2015年11月23-24日商丘市暴雪天氣過程分析

戚易明

（商丘市梁園區(qū)氣象局，河南 商丘 476000）

2015年11月23-24日商丘市暴雪天氣過程分析

戚易明

（商丘市梁園區(qū)氣象局，河南 商丘 476000）

本文利用常規(guī)觀測(cè)資料、數(shù)值預(yù)報(bào)等，從天氣形勢(shì)和物理量場兩方面對(duì)2015年11月23-24日河南省商丘市一次區(qū)域性暴雪天氣過程進(jìn)行診斷分析發(fā)現(xiàn)：此次過程主要是由低槽和冷空氣共同影響造成，低槽東移發(fā)展，促使冷暖空氣在商丘上空交匯，為暴雪的產(chǎn)生提供了大尺度的環(huán)流背景；700hPa西南急流將四川盆地的暖濕空氣不斷向商丘輸送，為降水提供了水汽條件，同時(shí)，高低空急流的耦合作用促使低層輻合高層輻散（在物理量場上也有較好的體現(xiàn)），也為此次降水提供了較好的動(dòng)力條件；此外，北方干冷空氣的入侵，使低層形成冷墊，且低層有逆溫存在，為雨轉(zhuǎn)雪提供了有利的溫度條件，地面圖上，偏北風(fēng)不僅使溫度降到零度以下，同時(shí)“天南地北”的高低空風(fēng)場配合也有利于暴雪的形成。

暴雪；冷空氣；水汽輻合；環(huán)流背景

暴雪是冬季常見的災(zāi)害性天氣之一［1］，由暴雪引起的道路結(jié)冰和積雪經(jīng)常給城市交通、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和電力部門等帶來不利影響，但同時(shí)也對(duì)凈化空氣、增加土壤墑情十分有利。在2015年11月23-24日河南省商丘市暴雪過程前期，受厄爾尼諾的影響，溫度一直較常年同期偏高，而本次降雪強(qiáng)度大且時(shí)段集中，使得商丘大部分地區(qū)出現(xiàn)低溫凍害天氣。福集鄉(xiāng)、周堂鎮(zhèn)、張閣鎮(zhèn)等48個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭受暴雪襲擊。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，受災(zāi)人口達(dá)8 406人，受災(zāi)面積為976.7hm2，嚴(yán)重?fù)p壞房屋42間、15戶，災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1326.3萬元，其中農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失1 247.3萬元，家庭財(cái)產(chǎn)79萬元。本次降雪是自1993年以來歷史同期降雪量最大的一次。

近年來，多數(shù)專家和學(xué)者對(duì)河南暴雪的形勢(shì)特征和形成機(jī)理進(jìn)行了分析［2-3］，但受全球變暖的影響，暴雪在商丘發(fā)生的次數(shù)不多，對(duì)暴雪天氣的落區(qū)及時(shí)段預(yù)報(bào)仍缺乏足夠的經(jīng)驗(yàn)。本文利用常規(guī)觀測(cè)資料、數(shù)值預(yù)報(bào)和物理量場等對(duì)此次區(qū)域暴雪進(jìn)行診斷分析，以為今后預(yù)報(bào)相似天氣過程提供參考，提高此類災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和服務(wù)質(zhì)量。

1 天氣概況

受低槽東移和冷空氣的共同影響，2015年11月23-24日，商丘出現(xiàn)了一次明顯雨轉(zhuǎn)雪的天氣過程。23日08:00-24日20:00，全市平均降水量為37.2mm，最大降水量出現(xiàn)在夏邑50.9mm，最大雪深出現(xiàn)在寧陵19.5cm（見表1），主要降雪時(shí)段集中在24日白天。從河南省24日08:00-20:00（該時(shí)段為純雪）的降水量分布圖（見圖1）可以看出，降水主要集中在河南東部及東南部地區(qū)，商丘平均降水量為11.3mm，位居全省第一；該時(shí)段降雪最大的前十個(gè)站點(diǎn)中，商丘占5個(gè)，最大值出現(xiàn)在虞城16mm，且其08:00-14:00共6h的降雪量達(dá)到14mm（位居全省第一）（見圖2）。此次過程為1993年以來歷史同期（11月）降雪量最大的一次。

表1 23日08:00-24日20:00商丘各縣市降水量及雪深

圖1 24日08:00-20:00河南省降水量（純雪）分布圖

圖2 23日11:00至24日20:00商丘和虞城6個(gè)時(shí)段的降水量柱狀圖

2 成因分析

利用Micaps數(shù)據(jù)資料和常規(guī)觀測(cè)站資料等，對(duì)此次降雪過程的形成機(jī)理進(jìn)行分析。從天氣形勢(shì)演變、影響系統(tǒng)、探空資料、水汽條件和動(dòng)力條件等方面進(jìn)行綜合分析，確定本次過程為低槽和東路冷空氣共同影響形成的暴雪天氣。

2.1 天氣形勢(shì)分析

2.1.1 高空形勢(shì)場分析。從500hPa高空?qǐng)D上（見圖3）可以看出，23日20:00，銀川到武都、西安到成都分別有一低槽，河南省位于槽前西南氣流中。同時(shí)，在貝加爾湖附近一帶有冷空氣堆積，中心溫度達(dá)到-39℃。在700hPa高空?qǐng)D上（見圖4），低渦位于陜西、甘肅兩省交界處，切變線經(jīng)西安伸向鄭州，且從昆明到宜都有低空急流軸伸向豫皖蘇交界處，商丘位于急流出口左側(cè)，為此次降雪提供了充沛的水汽條件和動(dòng)力條件。另外，貝加爾湖南部依然有冷空氣存在，最大中心溫度達(dá)到-27℃。在850hPa高空?qǐng)D上（見圖5），商丘位于倒槽頂部的東南氣流中，另外，鋒區(qū)已經(jīng)到達(dá)山西河北一帶，冷暖空氣在商丘上空交匯，且溫度達(dá)到0℃左右，隨著冷空氣的不斷南下，溫度將不斷下降，為降雪提供了較好的溫度條件。

從中尺度分析圖中（見圖6）也可以看出，商丘位于700hPa和850hPa的切變線之間，且位于低空急流出口左側(cè)，高空急流右側(cè)，低層輻合高層輻散［4］，高低空的抽吸作用為暴雪的產(chǎn)生提供了有利的環(huán)流背景。此外，河南省全部地區(qū)都處在濕度大值區(qū)，且商丘的溫度露點(diǎn)差均小于1，為暴雪提供了充沛水汽條件。

圖3 23日20：00 500hPa高空?qǐng)D

圖4 23日20：00 700hPa高空?qǐng)D

圖5 23日20：00 850hPa高空?qǐng)D

圖6 23日20：00中尺度分析圖

圖7 23日20:00鄭州市（57083）探空?qǐng)D

圖8 24日08:00鄭州市（57083）探空?qǐng)D

2.1.2 探空資料分析。從23日20:00和24日08:00的鄭州探空資料來看（見圖7和圖8），整層濕度均較大，且在高空都是偏西風(fēng)或西南風(fēng)，而低空是偏北風(fēng)，且風(fēng)速均較大，這種“天南地北”的高低空風(fēng)場配合對(duì)商丘產(chǎn)生暴雪也十分有利［5］。兩個(gè)時(shí)段分別在850～925hPa和700～925hPa存在逆溫層，溫差達(dá)到6℃左右，但在23日20:00 850hPa溫度為-1℃。由于中層暖層的存在，自高空落下的冰晶、雪花將在這一層融化為水滴繼續(xù)下落，穿過900hPa以下的冷層時(shí)變成過冷水滴，落到地面或地物時(shí)即產(chǎn)生凍結(jié)，故在雨轉(zhuǎn)雪的過程中，商丘經(jīng)歷了一段凍雨的過程。隨著冷空氣的不斷影響，逆溫層逐漸減弱。24日08:00，鄭州站850hPa溫度為-6℃，沒有形成冰晶融化層，故此階段產(chǎn)生的為純雪。

2.2 物理量診斷分析

2.2.1 水汽條件。從相對(duì)濕度隨時(shí)間變化剖面圖（見圖9）可以看出，從23日08:00-24日20:00，商丘上空濕度較大，整層相對(duì)濕度最大的時(shí)刻出現(xiàn)在23日夜里，與時(shí)況（中雨轉(zhuǎn)中雪）基本對(duì)應(yīng)；從24日08:00水汽通量圖（見圖10）可以看出，從四川盆地到山東有一水汽輸送帶，將西南地區(qū)的水汽源源不斷的輸送到商丘上空，為此次暴雪提供了充沛的水汽條件。

圖9 23日08:00-24日20:00相對(duì)濕度隨時(shí)間變化剖面圖

圖10 24日08:00水汽通量分布圖

2.2.2 動(dòng)力條件。除水汽條件外，產(chǎn)生暴雪同時(shí)還需要較好的動(dòng)力條件［6］。從渦度場來看（見圖11），低層的渦度為正值，高層為負(fù)值，且低層的渦度不斷增大，這種配合對(duì)降雪的產(chǎn)生十分有利。此外，我們通常用水汽通量散度表示水汽在某地區(qū)的匯集和輻散程度，從圖12可以看出，從23日傍晚到24日傍晚，商丘低層水汽通量散度均為負(fù)值，高層為正值［7］，最大值出現(xiàn)在24日凌晨，850hPa水汽通量散度達(dá)到-8g/(hPa·cm·s)，低層輻合高層輻散的這種配置，同樣為本次暴雪過程提供了動(dòng)力條件。

圖11 23日08:00-24日20:00渦度隨時(shí)間變化剖面圖

圖12 23日08:00-24日20:00水汽通量散度隨時(shí)間變化剖面圖

3 數(shù)值預(yù)報(bào)模式檢驗(yàn)

本文主要針對(duì)T639（見圖13）和日本降水預(yù)報(bào)場（見圖14）進(jìn)行檢驗(yàn)，兩家數(shù)值預(yù)報(bào)對(duì)此次過程的降水落區(qū)均有較好的把握，降水大值區(qū)均出現(xiàn)在豫東及豫東南地區(qū)，與實(shí)況較為吻合。但在量級(jí)預(yù)報(bào)上，日本降水的量級(jí)預(yù)報(bào)明顯偏小，而T639則與實(shí)況較為一致，且實(shí)況降水量最大的地區(qū)出現(xiàn)在夏邑縣，也與其預(yù)報(bào)結(jié)論基本相符。

圖13 T639細(xì)網(wǎng)格23日08:00前24h降水預(yù)報(bào)

圖14 日本降水23日20:00地面降水量

4 結(jié)論

①此次過程主要是由低槽和冷空氣共同影響造成的，低槽東移發(fā)展，促使冷暖空氣在商丘上空交匯，為暴雪的產(chǎn)生提供了大尺度的環(huán)流背景；700hPa西南急流將四川盆地的暖濕空氣不斷向商丘輸送，為降水提供了水汽條件。同時(shí)，高低空急流的耦合作用也為此次降水提供了動(dòng)力條件。

②北方干冷空氣的入侵使低層形成冷墊，且有逆溫存在，為雨轉(zhuǎn)雪提供了有利的溫度條件。地面圖上，偏北風(fēng)不僅使溫度降到零度以下，同時(shí)“天南地北”的高低空風(fēng)場配合也有利于暴雪的形成。

③在實(shí)際天氣預(yù)報(bào)中，不僅要參考數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品結(jié)果，還要結(jié)合實(shí)況及相關(guān)物理量場，全面綜合地分析天氣系統(tǒng)。同時(shí)，要加強(qiáng)不同預(yù)報(bào)模式對(duì)同一過程強(qiáng)度和位置預(yù)報(bào)的比較檢驗(yàn)，結(jié)合預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn)，利用集合預(yù)報(bào)理念使用數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品。另外，建立本地化的暴雪預(yù)報(bào)指標(biāo)對(duì)提高暴雪的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率也有至關(guān)重要的作用。

［1］ 李永智，李京梅，王紅振，等.2009年11月河南一次大范圍暴雪過程診斷分析［C］//第27屆中國氣象學(xué)會(huì)年會(huì)災(zāi)害天氣研究與預(yù)報(bào)分會(huì)場論文集.2010.

［2］ 王晶晶，計(jì)舒懷.信陽市區(qū)域性大到暴雪預(yù)報(bào)方法［J］.陜西氣象，2015（3）：21-23．

［3］ 龐礴，張彬，張瑩，等.一次小雨轉(zhuǎn)大雪天氣過程的診斷分析［J］.農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2014（7）：30-34.

［4］ 顧佳佳，武威.2014年2月4-7日河南暴雪過程的環(huán)流特征及其持續(xù)原因［J］.暴雨災(zāi)害，2015（2）：117-125.

［5］ 邵宇翔，張霞，李周，等.2008年1月18-22日河南區(qū)域暴雪診斷分析［J］.氣象與環(huán)境科學(xué)，2008（z1）：99-103.

［6］ 朱乾根，林錦瑞，壽紹文.天氣學(xué)原理和方法［M］.北京：氣象出版社，1981.

［7］ 孫仲毅，王軍，靳冰凌，等.河南省北部一次暴雪天氣過程診斷分析［J］.高原氣象，2010（5）：1338-1344.

Analysis of a Heavy Snowstorm of Shangqiu in November 23th to 24th,2015

Qi Yiming
（Liangyuan District of Shangqiu Meteorological Bureau，Shangqiu Henan 476000）

Applicating the conventional observational data and numerical prediction,etc.From the two as?pects of the weather situation and physical quantity field,the diagnosis and analysis of the regional bliz?zard weather process in November 23th to 24th,2015.The results showed that:The process is mainly caused by the combination of low trough and cold air.The lower trough moves eastward,make the cold and warm air meets over the Shangqiu.A large-scale circulation background is provided for the production of blizzard.The southwest jet stream sends warm and humid air from Sichuan basin to Shangqiu in 700hPa.It not only provides the water vapor condition for precipitation,but also the coupling effect of high and low jet.To promote the lower-level convergence and the high-level divergence(it is also a better representation in physical quantities).It also provides better dynamic conditions for the precipitation.In addition,there is an inversion of the lower layer.The cold air provided favorable temperature conditions for the rain to turn snow.In surface,the north wind keeps the temperature below freezing,and south wind in high altitude,this kind of wind field is also conducive to the formation of blizzard.

blizzard；watervaporconvergence；the cold air；circulation situation

P458.121.1

A

1003-5168（2017）11-0151-04

2017-10-09

戚易明（1991-），女，本科，助理工程師，研究方向：天氣預(yù)報(bào)。