一次南方特大暴雪災(zāi)害過(guò)程診斷分析

楊青瑩楊萬(wàn)康鄭智佳許雪峰施偉勇

（1.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所海洋環(huán)流與波動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島 266071，2.國(guó)家海洋局第二海洋研究所工程海洋學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310012；3.湖州市港航管理局，浙江湖州 313000）

一次南方特大暴雪災(zāi)害過(guò)程診斷分析

楊青瑩1，3楊萬(wàn)康1，2鄭智佳2許雪峰2施偉勇2

（1.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所海洋環(huán)流與波動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島 266071，2.國(guó)家海洋局第二海洋研究所工程海洋學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310012；3.湖州市港航管理局，浙江湖州 313000）

采用NCEP逐日0.5°×0.5°再分析資料對(duì)2008年1月發(fā)生在中國(guó)南方地區(qū)的暴雪過(guò)程進(jìn)行診斷分析，通過(guò)對(duì)水汽分布、低空西南急流、切變線和垂直大氣運(yùn)動(dòng)等氣象要素分析表明：副熱帶高壓異常偏北，低空西南急流活躍，為南方地區(qū)輸送了充沛的水汽；中高緯度歐亞地區(qū)大氣環(huán)流經(jīng)向度偏大，冬季風(fēng)偏強(qiáng)，導(dǎo)致冷空氣勢(shì)力較強(qiáng)；強(qiáng)冷空氣與暖濕氣流匯合，加上匯合帶的強(qiáng)抬升作用，共同造成了此次南方地區(qū)的大范圍降雪天氣過(guò)程。

暴雪；水汽輸運(yùn)；低空急流；切變線

1　引言

暴雪是我國(guó)冬季常見(jiàn)的一種災(zāi)害性天氣現(xiàn)象，我國(guó)的暴雪災(zāi)害主要集中在東北地區(qū)和西北高原山區(qū)。江南地區(qū)冬季則多雨少雪，主要是暖濕氣流與冷空氣在此交匯，沿冷鋒抬升冷卻而使水汽凝結(jié)的結(jié)果［1］，但有時(shí)在特定的天氣背景下也會(huì)產(chǎn)生大雪以上的災(zāi)害性天氣。2008年1月25日至29日期間，我國(guó)南方地區(qū)出現(xiàn)了罕見(jiàn)暴雪災(zāi)害。這次歷史罕見(jiàn)的低溫雨雪冰凍災(zāi)害有8個(gè)方面的氣象指標(biāo)突破了我國(guó)上世紀(jì)50年代有氣象記錄以來(lái)的極值，包括平均降水量、長(zhǎng)江中下游及貴州的連續(xù)冰凍日數(shù)等，對(duì)我國(guó)南方地方造成了嚴(yán)重的損失［2-3］。

關(guān)于南方冰雪災(zāi)害前人做過(guò)很多研究。楊柳［4］等利用非靜力中尺度數(shù)值模式MM5對(duì)2003年2月江淮地區(qū)暴雪過(guò)程進(jìn)行了模擬研究，結(jié)果表明：低空西南急流、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和熱力場(chǎng)的相互配置和耦合關(guān)系非常有利于暴雪切變線的發(fā)展及暴雪形成與維持。陳麗芳［5］在南方兩次相似降雪（雨）過(guò)程的對(duì)比研究中得到：南方大雪的產(chǎn)生須由東北風(fēng)回流產(chǎn)生的冷平流在華東一帶形成冷中心，冰雪集中區(qū)與降雪帶的位置相對(duì)應(yīng)，含雪量最大值中心在600～700hPa。朱紅等［6］研究發(fā)現(xiàn)：年降雪頻數(shù)和降雪量與冬季（1、2月份）氣溫呈顯著反相關(guān)，上空逆溫、地面低溫是降雪的有利條件，而積雪則與地面溫度關(guān)系極大。馬金福等［7］研究表明，700hPa高空如果溫度太高成了融化層，這樣的層結(jié)條件極有利于冰粒等其它固態(tài)降水的形成。馬曉剛［8］分析表明，西南暖濕氣流及北方強(qiáng)冷空氣的不斷補(bǔ)充是造成南方連續(xù)出現(xiàn)冰凍雨雪天氣及造成嚴(yán)重災(zāi)害的充分必要條件。馬振升［9］研究發(fā)現(xiàn)暴雪天氣一般發(fā)生在經(jīng)向環(huán)流與緯向環(huán)流相互調(diào)整之時(shí)，低空急流與低層切變線上氣旋性曲率東擴(kuò)或低渦東移是產(chǎn)生暴雪的重要原因。徐雅等人利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析了柳州典型冰凍雨雪災(zāi)害的光譜特征，分析了海拔高度對(duì)冰雪災(zāi)害的影響［10］。此外，許多學(xué)者也通過(guò)多種方法對(duì)南方暴雨雪異常天氣過(guò)程進(jìn)行了大量研究［11-13］。

以上關(guān)于我國(guó)南方暴雪的天氣分析研究可見(jiàn)，副高、急流、切變線、低渦等是南方暴雪過(guò)程中重要的天氣系統(tǒng)［14-15］。受多種因子影響，南方暴雪具有其獨(dú)特性和復(fù)雜性，降雪過(guò)程突發(fā)性強(qiáng)、強(qiáng)度大且分布不均衡。本文利用NCEP逐日0.5°×0.5°再分析資料對(duì)2008年1月發(fā)生在我國(guó)南方地區(qū)的暴雪天氣過(guò)程進(jìn)行天氣動(dòng)力學(xué)診斷分析，為將來(lái)南方暴雪天氣的預(yù)報(bào)和服務(wù)提供參考。

1　南方暴雪概況介紹

2008年1月25日到29日，我國(guó)南方大部分地區(qū)出現(xiàn)暴雪天氣。根據(jù)中央氣象臺(tái)發(fā)布的1月28日的積雪深度（圖1，見(jiàn)彩圖）可以看到，安徽中部，江蘇西部小部分地區(qū)以及河南南部小部分地區(qū)的積雪深度超過(guò)了40 cm，江蘇中部地區(qū)，安徽部分地區(qū)的積雪深度超過(guò)30 cm，江西、湖北、浙江、河南和江蘇部分地區(qū)的積雪深度超過(guò)20 cm，武漢最大積雪深度達(dá)27 cm。南方地區(qū)，河南、湖北、湖南、安徽、江蘇、浙江、江西部分地區(qū)和貴州部分地區(qū)都有積雪覆蓋。持續(xù)低溫雨雪冰凍災(zāi)害給交通運(yùn)輸、電力傳輸、通訊設(shè)施、農(nóng)業(yè)及人民群眾生活造成嚴(yán)重影響和損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，此次低溫雨雪冰凍災(zāi)害，共造成農(nóng)作物受災(zāi)面積1100多萬(wàn)公頃，受災(zāi)人口達(dá)1億多人，直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)1500億元。

2　暴雪成因分析

2.1水汽分布特征

1月25-28日期間，我國(guó)南方大部分地區(qū)850hPa上相對(duì)濕度均＞90%，有一條明顯的濕舌由我國(guó)南部海面向內(nèi)陸延伸。25日00時(shí)（圖2a，見(jiàn)彩圖）廣東、廣西、貴州、湖南南部和江西南部地區(qū)上空的相對(duì)濕度都超過(guò)了95%，26日00時(shí)（圖2b，見(jiàn)彩圖）濕舌向北擴(kuò)展，除去原來(lái)的地區(qū)外，湖南和江西絕大部分地區(qū)，以及浙江省的上空相對(duì)濕度都超過(guò)了95%。27日00時(shí)（圖2c，見(jiàn)彩圖），濕舌繼續(xù)向北伸展，同時(shí)可以看到在我國(guó)西南地區(qū)有一條細(xì)長(zhǎng)的濕舌從中南半島西側(cè)的印度洋面上伸入我國(guó)西南地區(qū)，造成了四川、重慶、貴州、湖北和湖南上空的濕度加大。28日00時(shí)（圖2d，見(jiàn)彩圖），來(lái)自印度洋面上的濕舌加強(qiáng)，使得整個(gè)高濕度區(qū)域有了明顯的調(diào)整，在東部沿海地區(qū)繼續(xù)向北擴(kuò)張，江蘇和安徽地區(qū)上空的濕度也達(dá)到了95%。整個(gè)過(guò)程表明西北太平洋洋面和西南氣流為這次南方暴雪輸送了大量的水汽。

2.2低空急流和切變線分布

低空偏南急流與暴雪關(guān)系非常密切，較大的降雪過(guò)程幾乎都有低空偏南急流伴隨。低空急流不但可以為形成暴雪提供水汽，而且還造成上升運(yùn)動(dòng)和不穩(wěn)定條件，所以冬季東亞地區(qū)出現(xiàn)的低空偏南急流對(duì)暴雪天氣有很好的指示意義。在大雪之前出現(xiàn)的低空偏南急流，通常都是一些天氣尺度的急流，其雖不像盛夏暴雨前出現(xiàn)在副熱帶高壓西側(cè)的低空急流那樣，空間尺度可達(dá)數(shù)千公里，但是在冬季風(fēng)盛行的季節(jié)里，西北風(fēng)控制地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)勁的偏南風(fēng)，這本身就是一個(gè)不尋常的事件。暴雪天氣通常從低空急流形成后不久即開(kāi)始出現(xiàn)。

在我國(guó)南方地區(qū)700hPa上空有明顯的西南風(fēng)高風(fēng)速帶，風(fēng)速在12m·s-1到30m·s-1之間，從中南半島西岸起進(jìn)入東亞大陸經(jīng)過(guò)我國(guó)云南、貴州、湖南、湖北、江西北部、安徽、江蘇和浙江，是一條西南急流。西太平洋上的副高呈現(xiàn)巨大的反氣旋流場(chǎng)，其西北側(cè)也是一條急流，這條急流與西南急流相匯共同加強(qiáng)了西南急流（圖3a，見(jiàn)彩圖）。這條極強(qiáng)的西南風(fēng)急流貫穿我國(guó)南方地區(qū)，持久穩(wěn)定地存在，西南急流最大盛行范圍可達(dá)30°N。28日0時(shí)開(kāi)始有冷空氣從高緯向低緯地區(qū)運(yùn)動(dòng)，在30°N附近與西南急流會(huì)合（圖3b，見(jiàn)彩圖），西南低空急流有利于水汽的輸送，而從高緯地區(qū)南下的徑向環(huán)流，則利于冷空氣的輸送，這樣的流場(chǎng)極有利于在江蘇、浙江、安徽、湖北地區(qū)引起強(qiáng)降水，如果冷空氣的溫度很低，就會(huì)形成降雪天氣。

在850hPa的流場(chǎng)圖上可以看到，25日0時(shí)（圖4a）南方地區(qū)主要受來(lái)自印度洋西南氣流和西太平洋氣流的控制，這種氣流非常利于水汽的輸送，為降雪天氣積累了足夠的水汽基礎(chǔ)，此時(shí)切變線位置主要在30°N附近。到了28日0時(shí)（圖4b）來(lái)自高緯地區(qū)的徑向環(huán)流為我國(guó)南方地區(qū)帶來(lái)大量的冷空氣，高緯度地區(qū)的冷氣流和來(lái)自低緯洋面的暖濕氣流在25°N左右匯合，強(qiáng)冷空氣和暖濕氣流匯合形成切變線，切變線的位置在冷空氣的作用下向南偏移了5個(gè)緯度。

2.3降雪區(qū)垂直速度分析

我們選取500hPa高度研究降雪區(qū)大氣環(huán)流垂直速度，27日6時(shí)（圖5a，見(jiàn)彩圖）垂直環(huán)流上升中心東移到達(dá)湖北、河南和安徽的交界處，中心上升速度為1.2Pa·s-1，在安徽中部和江蘇南部部分地區(qū)有一個(gè)0.8Pa·s-1的高值中心，正好對(duì)應(yīng)了之后這些地區(qū)的強(qiáng)降雪。27日18時(shí)（圖5b，見(jiàn)彩圖）在安徽中部大范圍地區(qū)和江蘇中部邊界出現(xiàn)了中心速度為1.0 Pa·s-1的上升中心，配合當(dāng)?shù)氐乃麠l件，造成了該地區(qū)的強(qiáng)降雪，27日00時(shí)到28日00時(shí)的24小時(shí)降雪超過(guò)了20cm。28日0時(shí)（圖5c，見(jiàn)彩圖）在四川、貴州邊境，重慶、湖北和安徽中部形成了一條垂直上升運(yùn)動(dòng)高值區(qū)，湖北西部上升速度達(dá)到1.4 Pa·s-1。6小時(shí)后（圖5d，見(jiàn)彩圖）在我國(guó)南方地區(qū)出現(xiàn)了兩個(gè)上升運(yùn)動(dòng)中心，一個(gè)在浙江北部、安徽南部和江西北部，中心上升速度為1.0Pa·s-1；另一個(gè)呈帶狀，跨過(guò)了湖北中部、河南南部小部分地區(qū)、安徽南部和江蘇中部地區(qū)，上升速度普遍都超過(guò)了0.6 Pa·s-1，中心上升區(qū)在湖北中部，速度為1.0Pa·s-1，也都恰好對(duì)應(yīng)了這些地區(qū)的強(qiáng)降雪。由以上分析表明，暴雪主要產(chǎn)生在強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，高空大氣層的抽吸作用促進(jìn)了中低層環(huán)流的上升運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)使暖濕空氣輻合抬升有利于強(qiáng)降雪的產(chǎn)生。

3　結(jié)論

（1）2008年南方暴雪期間副熱帶高壓異常偏北，低空西南急流活躍，為南方地區(qū)輸送充沛的水汽是這次大暴雪形成的重要原因之一。

（2）中高緯度歐亞地區(qū)的大氣環(huán)流經(jīng)向度加大，冬季風(fēng)偏強(qiáng)，提供大量的冷空氣；強(qiáng)冷空氣與大量暖濕空氣匯合形成切變線，加上匯合帶上的強(qiáng)抬升作用，造成了此次南方地區(qū)大范圍降雪過(guò)程。

圖4　2008年1月25日0時(shí)（a），1月28日0時(shí)（b）850hPa上空切變線位置示意圖

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Diagnostic analysis of a blizzard in Southern of China

Yang Qing-ying1，3Yang Wan-kang1，2Zheng Zhi-jia2Xu Xue-feng2Shi Wei-yong2
（1.Key Laboratory of Ocean Circulation and Waves，Institute of Oceanography，Chinese Academy of Science，Qingdao 266071，China 2.Key Laboratory of Engineering Oceanography，the Second Institute of Oceanography，State Oceanic Administration，Hangzhou 310012，China 3.Port Management Bureau of Hu Zhou，Huzhou，313000，China）

Based on the daily reanalysis data NCEP（0.5°×0.5°），a heavy snowstorm event on January 2008 in southern of China was diagnosed.The diagnostic study on water vapor，southwest low level-jet，shear line and vertical movement indicates that the subtropical anticyclone locates at higher latitude，which strengthens the southwest jet and brings abundant water vapor to Southern China.The winter monsoon from high latitude region is strong，which transport more cold air to the south.The convergence of strong cold air and warm wet air flow induces violent ascending motion，which leads to the blizzard in Southern China.

blizzard；water vapor transport；low level-jet；shear line

P458.3

A

1673-8411（2015）02-0036-05

2015-03-15

中國(guó)科學(xué)院海洋環(huán)流與波動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金（KLOCAW1406）；海洋二所專項(xiàng)科研基金（JG1408）

楊青瑩（1985-），女，工程師，從事海洋水文和氣象工作，E-mail：qingying0411@163.com