2018 年初駐馬店致災(zāi)暴雪成因及對農(nóng)業(yè)的影響

□靳 婷

（駐馬店市氣象局 河南 駐馬店 463000）

1 研究背景

2018 年初受強(qiáng)暖濕氣流與冷空氣交匯共同作用影響，駐馬店地區(qū)出現(xiàn)了有記錄以來歷史次極值的大范圍暴雪天氣。此次大暴雪累積降雪量之大、范圍之廣、強(qiáng)度之強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間之長均為歷史罕見，據(jù)民政部門不完全統(tǒng)計(jì)，全市受災(zāi)人口4 503 人，直接經(jīng)濟(jì)損失共5 263.2 萬元。

暴雪是我國冬季最常見的一種災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。歐美國家對暴雪的研究開展得比較早，Bennetts等（1979）[1]利用水汽的斜壓性來闡明降水帶狀分布。國外暴雪發(fā)生發(fā)展機(jī)理相關(guān)研究表明，歐美降雪多與溫帶氣旋的形成和發(fā)展有關(guān)。

近年來，國內(nèi)學(xué)者對暴雪也作了很多研究，張家寶等（1987）[2]對新疆降雪的水汽來源進(jìn)行詳細(xì)分析；周倩等（2011）[3]和梁瀟云等（2002）[4]分別對區(qū)域性高原暴雪過程、氣候背景和環(huán)流型及水汽場進(jìn)行了分析；苗愛梅等（2011）[5]對山西暴雪過程的流型配置和物理量的診斷分析；裴宇杰等（2012）[6]對河北晚秋暴雪的多普勒雷達(dá)分析。

以上研究為揭示暴雪的演變、發(fā)生、發(fā)展機(jī)理和影響、維持機(jī)制起到了極大的推動作用，并且提供了較好的參考、借鑒價(jià)值[7-8]。

2 駐馬店大暴雪實(shí)況和特征

駐馬店此次降雪自2018 年1 月3 日2 時(shí)開始，過程中雪轉(zhuǎn)大雪到暴雪，過程累積降雪量為33（泌陽）～54.3 mm（市轄區(qū)），均超過25 mm，達(dá)到大暴雪量級。最大降雪出現(xiàn)在駐馬店市轄區(qū)，達(dá)到建站有資料記錄以來歷史次極值。

1 月3 日8 時(shí)至4 日8 時(shí)駐馬店降雪量為34.4mm，突破該時(shí)段內(nèi)降雪量歷史極值；最大1 h 降雪量達(dá)2.1 mm，15 時(shí)至19 時(shí)降雪量達(dá)10.5 mm，達(dá)到暴雪橙色預(yù)警級別。

過程最大積雪深度為22（西平、上蔡、汝南、平輿）～28 cm（市轄區(qū)），出現(xiàn)在1 月6 日5 時(shí)，為有資料記錄以來的歷史第二位。持續(xù)降雪天氣使駐馬店大部分地區(qū)交通癱瘓，電力、通信系統(tǒng)受損，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受災(zāi)嚴(yán)重[9-10]。

駐馬店作為農(nóng)業(yè)大市，尤其是當(dāng)?shù)囟←満痛笈锸卟艘殉蔀楹幽鲜≈鲗?dǎo)現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)，持續(xù)性暴雪與嚴(yán)重的積雪深度造成大棚破裂，蔬菜遭受低溫凍害，全市蔬菜受災(zāi)面積9 944.1 hm2，絕收面積616.4 hm2，損失金額20 557.9 萬元。

3 影響系統(tǒng)及成因分析

3.1 環(huán)流配置和暴雪落區(qū)分析

2018 年1 月2 日20 時(shí)500 hPa 亞洲中高緯為兩槽一脊形勢，兩槽分別位于新疆北部和東北東部，脊位于蒙古國中部，低層配合南支槽。東北東部到蒙古國一線有一橫槽攜冷空氣南下，冷中心溫度約為-40 ℃。北支槽加深，南支槽東移發(fā)展，西南急流軸呈西南—東北走向。850 hPa 上有東路冷空氣滲透影響，東北風(fēng)與西南風(fēng)的輻合切變位于長江流域，-4 ℃線已壓至射陽、阜陽至棗陽到安康一線。925 hPa 上豫南地區(qū)存在一東北風(fēng)速切變線?！疤炷系乇薄钡牧鲌鲆研纬桑欣诒┭┑陌l(fā)生發(fā)展。

隨時(shí)間推移，500 hPa 東北冷渦橫槽不斷補(bǔ)充冷空氣南下，700 hPa 暖式切變東移南壓至河南西南部地區(qū)，其來自孟加拉灣的西南暖濕急流呈氣旋性彎曲，河南南部位于急流出口區(qū)氣旋性彎曲最大區(qū)域附近。

850 hPa 上暖式切變東移北抬，西路冷空氣東進(jìn)的東北氣流明顯風(fēng)速切變區(qū)位于河南南部一帶。

925 hPa 上豫南地區(qū)存在明顯的東風(fēng)切變，同時(shí)偏北風(fēng)與溫度線幾乎垂直，有明顯冷平流輸送，700～925 hPa 中低空3 支急流交匯于河南南部地區(qū)，不僅帶來充沛的水汽，還有利于暖濕氣流抬升。

地面上強(qiáng)大的貝湖冷高壓中心為1 060 hPa，華北冷鋒不斷補(bǔ)充冷空氣，東西路冷空氣于河套地區(qū)夾擠形成錮囚冷鋒。強(qiáng)降雪發(fā)生在河南中南部，處在700 hPa 切變線的南側(cè)，925 hPa 北側(cè)與700 hPa 西南急流的左側(cè)之間的飽和濕區(qū)內(nèi)。

3.2 物理量垂直分析

3.2.1 水汽通量垂直剖面分析

沿114°E 作水汽通量垂直剖面，2 日20 時(shí)暴雪發(fā)生前，在31°N 至34°N，925 hPa 和850～700 hPa之間分別出現(xiàn)水汽輻合大值區(qū)，中心強(qiáng)度＞-1×10-8g·hPa·cm-2·s-1；3 日20 時(shí)暴雪期間，1°N 至34°N，850～400 hPa 范圍內(nèi)，水汽輻合區(qū)迅速擴(kuò)大發(fā)展。6 日2 時(shí)，見圖1（a），水汽輻合層相比3 日20 時(shí)明顯變薄，主要集中在850～700 hPa 之間，降雪量也較3—4 日明顯減弱。7 日8 時(shí)，在33°N至38°N，850～200 hPa區(qū)域內(nèi)，水汽輻散層取代了水汽輻合層，駐馬店降雪結(jié)束。

3.2.2 物理量高度-時(shí)間演變

在兩種環(huán)流背景下，700～200 hPa 之間均為上升運(yùn)動，3—4 日上升運(yùn)動中心出現(xiàn)在500 hPa 附近，中心強(qiáng)度在-8×10-3hPa·cm-2·s-1；6 日上升運(yùn)動中心出現(xiàn)在600 hPa 附近，中心強(qiáng)度在-4×10-3hPa·cm-2·s-1。

3 日8 時(shí)至4 日8 時(shí)最強(qiáng)降雪時(shí)段內(nèi)，在850～700 hPa 之間存在著明顯的中低層下沉運(yùn)動，上升和下沉運(yùn)動都充分發(fā)展，有利于強(qiáng)降雪持續(xù)發(fā)展維持，見圖1（b）。

在降雪開始12 h 之前925 hPa 以下有明顯的輻合，降雪期間400 hPa 以上均有明顯的輻散，但3—4 日的輻合、輻散更強(qiáng)，輻合位于700～600 hPa 之間，強(qiáng)度為-30×10-5hPa·cm-2·s-1；輻散中心強(qiáng)度為20×10-5hPa·cm-2·s-1；6 日輻合位于850～700 hPa 之間中心強(qiáng)度為-20×10-5hPa·cm-2·s-1，輻散中心強(qiáng)度為20×10-5hPa·cm-2·s-1；高層輻散，低層輻合，抽吸作用明顯。

4 探空資料分析

3 日8 時(shí)阜陽上空500 hPa 以上皆為強(qiáng)盛的高空西南急流，低層?xùn)|北氣流，存在強(qiáng)垂直風(fēng)切變，有利于強(qiáng)降雪上升運(yùn)動的維持。500 hPa 附近有弱干冷空氣侵入，850～500 hPa 上風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)有暖平流，1 000～850 hPa 上風(fēng)隨高度逆轉(zhuǎn)有冷平流輸送，為典型的冷鋒云形式，400 hPa 以下是準(zhǔn)飽和深厚云系，在600～700 hPa 及925 hPa 附近逆溫層結(jié)明顯，有利于水汽凝結(jié)。在-20 ℃以上均存在濕層，有利于冰雪的形成和增長；逆溫層結(jié)的環(huán)境溫度也在零下，不存在中低層暖層，降雪以純雪為主。

5 結(jié)論和思考

（1）3—4 日駐馬店大暴雪發(fā)生在500 hPa 南北兩支低槽合并為西風(fēng)大槽，東北橫槽攜冷空氣不斷擴(kuò)散，地面東西路冷空氣于河套地區(qū)夾擠形成錮囚冷鋒，低空急流和切變線是大暴雪的觸發(fā)機(jī)制，中低層3 支急流交匯于河南南部，水汽輻合及水汽輸送通道建立，中低層冷、暖切變的維持，為暴雪提供了良好持續(xù)條件。

（2）12 h 內(nèi)≥10 mm 強(qiáng)降雪落區(qū)發(fā)生在槽前西南暖濕氣流內(nèi)850 hPa 暖式切變線的北側(cè)，700 hPa 切變線的附近，700 hPa 西南急流出口區(qū)的左側(cè)，850 hPa東北急流的南側(cè)與925 hPa 東北急流疊加區(qū)的T-Td≤1 ℃的飽和濕區(qū)內(nèi)。

（3）降雪強(qiáng)度與散度場的輻合中心強(qiáng)度、垂直速度的上升運(yùn)動與下沉運(yùn)動的正反饋效應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)。散度場和垂直速度場和水汽通量散度場時(shí)空演變得出，前期低層輻合趨勢對降雪的發(fā)生有6～12 h 的先兆指示性。