2003-2017年陽泉市降雪變化及成因分析

岳凱杰　張娜　李潤(rùn)春　王妍

摘要利用陽泉?dú)庀笳局鹑諝庀笥^測(cè)資料和歷史氣候資料，采用統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)分析、合成分析等方法對(duì)2003-2017年陽泉市降雪天氣特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明，2003-2017年陽泉市降雪量和降雪日數(shù)均呈減少趨勢(shì)，但降雪極端性增加;降雪初日和降雪終日年際差異明顯，其出現(xiàn)早晚與日平均氣溫≤2C出現(xiàn)和結(jié)束時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系較好。冬半年氣溫升高可能是降雪減少和極端性增加的原因之一。冬半年氣溫距平與降雪日數(shù)成反相關(guān)關(guān)系，入冬時(shí)間早，氣溫低，有利于降雪日數(shù)的增加，反之亦然;冷空氣活動(dòng)有利于降雪的產(chǎn)生，但水汽條件對(duì)降雪影響更加明顯，東北風(fēng)和東南風(fēng)風(fēng)向頻率增加有利于水汽條件的改善，利于降雪的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞 降雪變化;氣象要素;風(fēng)向頻率;冷空氣活動(dòng);水汽條件;山西陽泉;2003-2017年

中圖分類號(hào) P426.63

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

文章編號(hào) 1007-5739（2019）05-0171-02

降雪是中國(guó)北方冬半年常見的天氣現(xiàn)象之一降雪有利于改善空氣質(zhì)量降低森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)，但強(qiáng)降雪也會(huì)對(duì)道路交通、居民生活等產(chǎn)生不利影響。受太行山地形及冬季回流降雪”影響，陽泉市冬季降雪具有明顯的區(qū)域特征。為了掌握其降雪變化規(guī)律和趨勢(shì)特點(diǎn)，本文重點(diǎn)對(duì)2003-2017年（當(dāng)年10月至翌年4月，下同）陽泉市降雪量和降雪初終日等特征進(jìn)行研究，并探討降雪特征變化的可能原因。

1資料與方法

資料來源于陽泉?dú)庀笳?003-2017年逐日（20：00至翌日20：00）氣象觀測(cè)資料，包括降水量、天氣現(xiàn)象、氣溫等數(shù)據(jù)。降雪初日指每年夏季后第一場(chǎng)降雪開始的時(shí)間，降雪終日指翌年最后一場(chǎng)降雪結(jié)束的時(shí)間2。本文的降雪量根據(jù)逐日降雪量和天氣現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)，當(dāng)天氣現(xiàn)象為雪、陣雪、雨夾雪及陣性雨夾雪時(shí)，將當(dāng)日的降雪、雨夾雪均累計(jì)為日降雪量，并作為1個(gè)降雪日。降雪量和降雪日均不包括純降雨。按照24h降雪量進(jìn)行量級(jí)統(tǒng)計(jì)（表1）。

2陽泉市降雪天氣特征

如圖1（a）所示，陽泉市2003-2017年均降雪日數(shù)18.3d，最多為2004年和2009年，降雪日數(shù)均為26d，最少為2013年，降雪日數(shù)僅為11d，不足最多年份的1/2。從降雪相態(tài)看，純雪日數(shù)占多數(shù)，占比為82.2%，雨夾雪日數(shù)占比17.8%，2003-2017年陽泉市降雪日數(shù)呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)，特別是2013年以來降雪日數(shù)明顯減少，年均僅為13.6d，如圖1（b）所示，降雪日數(shù)的減少主要是由微量降雪和小雪日數(shù)減少造成的。按降雪量級(jí)分布看，微量降雪占比37.5%，年均6.8d，降水量≥0.1mm的降雪中小雪占68.6%，年均7.8d;中雪占15.7%，年均1.8d;大雪占9.3%，年均1d;暴雪占6.4%，年均0.7d。

如圖2（a）所示，2003-2017年陽泉市降雪初日和降雪終日無明顯變化特點(diǎn)，但年際差異明顯，初雪最早出現(xiàn)在2007年10月7日，最晚出現(xiàn)在2005年12月28日，平均降雪初日為11月22日。降雪終日最早出現(xiàn)在2014年3月12日，最晚出現(xiàn)在2010年4月26日，平均出現(xiàn)在4月3日。如圖2（b）所示，降雪最易出現(xiàn)在1月和2月，占比分別為23.3%和25%，其次為12月、11月和3月，占比分別為18.2%、14.5%和13.8%，4月受強(qiáng)冷空氣影響也會(huì)出現(xiàn)降雪天氣，但出現(xiàn)次數(shù)較少，僅占總數(shù)的4.7%，10月僅2007年出現(xiàn)1次降雪天氣。

從降雪持續(xù)時(shí)間和極端性看，月最多降雪日數(shù)14d，出現(xiàn)在2008年1月;連續(xù)降雪日數(shù)最多為6d，分別出現(xiàn)在2005年2月5-10日，2008年1月9-14日和1月17-22日;冬半年（11月到翌年3月，下同）全月無降水（降雪）月份共出現(xiàn)了6次。最大連續(xù)降雪量為2009年11月10-12日，為64.2mm，創(chuàng)陽泉站建站以來歷史極值，其中11日日降雪量42.4mm，為山西省日降雪量極值;2013年4月19日陽泉站降大暴雪，日降雪量25.4mm，近年來陽泉市降雪日數(shù)雖有所減少，但降雪極端性有增強(qiáng)的趨勢(shì)。

3陽泉市降雪天氣變化原因分析

3.1冬半年氣溫及冷空氣活動(dòng)等氣象要素的影響

利用相關(guān)統(tǒng)計(jì)方法對(duì)2003-2017年陽泉市冬半年降雪日數(shù)與氣象要素做相關(guān)分析。結(jié)果表明降雪日數(shù)與冬半年溫度距平呈顯著負(fù)相關(guān)系數(shù)，即冬半年氣溫偏低有利于降雪日數(shù)的增多，這主要是由于氣溫低，冷空氣活動(dòng)強(qiáng)，水汽易凝結(jié)產(chǎn)生降水，且降水多以降雪的形式出現(xiàn);日均氣溫≤2C是降水相態(tài)由雨轉(zhuǎn)雪的重要溫度指標(biāo)，其冬半年累計(jì)日數(shù)與降雪日數(shù)的多少?zèng)]有明顯相關(guān)性，但其出現(xiàn)和結(jié)束時(shí)間的早晚與降雪初、終日對(duì)應(yīng)關(guān)系較好;冷空氣活動(dòng)（48h最低氣溫下降6C及以上定義為1次冷空氣活動(dòng)）有利于降雪的產(chǎn)生，但有冷空氣活動(dòng)不一定都伴有降雪天氣，分析表明，水汽條件對(duì)降雪的影響更加明顯;同時(shí)人冬時(shí)間！較早，往往冬半年氣溫距平較低，有利于降雪日數(shù)的增加;降雪日數(shù)與月平均最高氣溫相關(guān)關(guān)系較顯著間，而與月平均最低氣溫關(guān)系不顯著（表2）。

3.2冬半年降水量、降水日數(shù)及風(fēng)向頻率的影響

2003-2017年陽泉市冬半年的降水量年際差異明顯，降水量多的年份往往伴有大到暴雪天氣過程，降水量以2009年最多，為93.5mm，以2017年最少，為8.3mm，平均為36mm，但整體呈減少趨勢(shì)。降水日數(shù)無明顯變化趨勢(shì)，最多為2015年，達(dá)34d，最少為2017年，僅為13d，平均為22.8d，但降雪日數(shù)占降水日數(shù)比例呈下降趨勢(shì)，使降雪日數(shù)減少，這可能與冬季氣溫較高不利于降水由雨轉(zhuǎn)雪有關(guān);同時(shí)冬季平均氣溫升高，空氣能承載的水汽量逐漸加大，特別是在伴有強(qiáng)盛暖濕氣流時(shí)，空氣中的含水量可能比以往更多，在強(qiáng)冷空氣的作用下水汽條件比以往更有利于形成極端降雪。

分別選取降雪日數(shù)最多的5年（2004年、2009年、201I年、2012年、2015年）和降雪日數(shù)最少的5年（2003年、2005年、2006年、2008年、2016年）對(duì)冬半年風(fēng)向頻率做合成分析（圖3）。結(jié)果表明，降雪多年份東北風(fēng)和冬南風(fēng)風(fēng)向頻率增加，有利于本地空氣濕度的增加，在冷空氣的作用下更容易產(chǎn)生降水;而降雪偏少年份，西北風(fēng)風(fēng)向頻率增加，水汽條件較差，不利于降雪的產(chǎn)生，說明冬半年在氣候干燥的背景下，水汽條件是產(chǎn)生降雪的重要因素。

4結(jié)論與討論

（1）陽泉市2003-2017年降雪量和降雪日數(shù)均呈減少趨勢(shì)，但降雪的極端性增強(qiáng)。降雪日數(shù)的減少主要是由微量降雪和小雪日數(shù)減少造成的。降雪主要出現(xiàn)在1月和2月，占全年降雪日數(shù)的1/2左右。

（2）陽泉市降雪初日和降雪終日年際變化大，其出現(xiàn)時(shí)間的早晚與日平均氣溫≤2C出現(xiàn)和結(jié)束時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系較好。

（3）陽泉市冬半年降雪日數(shù)與氣溫距平有顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，冬半年氣溫偏低，人冬時(shí)間早，月平均最高氣溫偏低，有利于降雪日數(shù)的增加，反之亦然。

（4）水汽條件是產(chǎn)生降雪的重要條件，冬半年東北風(fēng)和東南風(fēng)風(fēng)向頻率增多時(shí)，，有利于降雪日數(shù)的增加。

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