(guó)，8日20時(shí)，槽線已位于鄂霍次克海—日本海一線，鄂西南仍處于南支槽前西南氣流中(圖2a)，從7日07時(shí)—9日08時(shí),高空500 hPa實(shí)況圖還可以看出，副熱帶高壓穩(wěn)定，588脊線一直穩(wěn)定維持在25°N附近，這也是7—9日降水持續(xù)的重要原因。

從7—9日地面實(shí)況場(chǎng)的演變可以看出，7日08時(shí)—8日08時(shí)，貝加爾湖為龐大的冷高壓，中心氣壓值為1 045 hPa，高壓軸線呈西北—東南向(圖略)。8日白天開(kāi)始，冷高壓開(kāi)始東移南壓，8日20時(shí)，軸線由7日20時(shí)的110°E東移到120°E附近，冷鋒前沿由7日20時(shí)的秦嶺附近南壓至長(zhǎng)江流域，影響恩施州的冷空氣主體為東路，同時(shí)，還有一股西路冷空氣從青海東南下，兩股冷空氣匯合影響長(zhǎng)江流域(見(jiàn)圖2b)，8日中午開(kāi)始，恩施州高海拔大部地區(qū)逐漸由雨轉(zhuǎn)雪或雨夾雪，夜間到9日凌晨出現(xiàn)暴雪。

圖2 2016年11月8日20時(shí)500 hPa(a)和地面環(huán)流形勢(shì)(b)Fig.2 Circulation situation at 20：00 500 hPa (a) and ground facts (b) on November，8 2016

從高低空系統(tǒng)綜合配置圖可以看出(圖3)，在暴雪開(kāi)始前的7—8日白天，7日08時(shí)(見(jiàn)圖3a)，長(zhǎng)江流域處于深厚的東北冷槽底部，鄂西南處于南支槽前西南氣流中，槽前正渦度平流形成高層輻散、低層輻合。700 hPa西南急流形成，鄂西南處于切變南側(cè)，恩施州正好位于暖切頂、冷切尾部輻合區(qū)中，冷暖空氣交匯充分，其切變區(qū)正渦度發(fā)展加強(qiáng)，氣流垂直上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)。850 hPa恩施州處于切變北側(cè)的東北與西南氣流匯合區(qū)中，低空SW急流形成。從地面圖上可以看出，冷鋒位于秦嶺到河套附近，鋒前為大范圍雨區(qū)。綜合上述，低層輻合高層輻散的有利配置下，低空SW急流建立，中低層正渦度的發(fā)展加強(qiáng)，對(duì)降水的發(fā)展和加強(qiáng)非常有利，恩施州從7日凌晨開(kāi)始到8日白天，持續(xù)大雨，局部暴雨。

圖3 2016年11月7日08時(shí)(a)和8日20時(shí)(b)天氣系統(tǒng)綜合配置圖Fig.3 Weather system integrated configuration chart at 08:00 on November 7 (a) and 08:00 November 8 (b) 2016

從7日20時(shí)、8日08時(shí)天氣形勢(shì)圖分析(圖略)，高空500 hPa、200 hPa與7日08時(shí)相比，大尺度天氣形勢(shì)場(chǎng)調(diào)整不大，但隨著冷空氣的進(jìn)一步南壓，850 hPa到地面長(zhǎng)江流域及以南地區(qū)，由之前的以西南風(fēng)為主逐漸轉(zhuǎn)為大范圍東風(fēng)氣流控制，到8日20時(shí)(見(jiàn)圖3b),冷鋒前沿已壓至長(zhǎng)江流域，恩施探空站500 hPa西南氣流由7日08時(shí)的24 m·s-1加強(qiáng)到30 m·s-1，700 hPa貴陽(yáng)—懷化一線西南急流軸仍然存在切有所加強(qiáng)，850 hPa氣溫由7日08時(shí)的9 ℃降至0 ℃，偏東風(fēng)由7日08時(shí)的4 m·s-1加強(qiáng)到8 m·s-1，低空東風(fēng)急流建立。綜上所述，冷空氣南下，西南暖濕氣流的加強(qiáng)，冷的下墊面形成，暖濕氣流沿冷空氣墊爬升為8日夜間到9日恩施州高海拔山區(qū)大范圍大雪，局部暴雪提供了必備條件。從9日08時(shí)圖分析(圖略)，海拔800 m以下低山大部地面氣溫由8日20時(shí)的6 ℃降至2 ℃左右，海拔1 000 m左右中山地區(qū)氣溫由2 ℃左右降至0 ℃附近，500 hPa鄂西南轉(zhuǎn)為平直西風(fēng)或北風(fēng)控制，700 hPa冷切變開(kāi)始南壓，850 hPa東風(fēng)減弱，9日上午，州內(nèi)南部的低海拔局部也出現(xiàn)了降雪，但強(qiáng)度明顯減弱。9日20時(shí)，各層轉(zhuǎn)北風(fēng)，此次雨雪過(guò)程結(jié)束。

2.2 中尺度系統(tǒng)

侯瑞欽等[6]指出，在暴雪過(guò)程中動(dòng)力鋒生的重要性，其產(chǎn)生的鋒面次級(jí)環(huán)流是造成降水最直接的中尺度系統(tǒng)。并且，鋒面次級(jí)環(huán)流有利于暴雪增幅[7-8]。由熱成風(fēng)原理及動(dòng)力學(xué)鋒生理論[9]，低空急流多位于高空急流入口區(qū)的右側(cè)，有正渦度平流會(huì)形成高層氣流輻散，低層氣壓降低，隨南支槽前SW氣流向北流動(dòng)，由于這股輻散氣流同樣由高壓向低壓流動(dòng)，氣壓做功使得南風(fēng)加強(qiáng)，在高空西風(fēng)急流北側(cè)下沉，至低層后轉(zhuǎn)向南匯入強(qiáng)降水區(qū)的上升氣流中，構(gòu)成一支經(jīng)向垂直環(huán)流，同時(shí)還存在一支向南的高空輻散氣流，出現(xiàn)正反兩支垂直環(huán)流并存。

從圖4可以看出，大范圍強(qiáng)降雪出現(xiàn)時(shí)段的8日20時(shí)，鋒面次級(jí)環(huán)流也出現(xiàn)了正、反兩個(gè)環(huán)流圈。從圖4a中可以看到，在強(qiáng)降雪區(qū)上空(110°E附近)正反環(huán)流圈伴隨強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，從圖4b可以清楚的看到，110°E上空850 hPa及以下冷墊形成，近地面出現(xiàn)一個(gè)冷中心，伴隨正反環(huán)流圈，暖濕氣流沿冷墊爬升，形成強(qiáng)降雪。

圖4 2016年11月8日20時(shí)沿30°N垂直速度(a)、假相當(dāng)位溫(b)風(fēng)矢量疊加剖面圖(單位：垂直速度10-3hPa·s-1，假相當(dāng)位溫K)Fig.4 Vertical velocity along the 30 ° N, fake a potential temperature (a) the wind vector superposition graph section at 20：00 on November 8, 2016(b)(unit∶vertical velocity 10-3 hPa·s-1, pseudo equivalent temperature K)

2.3 成因分析

2.3.1 良好的水汽條件 水汽條件是雨雪發(fā)生的必備條件。從11月7日08時(shí)—8日20時(shí)850 hPa水汽通量和水汽通量散度場(chǎng)分布圖可以看出(見(jiàn)圖5)，7日08時(shí)(圖5a)，鄂西南南部有一條NE-SW向的帶狀水汽通道(綠色色斑)，從南海到北部灣經(jīng)過(guò)廣西、貴州、湖南、湖北，有兩個(gè)水汽大值中心，一個(gè)位于湖南中南部衡陽(yáng)附近，一個(gè)位于廣西西北部的河池附近，中心值為13 g·s-1·cm-1·hPa-1。同時(shí)從水汽通量輻散場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，鄂西南正處于水汽輻合中心區(qū)，其值為-0.8×10-8g·cm-2·hPa-1·s-1。7日20時(shí)、8日08時(shí)(圖略)，這條水汽通道一直存在，水汽輻合中心略向西南移動(dòng)，但恩施州一直處于水汽輻合區(qū)中，這說(shuō)明，鄂西南不但具備源源不斷的水汽輸送條件，低層還存在較強(qiáng)的水汽輻合，具備水汽的垂直輸送條件，良好的水汽條件是7—8日，恩施州大部持續(xù)大雨、局部暴雨的重要原因之一。

圖5 2016年11月7日08時(shí)850 hPa(a)、8日20時(shí)700 hPa(b)水汽通量和水汽通量散度場(chǎng)疊加圖(等值線為水汽通量，單位為g·s-1·cm-1·hPa-1；色斑圖為水汽通量散度，單位為10-8g·cm-2·hPa-1·s-1)Fig.5 Water vapor flux and water vapor flux dispersion field superposition diagram at 08:00 850 hPa on November 7(a),20:00 700 hPa on November 8,2016(The equivalent line is water vapor flux，Unit g·s-1·cm-1·hPa-1 ，The stain shows the vapor flux dispersion, Unit 10-8g·cm-2·hPa-1·s-1)

7日20時(shí)，中低層上述水汽通道仍然存在，850 hPa水汽通量大值區(qū)相對(duì)于7日白天到8日白天有所南壓，但700 hPa鄂西南南部有一條明顯的NE-SW帶狀水汽通道(綠色色斑)，中心值由7日08時(shí)的13 g·s-1·cm-1·hPa-1增強(qiáng)為16g·s-1·cm-1·hPa-1，與西南急流軸相對(duì)應(yīng)(黑色實(shí)心尖頭)。同時(shí)次的水汽通量散度場(chǎng)上，鄂西南處于水汽輻合中心附近，其值為-0.4×10-8g·cm-2·hPa-1·s-1，較7日08時(shí)有所減弱。上述分析表明，水汽通量加強(qiáng)與西南急流加強(qiáng)有關(guān)，8日夜間到9日凌晨為降雪最集中時(shí)段，也證實(shí)了中層700 hPa水汽條件對(duì)強(qiáng)降雪的貢獻(xiàn)[10-13]。

采用NCEP再分析資料，做水汽通量散度的時(shí)間剖面圖(見(jiàn)圖6)，從圖上也可以很清晰的看出，7日05時(shí)左右在850 hPa附近出現(xiàn)水汽輻合中心，高層600 hPa以上為輻散氣流，低層輻合高層輻散的水汽垂直輸送條件，為7—8日白天的大范圍較強(qiáng)降雨提供了有利條件。8日20時(shí)—9日02時(shí)，中層西南暖濕氣流加強(qiáng)，強(qiáng)水汽輻合中心位于700 hPa附近，850 hPa及以下由于冷空氣鍥入為下沉氣流，暖濕氣流沿冷空氣墊爬升，中層逆溫同時(shí)又加強(qiáng)了輻合上升運(yùn)動(dòng)，使得強(qiáng)降雪得以出現(xiàn)和維持。趙坤、李進(jìn)[14-17]等指出，降雪過(guò)程中對(duì)流層中高層強(qiáng)西南急流與暴雨過(guò)程具有相同點(diǎn)，但低層西南風(fēng)不強(qiáng)，與暴雨過(guò)程不同。9日20時(shí)，整層為輻散下層氣流，雨雪結(jié)束。

圖6 2016年11月7—9日沿110°E、30°N水汽通量散度時(shí)間剖面圖(單位：10-8g·cm-2·hPa-1·s-1)Fig.6 Flow divergence time profile along 110°E、30°N November 7—9，2016 (unit∶10-8g·cm-2·hPa-1·s-1)

2.3.2 強(qiáng)輻合上升運(yùn)動(dòng) 從垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)間演變圖看(圖7)，在雨雪持續(xù)期間的7—9日上午，恩施州上空始終有較強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，其中出現(xiàn)兩個(gè)大值中心，分別是7日08時(shí)的700 hPa附近、9日02時(shí)的500 hPa附近，中心值為-0.45×10-3hPa·s-1。從散度時(shí)間剖面圖可以看到(圖8),7—9日14時(shí)，低層輻合高層輻散的配置始終存在，同樣在7日08時(shí)、9日02時(shí)有兩個(gè)輻合中心，7日08時(shí)，600 hPa以下為輻合區(qū)，最強(qiáng)出現(xiàn)在850 hPa附近，為-2×10-5s-1，最強(qiáng)輻散出現(xiàn)在250 hPa附近，為1×10-5s-1。9日02時(shí)，最強(qiáng)輻合中心位于700 hPa附近，為-1×10-5s-1，高層強(qiáng)輻散中心同樣位于250 hPa附近，但下沉氣流更強(qiáng)，輻散最值為2.5×10-5s-1。此時(shí)，低層到地面已受冷空氣影響形成冷墊，暖濕氣流沿冷墊爬升形成降雪，與前述吻合。

圖7 2016年11月7—9日沿110°E、30°N垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)間剖面圖(單位：10-3hPa·s-1)Fig.7 Diagram of vertical motion time along 110°E、30°N ,November 7—9，2016 (Units:10-3hPa·s-1)

圖8 2016年11月7—9日沿110°E、30°N散度時(shí)間剖面圖(單位：10-5s-1)Fig.8 A time profile along 110°E、30°N November 7—9， 2016 (Units: 10-5s-1)

從水汽通量散度經(jīng)向剖面圖看，7日08時(shí)(圖9a)，110°E附近及上空低層輻合高層輻散特征非常明顯，最強(qiáng)輻合中心在850 hPa附近，7—8日白天，該時(shí)段基本持續(xù)大雨天氣。8日20時(shí)(圖9b)，強(qiáng)輻合中心向西南移動(dòng)，低層最強(qiáng)輻合中心位于100°E附近近地層，在本次降雪區(qū)(110°E)上空，水汽輻合中心位于700 hPa附近，850 hPa及以下則因?yàn)槔淦搅魅肭譃橄鲁翚饬鳎椇陷S線呈明顯的NW-SW帶狀，與700 hPa西南急流軸一致，暖濕氣流沿著冷空氣墊爬升，在8日夜間—9日早晨出現(xiàn)強(qiáng)降雪，再一次印證了前述結(jié)論。

圖9 2016年11月7日08時(shí)(a)、8日20時(shí)(b)沿30°N水汽通量散度垂直剖面圖(單位：10-8g·cm-2·hPa-1·s-1)Fig.9 Vertical profiles of water vapor flux divergence along 30°N at 0800 hours (a) and 0800 hours (b) on November 7，2016 (unit∶10-8g·cm-2·hPa-1·s-1)

2.3.3 有利的溫度層結(jié)條件 此次暴雪發(fā)生在秋季，對(duì)比恩施州各國(guó)家觀測(cè)站60余年歷史資料，比歷史初雪日普遍提前20～30 d，為有氣象資料記錄以來(lái)首次。而此次暴雪有一個(gè)由暴雨轉(zhuǎn)換為暴雪的相態(tài)變化，這也是預(yù)報(bào)之難點(diǎn)，故有必要探討秋季雨雪轉(zhuǎn)換中的溫度指標(biāo)條件。

假相當(dāng)位溫θse反應(yīng)了大氣的溫濕狀況，其分布反應(yīng)了大氣中能量分布特征和溫度分布特征。從假相當(dāng)位溫時(shí)間剖面圖看(圖略)，7日，從高層到地面均為暖平流，θse≥320 K，其中在400 hPa附近為340K左右的高能中心，說(shuō)明西南暖濕氣流發(fā)展較強(qiáng)。8日白天開(kāi)始，850 hPa及以下出現(xiàn)θse≤300 K的小值區(qū)，小值中心區(qū)出現(xiàn)在8日14時(shí)的850 hPa附近，340 K左右的高值區(qū)仍位于400 hPa附近，此時(shí)，高能舌疊加在低能舌之上，形成上暖下冷的溫度層結(jié)，低層冷空氣墊的形成，為雨轉(zhuǎn)雪提供了條件，從前述利川站實(shí)測(cè)，于8日11時(shí)35分轉(zhuǎn)雨夾雪，從理論分析，地面海拔更高山區(qū)也已轉(zhuǎn)雪或雨夾雪。

恩施州海拔1 000 m以上地區(qū)大范圍轉(zhuǎn)純雪主要出現(xiàn)在8日20時(shí)后，本文選取11月8日08時(shí)和20時(shí)恩施站探空?qǐng)D做對(duì)比分析(圖10)。

圖10 2016年11月8日08時(shí)(a)、20時(shí)(b)恩施站T-lnp圖Fig.10 T-lnp map of 08:00(a),20:00(b) on November 8, 2016

20時(shí)與08時(shí)比較，冰相層(高層)相差不大，重點(diǎn)關(guān)注中低層，有以下兩個(gè)不同點(diǎn)。一是逆溫層的變化，20時(shí)相對(duì)于08時(shí),逆溫層增厚，由08時(shí)的600～650 hPa之間加厚到600～700 hPa之間，同時(shí)逆溫由08時(shí)的-2～-3 ℃升高到-1～-2 ℃；二是0 ℃層和近地面溫度的變化，08時(shí)0 ℃層高度在2 120 m(840 hPa),20時(shí)降低到1 600 m(850 hPa),近地面925 hPa由08時(shí)的6 ℃降低為4 ℃，地面氣溫在海拔1 000 m附近降至2 ℃以下，以利川為例，降至1.6 ℃。徐雙柱等[5]在分析研究中得到湖北降雪特點(diǎn)，即地面氣溫在2 ℃或以下、850 hPa在0 ℃以下時(shí)，降水性質(zhì)為雪或雨夾雪，與8日20時(shí)利川站、9日08時(shí)海拔800 m以下出現(xiàn)降雪的咸豐、宣恩站溫度條件吻合，該指標(biāo)也可作為鄂西南地區(qū)降雪指標(biāo)。

3 結(jié)論與討論

綜合上述分析，有以下主要結(jié)論：

①2016年11月7—9日出現(xiàn)在湖北省西南部山區(qū)的暴雨轉(zhuǎn)暴雪天氣，是東移南下強(qiáng)冷空氣與西南強(qiáng)暖濕氣流共同作用的結(jié)果。低空急流的形成與維持，南支槽前正渦度的加強(qiáng)以及中層正好處于冷暖氣流交匯區(qū)，這種高層輻散、低層輻合的有利配置，是7—8日產(chǎn)生大范圍大雨、局部暴雨的主要天氣背景；8日夜間到9日的暴雪產(chǎn)生，除中層700 hPa西南暖濕氣流加強(qiáng)對(duì)降雪增幅的貢獻(xiàn)外，還主要受東、西兩路冷空氣匯合加強(qiáng)共同影響。

②動(dòng)力鋒生產(chǎn)生的正、反兩支鋒面次級(jí)環(huán)流是造成降雪最直接的中尺度系統(tǒng)，正反環(huán)流圈伴隨強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，暖濕空氣沿冷墊爬升，產(chǎn)生強(qiáng)降雪。

③此次雨雪持續(xù)期間，水汽充沛，影響區(qū)上空NE-SW帶狀水汽通道一直存在，且伴有強(qiáng)的水汽輻合。在強(qiáng)降雪影響期間，影響區(qū)上空同樣存在NE-SW帶狀動(dòng)力結(jié)構(gòu)，這種鋒面斜壓性特征，加強(qiáng)了輻合上升運(yùn)動(dòng)。

④針對(duì)秋季雨雪轉(zhuǎn)換的溫度層結(jié)特點(diǎn)，重點(diǎn)關(guān)注中層逆溫和近地層氣溫變化。綜合相關(guān)文獻(xiàn)及本文研究結(jié)果，針對(duì)湖北地區(qū)降雪，850 hPa在0 ℃或以下、地面氣溫在2 ℃或以下，可作為雨轉(zhuǎn)雪或雨夾雪的溫度指標(biāo)。中層逆溫不是降雪必備條件，但對(duì)于產(chǎn)生強(qiáng)降雪需要適宜的中層逆溫，本次暴雪災(zāi)害個(gè)例逆溫出現(xiàn)在-1 ℃附近，該指標(biāo)也可作為秋季降雪的參考指標(biāo)。