遵義市1960—2020年降雪特征分析

陳茜茜，武正敏，楊 熠，夏兆林，張云秋

(1.貴州省遵義市氣象局，貴州 遵義 563000；2.貴州省余慶縣氣象局，貴州 余慶 564400)

0 引言

遵義市地處貴州北部，地形復雜，多山地。冬季盛行冬季風，雖無嚴寒，降雪天氣較少，但隨著社會經濟發(fā)展，降雪產生的積雪、路面濕滑和道路結冰等現象對公路運輸、城市交通、生活出行等造成的影響越來越大[1，2]。

宋丹等[3]通過對貴州近44 a出現的9次大范圍持續(xù)時間較長的降雪天氣過程分析，得出了天氣形勢和物理量方面的結論。曾維[4]通過7個典型個例對貴州強降雪天氣過程環(huán)流形勢做出分析。姚正蘭等[5]研究遵義市2008年低溫雨雪冰凍天氣環(huán)流和氣候特征，指出大氣環(huán)流異常是造成2008年中國南方大范圍低溫雨雪冰凍災害的主要原因。肖蕾等[6]做過遵義市冬末初春2次寒潮降雪天氣過程對比分析。冉仙果等[7]通過分析貴州銅仁暴雪天氣過程，得出該次暴雪過程發(fā)生在高空南支槽、多波動槽東移、700 hPa西南暖濕急流輸送及850 hPa東北回流形勢下。國內一些研究者也作了降雪的天氣、氣候的分析[8-9]。貴州省針對降雪天氣的研究不多，對遵義市近幾十年降雪時空分布特征的分析也處于空白。因此，對遵義市1960—2020年降雪特征的研究十分必要。

1 資料和方法

①地面觀測資料：1960年1月1日—2020年12月31日共61 a，遵義市12個國家站點(赤水、習水、仁懷、播州、桐梓、綏陽、務川、正安、道真、湄潭、鳳岡、余慶)的雪深日資料、降水量日資料、降雪天氣現象及其出現時間的日資料。②環(huán)流形式分析使用NCEP FNL 1°×1°格點再分析資料。

方法為一般統(tǒng)計學方法。在選取暴雪個例時使用的暴雪標準為24 h降雪量≥10 mm，且積雪深度≥5 cm作為1個暴雪日[10]。查閱天氣現象時間、降水量和積雪深度進行綜合判斷，找出積雪深度≥5 cm，且24 h降雪量(通過天氣現象判斷為純雪)≥10 mm的個例，判定為暴雪天氣個例，個例時間根據天氣現象記錄中的降雪時間確定。

2 遵義市降雪時間分布特征

2.1 1960—2020年遵義市降雪年及年代變化特征

根據1960—2020年遵義市國家站降雪天氣現象日資料，統(tǒng)計出逐年及逐年代降雪日數。經統(tǒng)計，1960—2020年遵義市共降雪1712 d，期間每年均出現降雪，平均每年降雪28.5 d，年降雪日數6(2017年)～51 d(1967年)不等。年變化波動變化特征明顯，整體呈下降趨勢(圖1)，2013年以來處于一個明顯的低值區(qū)，平均每年降雪日數降低為15.1 d。年代降雪日數191(2010s)～347 d(1960s)，整體呈下降趨勢(圖2)。

2.2 1960—2020年遵義市降雪月變化特征

圖1為遵義市1960—2020年逐月降雪日數分布，由圖可知，遵義市降雪的月份有：1—4月、9月、11月、12月。1月平均降雪日數最多(11 d)，2月次之(7.92 d)，其他依次為12月、3月、11月、4月、9月(圖3)，其中9月僅有1次記錄(1989年9月29日發(fā)生在務川縣，具體天氣現象記錄為“冰?！?。11—次年1月月平均降雪日數逐漸增加，1月達到峰值，1—4月逐漸下降，呈現單峰變化特征。11—次年4月平均降雪日數0.26(4月)～11 d(1月)，其中12月—次年2月大于5 d，其余各月<3 d。

圖1 1960—2020年遵義市年平均降雪日數

圖2 1960—2020年遵義市年代降雪日數

圖3 1960—2020年11—次年4月遵義市月平均降雪日數

3 遵義市降雪空間分布特征

3.1 1960—2020年遵義市各站點降雪年變化特征

分站點對遵義市各個國家站年降雪日數進行分析，1960—2020年遵義市各站點年平均降雪日數0.9(赤水)～19.8 d(習水)，桐梓、播州、綏陽、湄潭、鳳岡平均每年降雪10.6～14 d，正安、務川、道真、余慶、仁懷平均每年降雪7～9.5 d，呈現西北方向的習水到東部的鳳岡一線降雪日數較多，西北角赤水、西南角仁懷、東南角余慶、北部道真、正安、務川較少的空間分布特征(圖4)。由此可見，除仁懷和道真外，其余站點年降雪日數分布與站點海拔正相關。

圖4 1960—2020年遵義市年降雪日數空間分布圖(上方數字為站點海拔(單位：m)，下方數字為降雪日數(單位：d))

從年最小降雪日數來看，1960—2020年期間習水年最小降雪日數為5 d，桐梓、播州、務川為1 d，其余各站點年最小降雪日數為0 d。

1960—2020年中，赤水有38 a無雪年，年降雪概率37.7%；湄潭、道真、余慶、仁懷有2 a無雪年，年降雪概率>96%；綏陽、鳳岡、正安出現無雪年1 a，年降雪概率>98%；習水、桐梓、播州、務川每年皆出現降雪，年降雪概率達到100%。

雪深特征方面，遵義市1960—2020年各站點最大積雪深度最大值為鳳岡27 cm，習水、務川、桐梓、綏陽、湄潭、仁懷≥20 cm，余慶、正安、赤水、道真10～16 cm。雪深>5 cm的日數赤水僅1 d，道真、正安、仁懷9～14 d，習水51 d，其余19～32 d(表1)。

表1 1960—2020年遵義市各站點降雪特征值

3.2 1960—2020年遵義市各站點降雪月變化特征

根據對遵義市各個國家站月平均降雪日數分析得出，1960—2020年遵義市各站點月降雪日數1月和2月明顯多于其他月份，尤其1月除赤水外其余各站點月平均降雪日數>3 d，習水、桐梓、播州、綏陽、湄潭>5 d;2月有半數站點月平均降雪日數>3 d。其次，12月有半數站點月平均降雪日數>2 d，除赤水外其余各站點>1 d。11月、3月、4月各站點月平均降雪日數基本上都在1 d以下。

表2 1960—2020年遵義市各站月平均降雪日數(單位：d)

遵義市各個國家站月平均降雪日數最大值出現在習水站1月(8.25 d)，且習水站11—次日4月每個月降雪日數都是所有站中的最大值。逐月的月平均降雪日數大值區(qū)常分布在習水到鳳岡及市中部一線(桐梓、播州、綏陽)。桐梓月平均降雪日數僅次于習水，隨后是播州、綏陽、湄潭等。

4 遵義市暴雪天氣分析

南方暴雪必須同時考慮積雪深度，本文定義24 h降雪量≥10 mm，且積雪深度≥5 cm作為1個暴雪日[9]。通過對1960—2020年遵義市各站點積雪深度和日降水量及天氣現象時段綜合分析，篩選出7個暴雪個例，分別出現在1976年、1982年、1983年、1999年、2000年(2次)、2005年。

對2000年以來的暴雪個例形勢場進行分析。從對3次過程的位勢高度總平均場(圖6)分析得出，500 hPa中高緯呈現兩槽一脊的環(huán)流形式，西部槽位于東歐平原到地中海一線，脊區(qū)位于貝加爾湖并向其東北方向延展，東部槽位于白令海到我國東北平原。低緯貴州省處于南支槽前西南氣流之中，槽線位于孟加拉灣以東95°E附近。700 hPa遵義市受西南氣流控制，風速10 m·s-1，遵義市以南地區(qū)有西南急流，為遵義市輸送大量水汽。850 hPa遵義市受高壓后部的東南氣流影響，風速6 m·s-1，為遵義市帶來冷空氣補充。地面上湖南有一冷舌，遵義市上空存在靜止鋒面。

圖5 1960—2020年11—次年4月遵義市各站點月平均降雪日數

圖6 2000年以來遵義市3次暴雪個例合成天氣圖：(a)500 hPa位勢高度場(單位:dagpm)、(b)700 hPa風場、(c)850 hPa風場、(d)地面海平面氣壓場(單位:hPa)

按時間順序把2000年1月20—21日、2000年1月29—31日、2005年1月9—11日的過程簡稱為過程1、過程2和過程3。對每次過程的平均場(圖略)分析得出，3次過程500 hPa中高緯都是兩槽一脊的形勢，其中過程2中500 hPa平均場上我國東北到蒙古一帶有橫槽，過程1和3的槽都位于日本海附近，都為遵義市暴雪過程帶來強烈的冷空氣；3次過程500 hPa低緯遵義市皆處于南支槽前，槽線位于緬甸或孟加拉灣。700 hPa 3次過程共同點是遵義市上空皆為西南氣流，但風速有差異，過程1存在急流，遵義市上空風速16 m·s-1，過程2風速8 m·s-1，過程風速36 m·s-1，為遵義市帶來充足的水汽供應。850 hPa上過程1遵義市受高壓后部的偏南氣流控制，風速12 m·s-1，過程2和3都為高壓后部偏東氣流，風速6 m·s-1，為遵義市補充冷空氣。3次過程地面形勢類似，湖南均有冷舌，遵義市上空有靜止鋒存在。

可見，遵義市暴雪天氣過程存在幾個共同特點：一是500 hPa中高緯低槽帶動強冷平流南下，低緯南支槽帶來動力抬升和水汽輸送；二是700 hPa西南氣流提供充足水汽供應；三是850 hPa高壓后部有冷空氣的持續(xù)補充；四是地面上湖南的冷舌和遵義市上空靜止鋒的存在。都是暖濕氣流在冷墊上爬升，造成暴雪天氣。

5 結論

遵義市1960—2020年降雪天氣有以下特征：

①共降雪1712 d，平均每年降雪28.5 d，年變化呈波動變化特征，2013年以來處于明顯的低值區(qū)。年代降雪日數191～347 d。年和年代變化整體皆呈下降趨勢。

②1—4月、9月、11月、12月出現過降雪。11月—次年1月月平均降雪日數逐漸增加，1月達到峰值，1—4月逐漸下降，呈單峰變化特征。

③各站點年平均降雪日數0.9(赤水)～19.8 d(習水)，西北方向的習水到東部的鳳岡一線降雪日數較多，其余地區(qū)較少，大部分站點年降雪日數分布與站點海拔成正相關。

④赤水年降雪概率37.7%；湄潭、道真、余慶、仁懷年降雪概率大于96%；綏陽、鳳岡、正安年降雪概率大于98%；習水、桐梓、播州、務川年降雪概率達到100%。

⑤各站點月降雪日數1月和2月明顯多于其他月份，1月最多。每個月的月平均降雪日數大值區(qū)常分布在習水到鳳岡及市中部一線。

⑥遵義市2000年以來的暴雪個例各層環(huán)流形式有共同特點可循：一是500 hPa中高緯低槽帶動強冷平流南下，低緯南支槽帶來動力抬升和水汽輸送；二是700 hPa西南氣流提供充足水汽供應；三是850 hPa高壓后部有冷空氣的持續(xù)補充；四是地面上湖南的冷舌和遵義市上空靜止鋒的存在。都是暖濕氣流在冷墊上爬升，造成暴雪天氣。