一次雨雪寒潮過程天氣形勢演變分析

王曉騫，王春峰

（宜春市氣象局，江西 宜春336000）

2016 年1 月20 日～26日，一場被稱為40年以來最強冷空氣的天氣過程被媒體廣泛報道和傳播，全國各級氣象部門均嚴陣以待，等待暴風雪和強寒潮的來襲。隨著預報時效的不斷更新，強度一直在往偏弱方向調(diào)整，但大部分地區(qū)仍然預報冷空氣造成的影響接近或超過歷史極值。

江西作為冷空氣主要影響區(qū)域，從預報全省性大到暴雪，逐步轉(zhuǎn)為預報贛北和贛東北大到暴雪，到最后只在贛北北部和贛東北地區(qū)出現(xiàn)強降雪天氣。贛北南部和贛中地區(qū)整個過程以雨夾雪或小雪為主，并沒有想象之中的漫天雪花飛舞的情景，這也給氣象服務帶來了一定的困擾。

寒潮冷空氣過程是江西地區(qū)冬季重要的災害性天氣之一，而且伴隨著降雨相態(tài)的多重變化，在預報上有較大難度。和降雨過程類似，降雪特別是大雪以上天氣過程也要求水汽、動力和熱力條件的搭配，特別是對溫度層結(jié)結(jié)構有特定的要求。大雪天氣的產(chǎn)生是由中層鋒區(qū)的擾動加強、底層冷空氣的入侵、中低層西南急流的建立以及適宜的熱力條件綜合作用的成果。江西地區(qū)一般以700hpa低于0℃，850hpa或925hpa低于-2℃，地面氣溫低于1℃為降雪標準。

鄭婧等對江西大雪天氣的系統(tǒng)歸納分析表明，大雪期間，阻塞高壓和中低緯鋒區(qū)異常強盛，700hpa切變和西南急流為主要影響系統(tǒng)，其南側(cè)最大風速超過16m/s。雪區(qū)位于冷式切變線以南1～3個緯距或暖式切變附近，對流程中低層一般均存在逆溫，地面冷空氣多為中路，蒙古冷高壓異常強大。余政等對2011年1月九江地區(qū)暴雪過程分析表明，西南暖濕氣流沿低層東北冷回流在長江流域形成的冷墊爬升是強降雪產(chǎn)生的動力機制，同時高低空急流耦合作用形成的次級環(huán)流作用不可忽略。

此外，其他省、市不少學者對強降雪進行的很多研究都給本次過程以很好的指導，本文主要從天氣形勢配置出發(fā)，總結(jié)此次過程天氣尺度形勢場的變化特征，并從垂直層結(jié)和水汽方面討論降雪帶南壓緩慢的原因，希望下次類似過程能夠?qū)笛┞鋮^(qū)進行更為精準的預報。

圖1 20日20時～23日08時主要降雪時段間隔12h雪區(qū)分布與天氣形勢圖

1 主要結(jié)論

1.1 降雪落區(qū)與天氣形勢場關系

由圖1可知：從6個時次降雪落區(qū)分布來看，均與700hpa切變和850hpa、-2℃線有很好的對應關系。可以分為兩次降雪過程，第一次是20日08時～21日20時，隨著500hpa短波槽東移，700hpa切變緩慢在江北一帶南壓，此時850hpa切變位于雪區(qū)南側(cè)不遠，提供一定的動力抬升作用之外，切變北側(cè)偏北氣流也提供了冷墊，使700hpa暖濕西南氣流順利爬升。同時，200hpa有一支強盛的82～90m/s的高空急流在江北上空由西向東穿過，與700hpa西南急流耦合產(chǎn)生次級環(huán)流，加強了該區(qū)域內(nèi)的動力抬升作用，形成大面積降雪。至21日20時，700hpa切變壓至長江入?？谝粠У貐^(qū)，降雪區(qū)域縮減至最小。22日08時，隨著新的南支槽東移，700hpa在湖南、湖北、安徽、江蘇一線形成新的切變線，由于溫度層結(jié)條件因前一次冷空氣降雪過程已經(jīng)變得十分適宜，700hpa西南急流再一次加強也輸送了更多的水汽，因而引發(fā)了新一輪的更強降雪。同時，22日08時贛東北、浙西北和皖南的強降雪主要由風速輻合造成。22日20時，伴隨著橫槽整體轉(zhuǎn)豎，冷空氣進一步加強，降雪帶快速南壓并擴大范圍，最后于23日20時冷高壓完全控制時，水汽條件消失，結(jié)束雨雪天氣過程，進入強降溫寒潮天氣。

1.2 500hpa形勢場演變特征

圖2 20日20時～23日20時間隔24h500hpa形勢場演變圖

由圖2可知，從500hpa形勢來看，副高的位置一直十分穩(wěn)定，西高（烏拉爾山高壓脊）東低（貝湖低壓南壓轉(zhuǎn)為東北冷渦）的天氣形勢配置相對也較為穩(wěn)定。降雪過程主要發(fā)生在烏拉爾山高壓脊發(fā)展為阻塞高壓階段，23日20時阻高崩潰后，引導橫槽轉(zhuǎn)豎，進入強降溫寒潮天氣過程。貝湖低壓中心隨著阻高的增強不斷緩慢南壓，但冷渦中心一直保持，也是冷空氣持續(xù)的主要因素。同時，青藏高原南側(cè)不斷有短波槽擾動東移，孟加拉灣低槽也一直穩(wěn)定不動在副高的西南氣流北側(cè)，并分裂出多個短波系統(tǒng)攜帶水汽東移北上，為大范圍降雪提供水汽條件。

1.3 地面氣壓場演變特征

圖3 20日20時～23日20時間隔24h地面氣壓場演變特征

圖4 20日20時～23日20時南昌站間隔24h探空圖

由圖3可知：20日20時冷高壓中心位于烏拉爾山地區(qū)，與高空高壓脊對應。隨著烏山高壓脊演變成阻塞高壓，21日后地面出現(xiàn)寬廣強盛的高壓區(qū)域，覆蓋了歐洲大部和蒙古地區(qū)。20～22日冷鋒南壓，對應了雨雪天氣過程，23日20時高壓中心南緣壓至蒙古河套地區(qū)，促使另一股強冷空氣南下，引發(fā)寒潮降溫天氣。到24日20時，蒙古冷高壓減弱并分裂為2個高壓中心（圖略），分裂后的南部高壓中心一直向東南方向移動，引發(fā)大規(guī)模的寒潮天氣過程，大部地區(qū)最低氣溫達到或超過歷史極值。

1.4 垂直結(jié)構特征

由圖4可知：探空圖能清晰顯示過程系統(tǒng)的垂直結(jié)構特征，降雪與水汽、逆溫層和風場有關。20日20時低層925hpa以下東北回流冷墊特征明顯，中低層存在逆溫層，濕層相對比較深厚，但由于850hpa溫度高于0℃，因此并沒有出現(xiàn)降雪天氣。21日20時850hpa轉(zhuǎn)東北氣流，溫度層結(jié)條件達到，但由于700hpa為正西風，濕度條件略差，因此降雪不大。到22日20時，冷墊維持，逆溫層維持，且整層溫度均下降到0℃以下，相對濕度大，但以700hpa偏西氣流為主，絕對濕度不大，因而降雪雖有加強，但總體強度并未加大。至23日20時，濕度條件明顯減弱，且700hpa轉(zhuǎn)西北氣流，水汽條件消失，降雪結(jié)束。因此，此次過程降雪在初期水汽條件優(yōu)越的時候，層結(jié)條件不夠，而在第二次過程中溫度層結(jié)條件優(yōu)越，但水汽又略有不足，因此總體降雪量并沒有前期預報的大。水汽和溫度層結(jié)的配合沒有達到預期的標準。

2 結(jié)語

此次過程降雪分為兩段，降雪落區(qū)位于700hpa切變線兩側(cè)或風速輻合地帶，暖濕氣流沿850hpa切變北側(cè)偏北氣流形成的冷墊爬升是降雪產(chǎn)生的動力機制，高低空急流耦合產(chǎn)生的次級環(huán)流作用加強了抬升作用。穩(wěn)定的副高和孟加拉灣低槽為通過分裂的短波擾動提供水汽。

500hpa形勢演變主要是烏拉爾山高壓脊發(fā)展為阻高并崩潰的過程，貝湖低壓東移南壓，并伴有橫槽轉(zhuǎn)豎形勢變化。阻高發(fā)展階段對應強降雪天氣，阻高崩潰對應后期寒潮降溫天氣過程。

地面氣壓場最大特征為寬廣強盛的高壓系統(tǒng)，由烏拉爾山冷高壓發(fā)展而成覆蓋歐洲大部和蒙古地區(qū)的冷高壓。寬廣冷高壓維持階段對應降雪天氣，冷高壓分裂后南下對應寒潮降溫天氣。從南昌站探空演變特征來看，此次過程降雪較預報偏弱的主要原因是水汽場與溫度層結(jié)的不匹配。