2020 年 1 月 24—25 日貴州冰雹、雨雪共存天氣機(jī)理分析

王 芬 ，唐浩鵬 ，楊 帆 ，羅 旋 ，王興菊 ，嚴(yán)小冬 ，楊春艷 ，張 淦

（1.黔西南州氣象局，貴州 興義562400；2.貴州省氣象臺(tái)，貴州 貴陽550002；3.銅仁市萬山區(qū)氣象局，貴州銅仁554200；4.安順市氣象局，貴州 安順561000；5.貴州省氣候中心，貴州 貴陽550002）

暴雪是我國(guó)重要的災(zāi)害天氣之一，諸多氣象工作者對(duì)我國(guó)暴雪天氣開展了大量的研究診斷工作[1-10]，揭示出許多現(xiàn)象和事實(shí)，為天氣預(yù)報(bào)的診斷分析提供了重要參考。位于我國(guó)西南的貴州地處青藏高原東南側(cè)斜坡之上，地形復(fù)雜，山地和丘陵占92.5%，屬亞熱帶季風(fēng)區(qū)，年平均氣溫在10.5～19.6 ℃，冬季平均氣溫為6.4 ℃，每年暴雪出現(xiàn)并不多，特別是大范圍的雷電、冰雹、暴雨、暴雪、寒潮共存的復(fù)雜天氣。近年來，貴州氣象工作者在降雪天氣學(xué)診斷分析上取得了大量研究成果[11-14]，認(rèn)為穩(wěn)定持久的滇黔準(zhǔn)靜止鋒是低溫雨雪天氣發(fā)生的重要影響系統(tǒng)，物理量配置呈現(xiàn)出深厚的冷平流、低層有不穩(wěn)定層結(jié)且水汽輻合強(qiáng)烈、高層輻散大于中低層輻合、上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈且深厚，總結(jié)出貴州降雪天氣的4 種類型，提出貴州降雪天氣預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)主要有冷鋒強(qiáng)度、引導(dǎo)系統(tǒng)、南支槽等[15]。

2020 年1 月24—25 日貴州自東北向西南出現(xiàn)一次較大范圍的冰雹、暴雨、暴雪天氣過程，畢節(jié)市、貴陽市、銅仁市、安順市、黔西南州等43 縣（市）出現(xiàn)降雪，萬山區(qū)、麻江縣積雪深度達(dá)20 cm 以上，14 個(gè)縣（市）降雹，氣溫劇烈下降，5 個(gè)縣（市）達(dá)寒潮標(biāo)準(zhǔn)。受暴雪影響，貴遵高速、貴新高速等多條高速路關(guān)閉。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自1951 以來，貴陽市在大年初一（1月24 日）遇上雪花這是第12 次，此次過程為黔西南州近10 a 最大一次降雪，其天氣復(fù)雜程度、災(zāi)害天氣種類之多為近10 a 貴州冬季少見。為研究此類復(fù)雜天氣發(fā)生發(fā)展的天氣學(xué)特征，利用NCEP/NCAR逐 6 h 1°×1° FNL 資料、常規(guī)及加密實(shí)況資料、FY-2G TBB 資料，對(duì)降雪、冰雹的天氣機(jī)理進(jìn)行分析，以期捕捉此類復(fù)雜天氣的預(yù)報(bào)預(yù)警信號(hào)，為提高貴州冬季降雪及強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)能力提供參考。

1 天氣概況

2020 年1 月24—25 日貴州大部地區(qū)出現(xiàn)冰雹、雨雪，混合型強(qiáng)對(duì)流出現(xiàn)在24 日白天至夜間。降雪由貴州東部開始（圖1），逐漸向西影響全省，主要時(shí)段集中在25 日00—17 時(shí)（北京時(shí)，下同），全省共有39 個(gè)縣（市）積雪，19 個(gè)達(dá)到暴雪標(biāo)準(zhǔn)，占觀測(cè)站點(diǎn)總數(shù)的22.6%，暴雪主要集中在銅仁市東南部、貴陽市、黔南州、黔東南州西部、六盤水市及畢節(jié)市西部，其中銅仁市萬山區(qū)積雪厚度達(dá)28 cm、黔東南州麻山縣25 cm，部分地區(qū)因前期為雨夾雪，加上初期地面溫度較高，降雪融化快，積雪深度小。24 日白天貴州14 個(gè)縣（市）城區(qū)出現(xiàn)冰雹，位置集中在黔南州、黔西南州和安順市南部。24—25 日，貴州大部出現(xiàn)中雨，局地大雨到暴雨，其中出現(xiàn)暴雨有17 站，最大降水出現(xiàn)在畢節(jié)市黔西縣素樸鎮(zhèn)沿河（83.5 mm），大雨、暴雨集中在黔西南州、安順市、黔南州，整個(gè)降雨過程為穩(wěn)定性降水，最大小時(shí)雨強(qiáng)為19.2 mm/h（畢節(jié)市黔西縣素樸鎮(zhèn)沿河）。氣溫劇烈下降，興義市、普安縣、貞豐縣、安龍縣、獨(dú)山縣達(dá)寒潮標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 1 月24—25 日貴州積雪深度（填色區(qū)及數(shù)字）及降雹點(diǎn)（綠圓點(diǎn)）分布

2 大尺度天氣背景

分析此次復(fù)雜天氣的大尺度環(huán)流背景、高低空配置（圖 2）表明，24 日貴州處于 200 hPa 高空急流與500 hPa 槽前西南風(fēng)大值的疊置區(qū)，500 hPa 深厚南支槽移至95°E 附近，700 hPa 切變線到達(dá)川東，850 hPa 切變壓至貴州中南部，貴州位于低空急流軸左側(cè)，地面冷鋒到達(dá)黔、滇、桂三省交界附近停滯形成靜止鋒，貴州西南部位于靜止鋒區(qū)中。前期1 月22—23 日貴州南部受熱低壓控制，大部最高氣溫在15 ℃以上，近地層能量大量集聚，伴隨深厚高空槽前的強(qiáng)輻合上升運(yùn)動(dòng)及地面強(qiáng)冷鋒的不斷西進(jìn)，高、低空大氣不穩(wěn)定度逐步加大，貴州西南部產(chǎn)生冰雹天氣。25 日凌晨隨著冷鋒不斷西進(jìn)，地面氣溫持續(xù)下降，降水相態(tài)由雨轉(zhuǎn)雨夾雪，最后轉(zhuǎn)為純雪，25 日午后各縣市逐步雪停轉(zhuǎn)小雨。

圖2 24 日 08 時(shí)（a）、24 日 20 時(shí)（b）天氣背景

3 形成機(jī)制分析

3.1 水汽條件

由 24 日 08、14、20 時(shí)貴州 850 hPa 水汽通量及水汽通量散度的變化（圖3）可知，24 日08 時(shí)850 hPa 水汽輻合區(qū)主要位于滇黔交界及廣西北部，在該水汽輸送帶的南側(cè)，形成了水汽通量大梯度區(qū)，14 時(shí)貴州西部水汽輸送明顯加強(qiáng)，強(qiáng)度達(dá)到（-30～-20）×10-8g·s-1·hPa-1·cm-2，水汽通量梯度減弱，20 時(shí)貴州西部水汽輻合減弱，強(qiáng)水汽通量梯度再次在桂北出現(xiàn)，25 日02 時(shí)水汽輻合區(qū)在貴州消失、水汽通量減小。貴州中西部出現(xiàn)強(qiáng)水汽輻合，最強(qiáng)達(dá)（-30～-20）×10-8g·s-1·hPa-1·cm-2，其南側(cè)為水汽通量大梯度區(qū)，強(qiáng)水汽輻合出現(xiàn)時(shí)間超前于暴雪約10 h。

圖3 24 日 08 時(shí)（a）、14 時(shí)（b）、20 時(shí)（c）850 hPa 水汽通量（等值線，單位：g·s-1·hPa-1·cm-1）及水汽通量散度（填色，單位：g·s-1·hPa-1·cm-1）

3.2 動(dòng)力條件

選取此次積雪深度最大的銅仁市萬山區(qū)作為大暴雪代表站，選取興仁市作為冰雹、暴雪代表站，沿109.2°E（萬山區(qū)所在經(jīng)度）做風(fēng)場(chǎng)、假相當(dāng)位溫θse的剖面，24 日20 時(shí)（圖4a），萬山區(qū)上空冷鋒伸展到700 hPa，近地層至700 hPa 為東北風(fēng)控制，高、中空都有急流，萬山區(qū)南側(cè)低空急流最大達(dá)16 m/s。25日02 時(shí)，萬山區(qū)上空700 hPa 轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，700 hPa以下仍為東北風(fēng)，最大風(fēng)速為12 m/s，南側(cè)低空西南急流穩(wěn)定維持，為水汽的輸送建立了通道。沿27.5°N（萬山區(qū)所在緯度）做風(fēng)場(chǎng)、假相當(dāng)位溫θse的剖面，24 日 20 時(shí)（圖 4b），冷鋒到達(dá) 107°E，東北風(fēng)沿斜坡向西爬升，萬山區(qū)位于斜坡前的東北氣流中，850 hPa風(fēng)速達(dá)12 m/s，低層風(fēng)切變達(dá) 10 m/s。25 日 02 時(shí)，中空及高空急流穩(wěn)定存在，萬山區(qū)近地層至750 hPa東北風(fēng)及風(fēng)切變均明顯減小。

圖4 24 日20 時(shí)沿109.2°E 風(fēng)場(chǎng)及θse（單位：K）的剖面（a）及24 日20 時(shí)沿27.5°N 風(fēng)場(chǎng)及θse 的剖面（b）

沿105.2°E（興仁市所在經(jīng)度）做風(fēng)場(chǎng)、假相當(dāng)位溫θse的剖面，24 日08 時(shí)，地面冷鋒最前沿已到達(dá)興仁市，20°～26°N 為高、中、低空急流的重疊區(qū)，700～800 hPa 西南急流最大達(dá) 22 m/s。24 日 20 時(shí)（圖 5a），500 hPa 急流消失，鋒面伸展至 750 hPa，850 hPa 興仁市為2 m/s 的東北風(fēng)，800 hPa 由東北風(fēng)轉(zhuǎn)為4 m/s的東風(fēng)，750 hPa 由12 m/s 的西南風(fēng)轉(zhuǎn)為6 m/s 的東南風(fēng)，低層出現(xiàn)較大垂直風(fēng)切變，為冰雹的產(chǎn)生提供了有利的動(dòng)力條件，風(fēng)隨高度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，存在暖平流，大氣不穩(wěn)定加大。25 日02 時(shí)，興仁市750 hPa 以下均為偏北風(fēng)控制，700 hPa 為6 m/s 的西南風(fēng)，冷鋒越過興仁市向南到達(dá)24°N 附近。沿25.4°N（興仁市所在緯度）做風(fēng)場(chǎng)、假相當(dāng)位溫θse的剖面，24 日20 時(shí)（圖 5b），105°E 及其南側(cè)偏東風(fēng)沿斜坡向西爬升，興仁市位于東北氣流中，700 hPa 以上為西南風(fēng)控制。25 日02 時(shí)，興仁市近地層至800 hPa 仍為東北風(fēng)控制，但風(fēng)速切變加大。

圖5 24 日20 時(shí)沿105.2°E 風(fēng)場(chǎng)及θse（單位：K）的剖面（a）及24 日20 時(shí)沿25.4°N 風(fēng)場(chǎng)及θse 的剖面（b）

2 個(gè)代表站高、中、低空均有急流，且均位于斜坡前的東北氣流中，山前爬坡效應(yīng)加強(qiáng)中小尺度系統(tǒng)的強(qiáng)度，不同的是興仁在低層出現(xiàn)大的垂直風(fēng)切變和暖平流。

分析萬山區(qū)上空的風(fēng)場(chǎng)、垂直速度、散度、渦度及渦度平流隨時(shí)間的變化（圖6a）發(fā)現(xiàn)，24 日14 時(shí)前，萬山區(qū)上空高空西風(fēng)急流、中低空西南風(fēng)急流穩(wěn)定維持，700～850 hPa 最大風(fēng)速達(dá) 22 m/s，08 時(shí)萬山區(qū)近地層轉(zhuǎn)為東北風(fēng)，20 時(shí)東北風(fēng)伸展到800 hPa。25 日02 時(shí)東北風(fēng)繼續(xù)向上伸展到 700 hPa，24 日20 時(shí)萬山區(qū)上空垂直速度明顯加強(qiáng)，高度伸展到300 hPa 附近，且較強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)一直維持到25 日12時(shí)。分析萬山區(qū)上空散度場(chǎng)隨時(shí)間的變化（圖6b）可知，地面至500 hPa 存在強(qiáng)輻合區(qū)，500 hPa 以上為強(qiáng)輻散區(qū)，表現(xiàn)為典型的低層輻合、高層輻散，為暴雪的產(chǎn)生提供了有利的動(dòng)力條件。23 日20 時(shí)—24日20 時(shí)600～200 hPa 為強(qiáng)正渦度平流區(qū)（圖6c），20 時(shí)之后轉(zhuǎn)為負(fù)渦度平流，而渦度則基本表現(xiàn)為一致的正渦度，其中25 日05 時(shí)中層600 hPa 附近有突然增大的趨勢(shì)。

萬山區(qū)強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)時(shí)間超前降雪時(shí)間約8 h，在中高層 500～300 hPa 達(dá)到最強(qiáng)，且強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)一直穩(wěn)定維持到降雪開始前。與夏季暴雨相比，其上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度明顯加大[10-14]，低層輻合的強(qiáng)度大于高層輻散的強(qiáng)度，這與前人的研究結(jié)果有所不同[8-12]。且在降雪前約24 h 正渦度平流明顯躍增，強(qiáng)正渦度平流一直持續(xù)到降雪發(fā)生前12 h，此后正渦度平流轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)渦度平流。

分析興仁市各物理量隨時(shí)間的變化（圖7a）可知，23 日 20 時(shí)—25 日 08 時(shí)，高、中、低空急流穩(wěn)定維持，700～850 hPa 最大風(fēng)速達(dá) 20 m/s，24 日 08 時(shí)近地層存在強(qiáng)風(fēng)向切變，近地層至500 hPa 存在明顯的風(fēng)速切變，為冰雹的發(fā)生提供了有利的動(dòng)力條件。14 時(shí)興仁市近地層為東北風(fēng)控制，20 時(shí)風(fēng)速增大為6 m/s，25 日08 時(shí)風(fēng)速達(dá)12 m/s，與此同時(shí)垂直速度運(yùn)動(dòng)明顯加強(qiáng)，24 日 20 時(shí)-1.2～-1.8 Pa/s 伸展到600 hPa 附近，較強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)維持到25 日08時(shí)，14 時(shí)中層500～600 hPa 上升運(yùn)動(dòng)又有明顯加強(qiáng)。散度場(chǎng)結(jié)果顯示（圖 7b），24 日 08—23 時(shí)，垂直方向上存在2 個(gè)明顯的輻合輻散區(qū)，500 hPa 以下為近地層輻合、中層輻散，在500 hPa 至對(duì)流層頂為明顯的中高層輻合、高層輻散，25 日00 時(shí)之后散度明顯減弱，表現(xiàn)為典型的低層輻合、高層輻散。渦度及渦度平流結(jié)果顯示（圖7c），中層正渦度從24 日22 時(shí)開始增大，最強(qiáng)時(shí)段出現(xiàn)在25 日03 時(shí)之后，低層渦度表現(xiàn)較穩(wěn)定。23 日20 時(shí)—24 日20 時(shí)，中高層正渦度平流在250 hPa 附近達(dá)到最強(qiáng)，24 日20時(shí)—25 日16 時(shí)，負(fù)渦度平流在650～300 hPa 附近表現(xiàn)明顯，預(yù)示系統(tǒng)有減弱趨勢(shì)。

對(duì)比圖6、圖7 可知，較之暴雪、冰雹區(qū)，大暴雪區(qū)的上升運(yùn)動(dòng)伸展高度更高、強(qiáng)度更強(qiáng)，渦度平流強(qiáng)度明顯大于暴雪、冰雹區(qū)，而散度表現(xiàn)為冰雹、暴雪區(qū)更為復(fù)雜，存在兩個(gè)輻合輻散區(qū)，其中低層輻合的強(qiáng)度明顯大于高層。

圖6 萬山區(qū)物理量隨高度的時(shí)間演變

圖7 興仁市物理量隨高度的時(shí)間演變

3.3 探空及不穩(wěn)定度

24 日08 時(shí)，貴陽750 hPa 以下存在淺薄鋒面逆溫，逆溫層之上存在暖濕層結(jié)，近地層存在強(qiáng)垂直風(fēng)切變，低層熱成風(fēng)明顯，0 ℃層高度在700 hPa 附近，-20 ℃層高度在450 hPa 附近，為冰雹的發(fā)生提供了有利的背景。24 日20 時(shí)，貴陽逆溫高度升至720 hPa，逆溫層頂氣溫降至0.4 ℃，0 ℃層高度降至地面附近，濕層明顯增厚，≥80%的相對(duì)濕度伸展到400 hPa 附近，為降雪提供了有利的垂直水汽條件，逆溫層之下近地層存在對(duì)流有效位能的積聚（CAPE為39.7 J/kg），對(duì)冰雹的發(fā)生提供了能量條件。本次過程具有逆溫高度較高、梯度小、云層伸展高等特點(diǎn)，這與前人研究結(jié)果較一致[11-16]，不同的是抬升凝結(jié)高度低、低層熱成風(fēng)明顯，極易觸發(fā)近地層的不穩(wěn)定能量的釋放[17]，從而造成強(qiáng)對(duì)流天氣。

用850 hPa 與 500 hPa 的溫差 T85代表大氣層結(jié)穩(wěn)定度，24 日08 時(shí)貴州不穩(wěn)定層結(jié)存在明顯梯度，最強(qiáng)不穩(wěn)定位于黔西南、六盤水，約25 ℃，達(dá)到貴州強(qiáng)對(duì)流的標(biāo)準(zhǔn)，與前人的研究結(jié)果較一致[6，9]。14 時(shí)不穩(wěn)定梯度明顯加大，貴州西部邊緣為最強(qiáng)不穩(wěn)定區(qū)，興仁T85增大到28 ℃，20 時(shí)不穩(wěn)定層結(jié)明顯減弱，興仁T85降至23 ℃，25 日02 時(shí)貴州大部T85在20 ℃以下，大氣趨于穩(wěn)定。

分析萬山區(qū)上空假相當(dāng)位溫θse隨時(shí)間的變化（圖 8a）可知，23 日 20 時(shí)—24 日 08 時(shí)，600～500 hPa θse隨高度減小，存在淺薄逆溫區(qū)，900～700 hPa 存在鋒區(qū)，穩(wěn)定且隨時(shí)間向上伸展，近地層在24 日20 時(shí)之后基本為穩(wěn)定的冷氣團(tuán)。由興仁上空的θse隨時(shí)間的變化（圖 8b）可知，23 日 20 時(shí)—24 日 20 時(shí)高能舌逐步向上伸展，24 日20 時(shí)伸展到最高（650 hPa附近），24 日 20 時(shí)—25 日 02 時(shí)，興仁上空 700 hPa以下存在 θse高梯度區(qū)，近地層 θse隨高度減小，25 日02 時(shí)之后，隨著氣溫的逐步下降，大氣趨于穩(wěn)定，近地層θse穩(wěn)定維持在305 K 左右。對(duì)比可知，冰雹區(qū)的能量集聚更高，且在低層的不穩(wěn)定表現(xiàn)更為明顯。

圖8 θse 隨時(shí)間的變化

3.4 能量條件

24 日08 時(shí)貴州南部邊緣至廣西為溫濕高能區(qū)，興仁市處于強(qiáng)能量鋒區(qū)的北側(cè)，14 時(shí)能量鋒區(qū)伸展到貴州西南、西部，CAPE 增至 50～200 J/kg，20時(shí)能量鋒區(qū)略南移，貴州西南部仍邊緣處于強(qiáng)能量鋒區(qū)中，25 日02 時(shí)鋒區(qū)移出貴州。

4 降水相態(tài)分析

4.1 萬山、興仁雨雪、冰雹逐小時(shí)變化

隨著冷鋒入侵，萬山區(qū)氣溫逐步下降，底層冷墊不斷加強(qiáng)，前期以小雨為主，24 日22 時(shí)開始出現(xiàn)雨夾雪，25 日 01 時(shí)氣溫降至 0.1 ℃，開始降雪，25 日07 時(shí)氣溫達(dá)到最低，為-0.7 ℃。25 日 08—09 時(shí)降雪強(qiáng)度達(dá)到最大（2.4 mm/h），16 時(shí)降雪結(jié)束。隨著冷鋒向西南推進(jìn)，興仁市氣溫逐步下降，23 日最高氣溫為 22.7 ℃，24 日 23 時(shí)氣溫降至 4 ℃，25 日 08 時(shí)氣溫達(dá)到最低，為0.2 ℃。25 日04 時(shí)降雪開始，25日 11 時(shí)降雪結(jié)束，24 日 12：37 第一次降雹，23：38再次降雹，24 日11 時(shí)興仁開始出現(xiàn)降雨，24 日20時(shí)—25 日04 時(shí)為穩(wěn)定性小雨，最大小時(shí)雨強(qiáng)在24日 20—21 時(shí)（12.8 mm/h），25 日 11 時(shí)之后轉(zhuǎn)為小雨。

4.2 水汽、氣溫在垂直方向上的變化

萬山區(qū)-20 ℃層高度基本維持在480 hPa 附近，-10 ℃層高度在590 hPa 附近，0 ℃層高度由24日08 時(shí)的710 hPa 逐步降到 25 日 02 時(shí)的 900 hPa附近，此后一直穩(wěn)定維持。23 日20 時(shí)—24 日20 時(shí)，萬山區(qū)上空4～6 g/kg 高比濕區(qū)在垂直方向上伸展到650 hPa 附近，隨著降雪的產(chǎn)生，25 日00 時(shí)之后高比濕區(qū)厚度迅速下降至900 hPa。興仁市上空-20 ℃層高度緩慢下降，在 500～460 hPa，24 日 22時(shí)前0 ℃層高度穩(wěn)定維持在660 hPa 附近，25 日04時(shí)降至800 hPa 附近。興仁市高比濕區(qū)在垂直方向上逐步向上伸展，24 日20 時(shí)6～8 g/kg 比濕伸展到760 hPa 附近，4～6 g/kg 伸展到 670 hPa 附近，24 日22 時(shí)6～8 g/kg 高比濕區(qū)厚度迅速下降至900 hPa以下。隨著降雪降雨的產(chǎn)生，比濕數(shù)值及厚度迅速下降，冰雹、暴雪區(qū)的比濕更大，且大值區(qū)在垂直方向上伸展得更高。

分析萬山區(qū)上空水汽通量散度及相對(duì)濕度（圖9a）可知，近地層水汽輻合大值區(qū)（-10×10-8～-20 ×10-8g·s-1·hPa-1·cm-2）的厚度逐漸減小，24 日 19 時(shí)700～600 hPa 出現(xiàn)強(qiáng)水汽輻合區(qū)（-30×10-8～-20 ×10-8g·s-1·hPa-1·cm-2），同時(shí)相對(duì)濕度≥90%的飽和區(qū)伸展到330 hPa，到達(dá)-20 ℃層以上，有利形成冰晶雪花，氣溫與飽和濕區(qū)在垂直方向上的配合對(duì)降雪的產(chǎn)生提供了有利的溫濕條件。分析興仁市上空水汽通量散度及相對(duì)濕度（圖9b）可知，23 日20 時(shí)—24日04 時(shí)，近地層強(qiáng)水汽輻合伸展到800 hPa，24 日04 時(shí)后水汽輻合明顯變?nèi)酰?5 日 08 時(shí)-10×10-8～-20×10-8g·s-·1hPa-·1cm-2的水汽輻合伸展到700 hPa，同時(shí)-10×10-8～0 ×10-8g·s-1·hPa-1·cm-2的水汽輻合伸展到500 hPa，在此期間興仁市相對(duì)濕度逐步增加、飽和區(qū)厚度逐步增大，24 日20 時(shí)之后地面至600 hPa 相對(duì)濕度均達(dá)到90%以上，合適的0、-20 ℃層高度、不穩(wěn)定度的加大及明顯的上干下濕結(jié)構(gòu)為興仁市24 日白天的強(qiáng)對(duì)流天氣提供了有利的條件，而后期0 ℃層的下降、飽和區(qū)的不斷向上伸展及低層較強(qiáng)水汽輻合為興仁市暴雪、降雨的產(chǎn)生提供了有利的條件。大暴雪區(qū)的飽和區(qū)伸展的高度更高、厚度更厚，但水汽輻合沒有冰雹區(qū)、暴雪區(qū)強(qiáng)。

圖9 萬山（a）、興仁（b）水汽通量散度（填色，單位：g·s-1·hPa-1·cm-1）、相對(duì)濕度（等值線）隨高度的變化

4.3 冷暖平流

萬山區(qū)上空基本維持低層冷平流、高層暖平流，且高層暖平流強(qiáng)度更強(qiáng)。24 日08 時(shí)冷平流開始從低層入侵興仁，且冷平流逐漸加強(qiáng)，24 日14 時(shí)—25日 02 時(shí)近地層達(dá)-15×10-7K·s-1以下，24 日 00 時(shí)25 日08 時(shí)，800 hPa 有暖平流持續(xù)侵入，且暖平流隨時(shí)間向上伸展，最大高度伸展到600 hPa，強(qiáng)度達(dá)20×10-7K·s-1，600～350 hPa 基本被冷平流控制，隨著低層冷平流及700 hPa 暖平流的加強(qiáng)，興仁市600 hPa 以下形成了上冷下暖的強(qiáng)不穩(wěn)定層結(jié)，出現(xiàn)2 次降雹。冷平流導(dǎo)致興仁市大幅降溫，25 日02時(shí) 850 hPa 降為 5 ℃，25 日 08 時(shí)降為 0 ℃左右，12時(shí)興仁市低層暖平流消失，全部轉(zhuǎn)為冷平流，降雪結(jié)束。

大暴雪區(qū)的冷暖平流為穩(wěn)定的低冷高暖，而冰雹區(qū)、暴雪區(qū)則為由低層到高層的“冷—暖—冷”結(jié)構(gòu)，且中層的暖平流強(qiáng)度大于低層的冷平流，中低層的強(qiáng)不穩(wěn)定層結(jié)到中高層轉(zhuǎn)為穩(wěn)定，300 hPa 附近又有不穩(wěn)定層結(jié)出現(xiàn)。

5 衛(wèi)星云圖的中尺度特征

24 日08 時(shí)貴州大部TBB 在-20 ℃以下，冷鋒到達(dá)貴州中南部，850 hPa 4 ℃線壓至貴州中南部，20 時(shí)，貴州境內(nèi)開始出現(xiàn)＜-32 ℃的對(duì)流云，25 日02 時(shí)鋒面南壓至黔、滇、桂三省交界，0 ℃線到達(dá)貴州中東部，降雪區(qū)TBB 值為-32 ℃，08 時(shí)降雪區(qū)紋理均勻且大部在-32 ℃，14 時(shí)之后云系逐步減弱。

圖10 是分別沿 109.2°E 、105.2°E 做 TBB 的剖面，降雪區(qū)TBB 約為-32 ℃，紋理分布均勻，降雹區(qū)約為-20 ℃，面積較小。24 日14 時(shí)影響萬山的對(duì)流單體生成，20 時(shí) TBB 先升再降，25 日 00 時(shí)降至-52 ℃，此時(shí)開始降雪，03 時(shí)升至-20 ℃左右，此后一直穩(wěn)定維持到25 日14 時(shí)。影響興仁的云系在24 日 08 時(shí)生成，TBB 基本維持在-20 ℃左右，25 日02 時(shí)降至-32 ℃，05 時(shí)有所升高，06 時(shí)又降至-32 ℃，25 日10—14 時(shí)穩(wěn)定維持在-20 ℃附近。

圖10 沿 109.2°E（a）及 105.2°E（b）的 TBB 剖面

此次過程中降雪區(qū)TBB 紋理較均勻，大部降雪區(qū) TBB 值在-20～-32 ℃，TBB 低值區(qū)對(duì)應(yīng)降雪強(qiáng)度較大，降雪最強(qiáng)時(shí)段TBB 達(dá)-52 ℃。

6 結(jié)論及討論

本文利用常規(guī)觀測(cè)、NCEP 再分析及FY-2G TBB 等資料，給出了 2020 年 1 月 24—25 日貴州冰雹、雨雪共存天氣的大尺度天氣背景，分析了單站冰雹天氣和暴雪天氣的主要特征，主要結(jié)論如下：

（1）此次復(fù)雜天氣中，前期貴州南部、西南部地面能量的大量集聚、后期強(qiáng)冷鋒南下，使得大氣不穩(wěn)定度迅速加大，配合低空急流帶來的充沛水汽被南支槽前的強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)迫抬升至-10 ℃層以上，滇黔準(zhǔn)靜止鋒觸發(fā)貴州南部、西南部不穩(wěn)定能量、水汽的大量釋放，加之合適的0、-20 ℃層高度，使得此次過程中先后出現(xiàn)冰雹、暴雨、暴雪，氣溫迅速下降使得貴州西南5 縣市達(dá)寒潮標(biāo)準(zhǔn)。

（2）低層冷墊上的高架雷暴造成冰雹，在暖濕逆溫層、強(qiáng)垂直風(fēng)切變、上冷下暖的強(qiáng)不穩(wěn)定層結(jié)的配合下，地面輻合線、靜止鋒觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放，是發(fā)生冰雹的主要原因。

（3）冷空氣入侵、靜止鋒的維持及深厚南支槽東移是降雪發(fā)生的主要環(huán)流形勢(shì)。水汽通量輻合及輻合厚度的不斷增長(zhǎng)、南支槽前強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)使得水汽在垂直方向上伸展到-10 ℃層以上、低層輻合高層輻散，配合地面氣溫不斷下降共同造成了暴雪天氣。

（4）貴州西部充沛的水汽輻合、強(qiáng)水汽通量梯度為暴雨的產(chǎn)生提供有了有利的外部輸送，高、中、低空急流的疊加及典型的低層輻合、高層輻散及強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)對(duì)暴雨有加強(qiáng)作用。

（5）大暴雪區(qū)強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)超前降雪約8 h 出現(xiàn)，低層輻合的強(qiáng)度大于高層輻散，且在降雪前約24 h 正渦度平流躍增；較之暴雪、冰雹區(qū)，大暴雪區(qū)飽和區(qū)伸展高度更高、上升運(yùn)動(dòng)更強(qiáng)，渦度平流強(qiáng)度明顯大于暴雪、冰雹區(qū)，但水汽輻合沒有冰雹區(qū)、暴雪區(qū)強(qiáng)，冰雹、暴雪區(qū)散度表現(xiàn)復(fù)雜且低層輻合強(qiáng)度明顯大于高層；大暴雪區(qū)的冷暖平流表現(xiàn)為穩(wěn)定的低冷高暖，冰雹區(qū)、暴雪區(qū)則表現(xiàn)為由低到高的“冷—暖—冷”平流結(jié)構(gòu)，且中層暖平流強(qiáng)度大于低層冷平流。

（6）降雪區(qū)TBB 紋理較均勻，大部降雪區(qū)TBB值在-20～-32 ℃，TBB 低值區(qū)對(duì)應(yīng)降雪強(qiáng)度較大，降雪最強(qiáng)時(shí)段TBB 達(dá)-52 ℃。