2022 年大興安嶺一次春季大暴雪天氣分析

顧巖梅,王付華,許麗玲,王 梅,李 博

（1.呼瑪縣氣象局，黑龍江 呼瑪 165199；2.大興安嶺地區(qū)氣象局，黑龍江 加格達(dá)奇 165000；3.漠河市氣象局，黑龍江 漠河 165399）

1 引言

降雪是冬季的高影響天氣之一, 常常給民航、交通運(yùn)輸、城市運(yùn)行和人民生活帶來(lái)嚴(yán)重影響,甚至造成重大損失。 大興安嶺的春季暴雪發(fā)生概率小，由于預(yù)報(bào)難度大，服務(wù)敏感性高，值得深入研究[1-5]。 就此次過程而言，2022 年極端天氣頻發(fā)， 從2 月份開始，月平均氣溫始終為偏高狀態(tài)，暖空氣勢(shì)力異?；钴S，為此次大興安嶺出現(xiàn)的區(qū)域性大暴雪天氣， 提供了充足的熱力和水汽條件。2022 年4 月10 日08 時(shí)-11日08 時(shí)降水量：新林、塔河、呼中位居4 月上旬歷史第一位， 漠河、 呼瑪位居4 月上旬降水量歷史第二位。

2 暴雪特點(diǎn)及概況

2022 年4 月9 日夜間北部、中部降雪開始，強(qiáng)降雪時(shí)段為10 日0-20 時(shí)，夜間以雪為主，白天有短暫的雨夾雪時(shí)段，10 日夜間北部轉(zhuǎn)為陣雪天氣。 2022年4 月9 日20 時(shí)-11 日08 時(shí) 過 程 降 雪 量： 新 林（27.0 mm）、塔河（24.4 mm）、呼中（22.9 mm），漠河（13.6 mm），呼瑪（13.8 mm），加格達(dá)奇（2.9 mm）。 最大積雪深度：新林30 cm，呼中23 cm，塔河14 cm、漠河11 cm，呼瑪2 cm。

2.1 小時(shí)降雪強(qiáng)度及相態(tài)分析

統(tǒng)計(jì)降水時(shí)間序列可知： 新林小時(shí)最大降雪量為6.8 mm，出現(xiàn)在10 日10-11 時(shí)，達(dá)到大雪量級(jí)，在大興安嶺春季降雪天氣中實(shí)屬罕見。 強(qiáng)降雪時(shí)段降水相態(tài)分析：新林、漠河、塔河以雪為主，未出現(xiàn)雨夾雪，呼中出現(xiàn)短暫的雨夾雪。 新林、塔河的氣溫一直維持在0 ℃左右，呼中、漠河在-2-0 ℃。 呼瑪降水相態(tài)為雪轉(zhuǎn)雨夾雪轉(zhuǎn)雪，加格達(dá)奇為小雨，呼瑪、加格達(dá)奇氣溫在0-2 ℃。

2.2 暴雪特點(diǎn)及成因分析

這次區(qū)域性大暴雪天氣特點(diǎn)是：降雪范圍廣、強(qiáng)度大、強(qiáng)降雪維持時(shí)間短，主要強(qiáng)降雪時(shí)段集中在4月10 日白天。 高空北部高壓前部冷空氣補(bǔ)充南下與槽前西南暖濕氣流交匯于大興安嶺上空， 強(qiáng)暖鋒鋒生，促使新林、塔河、呼中、漠河出現(xiàn)12 h 暴雪天氣，10 日08-20 時(shí)12 h 降雪量：新林17.2 mm，塔河17.1 mm，呼中14.8 mm，漠河12.4 mm。

3 天氣系統(tǒng)分析

3.1 環(huán)流背景分析

降雪發(fā)生前，4 月10 日08 時(shí)（圖1），500 hPa 中高緯度呈兩脊一槽經(jīng)向型環(huán)流， 與大興安嶺的暴雪天氣模型槽脊的位置有所不同， 東部阻塞高壓的位置異常偏東偏北， 位于180°E-160°W 的白令海海域一線，北伸至65°N，鄂霍茨克海為一冷渦控制，西部阻塞高壓位置在烏拉爾山以東附近， 但強(qiáng)度異常偏西偏北，110°E-130°E，60°N-70°N 的區(qū)域?yàn)樽枞邏海行膹?qiáng)度為536 dagpm，貝加爾湖以東至大興安嶺北部為一冷渦中心，在120°E 的經(jīng)向上500 hPa 呈北高南低型， 高壓前部極地冷空氣在沿脊前偏北氣流下沖到大興安嶺地區(qū)， 與槽前西南暖濕氣流交匯于槽前，低空強(qiáng)暖平流造成強(qiáng)暖鋒鋒生，全區(qū)出現(xiàn)了區(qū)域性暴雪天氣，10 日夜間，大興安嶺上空的冷渦減弱為高空槽， 大興安嶺處于高空槽后西北氣流控制下，降水天氣基本結(jié)束。

圖1 4 月10 日08 時(shí)500 hPa 高度場(chǎng)

4 月9 日20 時(shí)850 hPa 高度場(chǎng)（圖2），大興安嶺上空西部低槽加深切渦， 大興安嶺上空低渦東北部暖式切變和地面暖鋒附近產(chǎn)生了暴雪天氣。 暴雪落區(qū)在低渦的東北象限冷暖空氣交匯處。另外，850 hPa上強(qiáng)暖平流（圖2），促使地面暖鋒鋒生，是導(dǎo)致大興安嶺區(qū)域暴雪天氣的關(guān)鍵因子， 可以作為大興安嶺暴雪天氣的預(yù)報(bào)模型 （歷史個(gè)例：2015 年10 月26-27 日大興安嶺區(qū)域暴雪天氣）。

圖2 4 月9 日20 時(shí)850 hPa 高度場(chǎng)

3.2 地面影響系統(tǒng)和云圖分析

這次春季暴雪天氣的地面影響系統(tǒng)是蒙古氣旋，高空強(qiáng)鋒區(qū)引導(dǎo)地面低壓發(fā)展北上，大興安嶺中北部暖鋒鋒生，850 hPa 風(fēng)場(chǎng)有≥20 m/s 超強(qiáng)西南低空急流，為暴雪區(qū)提供了充足的水汽。 紅外衛(wèi)星云圖上可看出大興安嶺上空為鋒面氣旋云系控制， 暖鋒云系有所加強(qiáng)， 槽后強(qiáng)冷空氣和槽前暖濕氣流在槽前暖鋒鋒區(qū)交匯，產(chǎn)生了大暴雪天氣過程。

10 日08-20 時(shí)，南部850 hPa 等溫線維持在0-2℃，降水相態(tài)為雨，東南部-1-(-3) ℃，出現(xiàn)了雪轉(zhuǎn)雨夾雪轉(zhuǎn)雪天氣，中部、北部850 hPa 等溫線維持在-3-(-5) ℃，降水相態(tài)以雪為主，11 日08 時(shí)850 hPa 等溫線降到-7-(-9) ℃，全區(qū)強(qiáng)降雪天氣結(jié)束。

9 日夜間鋒面云系的暖鋒云帶，在高空急流的引導(dǎo)下，逐漸向北伸的過程中，發(fā)生了新林、呼瑪、呼中的大雪天氣，10 日10 時(shí)開始在高空冷渦加深旋轉(zhuǎn)過程中，冷暖空氣交匯，產(chǎn)生了10 日白天的暴雪天氣。

3.3 動(dòng)力、熱力、水汽條件分析

4 月9 日20 時(shí)850 hPa 風(fēng)場(chǎng)（圖3）上可看出，大興安嶺南部有一條≥20 m/s 超強(qiáng)西南低空急流，為暴雪產(chǎn)生提供水汽通道。 10 日08 時(shí)850 hPa 風(fēng)場(chǎng)（圖4）上可看出：在高空冷渦加強(qiáng)的過程中，850 hPa風(fēng)場(chǎng)存在兩支低空急流，一條是暖式切變前≥20 m/s的東南急流， 一條是冷式切變前≥24 m/s 的西南急流，兩支急流為10 日白天的區(qū)域性暴雪天氣提供了豐沛的水汽，地面低壓強(qiáng)烈發(fā)展，暖鋒鋒生增強(qiáng)，云圖表現(xiàn)為暖鋒云系， 兩支急流出口區(qū)的左前方交匯處，地面為倒暖鋒鋒區(qū)上，是12 h 暴雪落區(qū)。

圖3 4 月9 日20 時(shí)500 hPa 高度和850 hPa 風(fēng)場(chǎng)

圖4 4 月10 日08 時(shí)500 hPa 高度和850 hPa 風(fēng)場(chǎng)

4 月10 日08 時(shí),850 hPa 溫度場(chǎng)上16 ℃等溫線北伸至吉林省，大興安嶺上空為一強(qiáng)暖脊控制，低空急流攜帶渤海大量的暖濕空氣為這次大暴雪天氣的發(fā)生提供了充足的熱力條件， 是這次大暴雪天氣產(chǎn)生的關(guān)鍵因子。

4 月9 日20 時(shí)850 hPa 比濕場(chǎng)上≥4 g/kg 的濕舌伸向大興安嶺上空， 這樣的一條水汽輸送帶一直維持到10 日20 時(shí)， 為暴雪天氣的發(fā)生提供了充沛的水汽條件 （比濕≥4 g/kg 是大興安嶺暴雪預(yù)報(bào)指標(biāo)）。

從EC 的時(shí)間垂直剖面圖上可看出（圖5、6），10日10-17 時(shí)， 大興安嶺上空為明顯的上升運(yùn)動(dòng)大值區(qū)，濕度層伸展到400 hPa，充沛的水汽和強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)為暴雪的產(chǎn)生提供了動(dòng)力和水汽條件。

圖5 新林EC 垂直剖面圖

圖6 塔河EC 垂直剖面圖

4 智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)和集合數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)降雪的開始和結(jié)束時(shí)間預(yù)報(bào)的比較準(zhǔn)確，強(qiáng)降雪的時(shí)段也基本吻合，但量級(jí)偏小10 mm 左右，需要積累資料全面綜合分析，做出預(yù)報(bào)結(jié)論。

數(shù)值模式累計(jì)降水量EFI 指數(shù)＞0.9 的落區(qū)與暴雪落區(qū)基本吻合， 極端天氣指數(shù)產(chǎn)品的極端降水落區(qū)和暴雪落區(qū)基本一致， 對(duì)這次暴雪天氣的預(yù)報(bào)指導(dǎo)意義非常大。

從集合預(yù)報(bào)模式對(duì)比分析可知：9 日20 時(shí)-10日08 時(shí)的降水落區(qū)預(yù)報(bào)基本準(zhǔn)確， 但在量級(jí)上CMA-MESO 模式、CMA-TYM 模式預(yù)報(bào)的比較準(zhǔn)確，ECMWF 模式量級(jí)略小，CMA-GFS 模式明顯偏小。

10 日08-20 時(shí)降水落區(qū)預(yù)報(bào)基本準(zhǔn)確，CMAMESO 模式量級(jí)比較準(zhǔn)確，其他模式略小。

中央臺(tái)降水指導(dǎo)24 h 落區(qū)及時(shí)段準(zhǔn)確。

5 暴雪預(yù)報(bào)偏差小結(jié)分析

4 月8 日制作一期氣象信息，預(yù)報(bào)結(jié)論為9 日夜間-10 日白天全區(qū)有一次較大降水天氣過程，降水量級(jí)小到中雪，局部大雪，與實(shí)況量級(jí)有一定的偏差。

預(yù)報(bào)誤差主要原因：2022 年4 月上旬大興安嶺出現(xiàn)暴雪天氣概率小， 對(duì)暖空氣勢(shì)力異常強(qiáng)大和高緯度環(huán)流異常重視不夠，另外，春季降水的相態(tài)預(yù)報(bào)還需要做認(rèn)真的總結(jié)分析和提煉指標(biāo)， 對(duì)大興安嶺春季暴雪天氣的集合預(yù)報(bào)以及智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)產(chǎn)品的釋用還有待于進(jìn)一步總結(jié)。

6 小結(jié)

（1）此次大興安嶺春季區(qū)域性暴雪天氣由高空槽后強(qiáng)冷平流與槽前西南暖濕氣流在大興安嶺上空交匯，地面暖鋒與低空暖式切變共同作用形成。

（2）850 hPa 高度場(chǎng)出現(xiàn)了“人”字型切變線,地面暖鋒鋒生,是導(dǎo)致大興安嶺區(qū)域雪天氣發(fā)生的關(guān)鍵因子，可以做為大興安嶺暴雪天氣的預(yù)報(bào)模型。

（3）大興安嶺上空為上升運(yùn)動(dòng)大值區(qū)，濕層深厚， 充沛的水汽和強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)為暴雪的發(fā)生提供了動(dòng)力條件。

（4）850 hPa≥20 m/s 的西南和東南低空急流為大興安嶺暴雪天氣提供水汽通道。

（5）大興安嶺春季暴雪天氣相態(tài)指標(biāo)，850 hPa等溫線-2-(-5) ℃以雪為主，-1-(-3) ℃， 出現(xiàn)雪轉(zhuǎn)雨夾雪轉(zhuǎn)雪天氣，850 hPa 等溫線0-2 ℃以雨為主，為以后春季降雪的相態(tài)轉(zhuǎn)換，提供一個(gè)預(yù)報(bào)依據(jù)。

（6）智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)降雪的開始和結(jié)束時(shí)間預(yù)報(bào)比較準(zhǔn)確，強(qiáng)降雪時(shí)段也基本吻合，但量級(jí)偏小10 mm 左右，需要積累相關(guān)的資料。

（7）集合預(yù)報(bào)的數(shù)值模式產(chǎn)品對(duì)大興安嶺暴雪落區(qū)預(yù)報(bào)基本準(zhǔn)確，但在量級(jí)上，差異較大，還需要進(jìn)一步積累資料，全面綜合分析，做出預(yù)報(bào)結(jié)論。