一次暴雨天氣過程氣象服務(wù)案例分析

摘 要：隨著全球氣候變化，極端天氣事件頻發(fā)，給氣象預(yù)報(bào)和服務(wù)工作帶來了新的挑戰(zhàn)。以2023年11月5—6日吉林省長春市德惠市發(fā)生的一次暴雪天氣過程為例，闡述了天氣實(shí)況，分析了此次暴雪天氣過程，重點(diǎn)介紹了德惠市氣象局在此次天氣過程中的內(nèi)部會(huì)商、預(yù)警信號(hào)發(fā)布、信息通報(bào)與宣傳、應(yīng)急響應(yīng)等方面的工作，總結(jié)了氣象服務(wù)的成功經(jīng)驗(yàn)和不足之處，并提出了加強(qiáng)對暴雪天氣氣象服務(wù)的建議。

關(guān)鍵詞：暴雪天氣；氣象服務(wù)；預(yù)警信號(hào)；應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制

中圖分類號(hào)：P429 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）10–0-03

暴雪天氣作為一種嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和人民生活帶來重大影響。準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)和及時(shí)有效的氣象服務(wù)對減少暴雪天氣造成的損失具有重要意義。以2023年11月5—6日吉林省長春市德惠市發(fā)生的一次暴雪天氣過程為例，深入分析該次天氣過程的實(shí)況、形成機(jī)理及德惠市氣象局在此過程中開展的氣象服務(wù)工作，為今后類似天氣過程的氣象服務(wù)工作提供借鑒。

1 天氣實(shí)況

1.1 降水情況

2023年11月5—6日，德惠市經(jīng)歷了一次顯著的雨雪天氣過程，呈現(xiàn)出復(fù)雜的降水特征。降水過程始于5日18：00，持續(xù)至7日03：00，經(jīng)歷雨轉(zhuǎn)雨夾雪再轉(zhuǎn)大暴雪的演變。各地降水量普遍為35～40 mm，其中德惠市區(qū)降水量達(dá)40.4 mm，朱城子鎮(zhèn)42.4 mm，大房身鎮(zhèn)40.9 mm，米沙子鎮(zhèn)38.0 mm，郭家鎮(zhèn)37.6 mm。值得注意的是，5日23：00，德惠市出現(xiàn)凍雨現(xiàn)象，持續(xù)時(shí)間長達(dá)6 h。

在降雪量方面，德惠市區(qū)達(dá)27.3 mm，大房身鎮(zhèn)29.8 mm，郭家鎮(zhèn)27.7 mm，朱城子鎮(zhèn)26.1 mm，米沙子鎮(zhèn)22.4 mm。市區(qū)累積積雪深度達(dá)21 cm，降雪強(qiáng)度大。此外，最大雨凇直徑達(dá)42 mm，進(jìn)一步增加了此次天氣過程的復(fù)雜性。降雪強(qiáng)度在6日10：00～11：00達(dá)到頂峰，1 h降雪量高達(dá)5.2 mm。

1.2 災(zāi)害影響

此次暴雪天氣對德惠市造成了廣泛而深遠(yuǎn)的影響。第一，電力和供暖方面。電力系統(tǒng)受到嚴(yán)重沖擊。德惠市11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道出現(xiàn)不同程度的斷電情況，直接影響居民的日常生活和生產(chǎn)活動(dòng)。由于斷電，城區(qū)和部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)斷水情況，給居民用水帶來不便。供暖系統(tǒng)也受到影響，部分地區(qū)停止供暖，在寒冷天氣下嚴(yán)重影響了居民生活。第二，交通方面。大雪和道路結(jié)冰嚴(yán)重影響交通安全，增加事故風(fēng)險(xiǎn)。第三，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面。雪災(zāi)對農(nóng)作物和設(shè)施農(nóng)業(yè)造成損害。第四，城市運(yùn)行方面。積雪增加市政清雪、除冰的工作負(fù)擔(dān)。

2 暴雪天氣過程分析

2.1 高空冷渦與天氣系統(tǒng)

此次暴雪天氣過程中，高空500 hPa上一個(gè)西北路徑的冷渦系統(tǒng)自2023年11月5日開始東移北上，其中心位置由內(nèi)蒙古中部一直移至黑龍江西部，而德惠市始終處于該冷渦東南側(cè)的強(qiáng)上升氣流區(qū)內(nèi)。隨著冷渦的東移北上，其槽前暖平流和槽后冷平流的配置不斷加強(qiáng)，在德惠市上空形成了顯著的溫度梯度，這種特殊的溫度場結(jié)構(gòu)不僅為暴雪天氣提供了有利的熱力條件，還導(dǎo)致雨、雪、凍雨等降水形態(tài)的出現(xiàn)。此外，當(dāng)冷渦中心移至德惠市西北部時(shí)，其低壓中心的輻合作用與東南側(cè)的暖濕氣流相互配合，在垂直方向上形成了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力和熱力條件的耦合為此次持續(xù)性強(qiáng)降雪的形成創(chuàng)造了有利環(huán)境。

2.2 水汽條件

此次暴雪過程的水汽輸送呈現(xiàn)出顯著的“雙源匯聚”特征：一方面，來自黃海的暖濕氣流沿著高空冷渦東南側(cè)向北輸送，為系統(tǒng)提供持續(xù)性水汽補(bǔ)給；另一方面，西北路徑的冷空氣南下過程中裹挾的水汽也為系統(tǒng)注入額外補(bǔ)給。這兩支水汽在吉林省中部地區(qū)，尤其是在德惠市及周邊區(qū)域交匯，形成了穩(wěn)定的水汽匯聚中心。

在降水主要時(shí)段（08：00～11：00），德惠市及周邊地區(qū)的相對濕度達(dá)到飽和狀態(tài)，而且近地面比濕值維持在4 g/kg的高值水平，水汽條件與高空冷渦系統(tǒng)的動(dòng)力配置形成協(xié)同效應(yīng)。隨著水汽輸送的持續(xù)加強(qiáng)，德惠市上空的垂直水汽通量不斷累積，在強(qiáng)迫抬升作用下，大量水汽快速凝結(jié)，促使降雪強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。值得注意的是，11月5日23：00的地面氣溫＜0 ℃時(shí)，原來的降雨轉(zhuǎn)變?yōu)閮鲇辏鄳B(tài)轉(zhuǎn)換過程與水汽的垂直分布和溫度層結(jié)密切相關(guān)，進(jìn)而導(dǎo)致雨、雪、凍雨等多種降水形態(tài)的演變過程，最終使得德惠市區(qū)降水量達(dá)到40.4 mm、降雪量高達(dá)27.3 mm。

2.3 低層形勢場

此次暴雪過程中，850 hPa低層大氣環(huán)流場呈現(xiàn)出典型的氣旋性系統(tǒng)演變特征，其活動(dòng)軌跡和強(qiáng)度變化直接影響了德惠市的降水過程。具體而言，11月5日17：00，一股較強(qiáng)的低壓系統(tǒng)自西南方向開始北上，其前部的東南氣流不斷向德惠市輸送暖濕空氣，隨著氣旋前部云系逐漸影響德惠市北部區(qū)域，降水隨即開始。11月6日上午，氣旋系統(tǒng)移至德惠市上空并短暫停留，其氣旋性環(huán)流與上層冷渦系統(tǒng)形成良好的垂直耦合，顯著增強(qiáng)了系統(tǒng)的上升運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，11月6日08：00

前后，隨著850 hPa層溫度為0～2 ℃，加之地面氣溫持續(xù)走低，整個(gè)大氣層結(jié)逐漸轉(zhuǎn)為有利于降雪的溫度結(jié)構(gòu)，由此促使降水形態(tài)由雨轉(zhuǎn)變?yōu)檠?，并最終發(fā)展為大暴雪天氣過程。

2.4 凍雨成因

此次暴雪過程中出現(xiàn)的凍雨現(xiàn)象，其形成機(jī)制與特殊的溫度垂直結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在凍雨發(fā)生前，德惠市地面氣溫維持在0 ℃以上，而隨著冷空氣的不斷南下，地面溫度逐漸降至0 ℃以下，但850 hPa高度的溫度仍維持在0 ℃以上的暖區(qū)，這種獨(dú)特的溫度垂直分層結(jié)構(gòu)為凍雨的形成提供了必要條件。具體而言，當(dāng)降水發(fā)生時(shí)，雨滴在850 hPa暖層中以液態(tài)形式存在，但在下落過程中遭遇近地面的冷空氣層，由于缺乏充足的結(jié)冰核心且下落時(shí)間較短，雨滴無法完全凍結(jié)成雪，而是以過冷狀態(tài)到達(dá)地面，隨即在接觸地面或其他物體時(shí)迅速結(jié)冰，形成了持續(xù)約6 h的凍雨現(xiàn)象。

3 德惠市氣象局氣象服務(wù)宣傳與應(yīng)急響應(yīng)工作

3.1 內(nèi)部會(huì)商與準(zhǔn)備

德惠市氣象局在此次暴雪天氣過程中展現(xiàn)高度的專業(yè)性和前瞻性，通過一系列內(nèi)部會(huì)商和準(zhǔn)備工作為后續(xù)的氣象服務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。首先，氣象局領(lǐng)導(dǎo)高度重視，提前部署工作安排，要求全體業(yè)務(wù)人員針對即將到來的天氣情況進(jìn)行深入分析和討論。在內(nèi)部會(huì)商中，每位業(yè)務(wù)人員均對天氣過程進(jìn)行細(xì)致的分析匯報(bào)，并與歷史上類似的天氣形勢進(jìn)行對比討論，這種集體智慧的凝聚極大提高了預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。其次，氣象局特別注重設(shè)備檢查和維護(hù)，確保在惡劣天氣條件下各項(xiàng)設(shè)備能夠正常運(yùn)行，保障數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)姆€(wěn)定性。并針對性地加強(qiáng)值班安排，將值班人員從1人增加至2人，并由臺(tái)長全程帶班，這種措施有效保證24 h不間斷的氣象監(jiān)測和服務(wù)。最后，氣象局還注重對新觀測員的培訓(xùn)，提前普及應(yīng)急觀測的基礎(chǔ)知識(shí)，為應(yīng)對可能出現(xiàn)的極端天氣情況做好準(zhǔn)備。這些內(nèi)部會(huì)商和準(zhǔn)備工作不僅體現(xiàn)了德惠市氣象局的專業(yè)素養(yǎng)，也為后續(xù)的精準(zhǔn)預(yù)報(bào)和及時(shí)預(yù)警提供了重要支撐。

3.2 預(yù)警信號(hào)發(fā)布

德惠市氣象局在此次暴雪天氣過程中的預(yù)警信號(hào)發(fā)布工作表現(xiàn)出色，體現(xiàn)高度的專業(yè)性和責(zé)任感。氣象局根據(jù)天氣變化情況，及時(shí)發(fā)布多個(gè)預(yù)警信號(hào)，包括暴雪橙色預(yù)警、道路冰雪橙色預(yù)警、大風(fēng)藍(lán)色預(yù)警、冰凍藍(lán)色預(yù)警和寒潮黃色預(yù)警。這些預(yù)警信號(hào)的發(fā)布時(shí)間和等級(jí)選擇都經(jīng)過審慎考慮，反映氣象部門對天氣變化的準(zhǔn)確把握和對可能影響的合理評估[1]。值得注意的是，預(yù)警信號(hào)的發(fā)布遵循由低到高、由單一災(zāi)害到多種災(zāi)害疊加的原則，這種做法不僅符合氣象預(yù)警的科學(xué)性要求，還有利于公眾和相關(guān)部門逐步提高警惕，采取相應(yīng)的防范措施。這種多元化、階梯式的預(yù)警信號(hào)發(fā)布策略，為政府部門和公眾及時(shí)采取防范措施提供科學(xué)依據(jù)，有效減少災(zāi)害可能造成的損失。

3.3 信息通報(bào)與宣傳

德惠市氣象局在此次暴雪天氣過程中的信息通報(bào)與宣傳工作可謂全方位、多層次、高頻率。首先，在政府匯報(bào)方面，氣象局領(lǐng)導(dǎo)多次與市委書記、市長、主管副市長匯報(bào)天氣進(jìn)展，參加多次應(yīng)對雨雪降溫天氣的工作調(diào)度會(huì)議，確保政府決策層對天氣情況的及時(shí)了解和正確應(yīng)對。其次，在信息發(fā)布方面，氣象局通過多種渠道發(fā)布《重要?dú)庀髨?bào)告》和《短期災(zāi)害性天氣落區(qū)預(yù)報(bào)》，并經(jīng)市長親自簽批，充分體現(xiàn)了政府對氣象工作的重視。在媒體宣傳方面，氣象局多次接受電視臺(tái)采訪，并在主流媒體平臺(tái)上發(fā)布相關(guān)報(bào)道，擴(kuò)大氣象信息的傳播范圍和影響力。最后，氣象局還保持了高頻率的信息更新，確保3 h/次發(fā)布雨雪情信息，為公眾和相關(guān)部門提供最新、最準(zhǔn)確的氣象信息。這種多渠道、多形式、高頻率的信息通報(bào)和宣傳工作，有效地將氣象預(yù)警信息傳遞給政府部門和廣大公眾，為防災(zāi)減災(zāi)工作的開展提供重要支持。

3.4 應(yīng)急響應(yīng)與措施

德惠市氣象局在此次暴雪天氣過程中的應(yīng)急響應(yīng)與措施顯示高度的專業(yè)性和高效性。首先，氣象局及時(shí)啟動(dòng)（暴雪、寒潮）Ⅲ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)，這一決策體現(xiàn)對天氣形勢的準(zhǔn)確判斷和對可能影響的充分重視。在人員安排方面，氣象局加強(qiáng)值班值守，提供全天不間斷的氣象監(jiān)測和服務(wù)。在觀測方面，氣象局采取加密觀測的策略，尤其是在出現(xiàn)凍雨后，值班員每15 min進(jìn)行一次室外觀測，這種高頻率的觀測為準(zhǔn)確把握天氣變化提供重要支撐。在設(shè)備維護(hù)方面，氣象局工作人員加強(qiáng)對觀測設(shè)備的維護(hù)，確保數(shù)據(jù)的正常上傳[2]。此外，氣象局還主動(dòng)為環(huán)衛(wèi)等部門提供應(yīng)急服務(wù)，體現(xiàn)氣象部門的社會(huì)責(zé)任感。值得一提的是，氣象局在整個(gè)過程中與上級(jí)氣象部門保持密切溝通，多次進(jìn)行電話會(huì)商，這種做法不僅確保預(yù)報(bào)和服務(wù)的科學(xué)性，也體現(xiàn)氣象部門的系統(tǒng)協(xié)作能力。

4 氣象服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)與不足分析

4.1 成功經(jīng)驗(yàn)

第一，德惠市氣象局采取積極的提前部署策略，在天氣過程開始前就進(jìn)行充分的準(zhǔn)備，包括組織內(nèi)部會(huì)商、檢查氣象設(shè)備等，為后續(xù)的氣象服務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[3]。第二，德惠市氣象局高度重視多部門協(xié)作，與市政府、應(yīng)急管理部門、電視臺(tái)等保持密切溝通，確保氣象信息能夠及時(shí)傳遞到相關(guān)決策者和公眾。第三，在決策過程中，德惠市氣象局注重科學(xué)性，通過內(nèi)部會(huì)商、與上級(jí)氣象部門溝通等方式，確保預(yù)警信號(hào)發(fā)布的科學(xué)性和及時(shí)性。

4.2 不足之處

第一，德惠市氣象局對冷暖空氣強(qiáng)度變化的把握還不夠精準(zhǔn)，導(dǎo)致對凍雨發(fā)生時(shí)間的預(yù)報(bào)存在一定誤差。這反映出在復(fù)雜天氣系統(tǒng)分析和預(yù)報(bào)方面還有提升空間。第二，觀測設(shè)備配置方面存在不足，尤其是缺乏電線結(jié)冰觀測設(shè)備，限制了對某些災(zāi)害性天氣現(xiàn)象的精確監(jiān)測能力。第三，在人員素質(zhì)方面，新觀測員在開展應(yīng)急觀測時(shí)經(jīng)驗(yàn)和能力不足，一定程度上影響了觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。第四，在極端天氣條件下的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制還有待完善，包括與其他部門的協(xié)調(diào)配合、信息發(fā)布的及時(shí)性和針對性等方面。

5 加強(qiáng)對暴雪天氣氣象服務(wù)的建議

5.1 加強(qiáng)預(yù)報(bào)技術(shù)研發(fā)

德惠市氣象局應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對復(fù)雜天氣系統(tǒng)的預(yù)報(bào)能力，尤其是對雨雪相態(tài)轉(zhuǎn)換、凍雨、大風(fēng)和沙塵天氣的預(yù)報(bào)。建議開發(fā)針對本地特點(diǎn)的數(shù)值預(yù)報(bào)模型，提高對極端天氣事件的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和預(yù)見期[4]。同時(shí)，提高對春節(jié)、清明節(jié)等重要時(shí)段天氣的中長期預(yù)報(bào)能力。應(yīng)用人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，提高對歷史數(shù)據(jù)的分析能力，增強(qiáng)對類似天氣過程的識(shí)別和預(yù)報(bào)能力。此外，搭建健全的氣溫、降水、風(fēng)力等要素的概率預(yù)報(bào)系統(tǒng)，為政府決策和公眾提供更全面的天氣信息。

5.2 完善觀測設(shè)備配置

鑒于德惠市復(fù)雜多變的天氣特點(diǎn)，建議增加自動(dòng)氣象站的密度，尤其是在容易出現(xiàn)局地天氣的區(qū)域。針對頻繁出現(xiàn)的雨雪相態(tài)轉(zhuǎn)換情況，配置能夠準(zhǔn)確識(shí)別降水相態(tài)的設(shè)備?？紤]到冬春季節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)大風(fēng)天氣，建議在關(guān)鍵位置增設(shè)風(fēng)廓線儀，提高對不同高度風(fēng)力的監(jiān)測能力[5]。為應(yīng)對可能出現(xiàn)的沙塵天氣，增加PM10、PM2.5等顆粒物監(jiān)測設(shè)備。同時(shí)，考慮到德惠市冬季氣溫較低，最低氣溫可達(dá)-24 ℃左右，應(yīng)確保所有觀測設(shè)備在極端低溫條件下仍能正常工作。此外，建立多源數(shù)據(jù)融合平臺(tái)，整合地面觀測、雷達(dá)觀測、衛(wèi)星遙感等多源數(shù)據(jù)，提高對復(fù)雜天氣系統(tǒng)的立體監(jiān)測能力，尤其是對霧霾天氣的監(jiān)測和預(yù)警能力。

5.3 提升觀測員能力

針對德惠市復(fù)雜多變的天氣特點(diǎn)，重點(diǎn)加強(qiáng)觀測員對雨雪相態(tài)轉(zhuǎn)換、凍雨、大風(fēng)和沙塵天氣的觀測能力[6]。氣象局可定期組織模擬演練，提高觀測員的實(shí)際操作能力和應(yīng)急處置能力。同時(shí)，建立經(jīng)驗(yàn)交流機(jī)制，組織有經(jīng)驗(yàn)的觀測員與新觀測員進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)分享，傳授實(shí)際工作中的技巧和注意事項(xiàng)，尤其是在觀測霧霾天氣、判斷能見度等方面的經(jīng)驗(yàn)。

5.4 加強(qiáng)部門間協(xié)作

氣象局應(yīng)建立跨部門聯(lián)動(dòng)機(jī)制，與應(yīng)急管理、交通、電力、水利、農(nóng)業(yè)等部門建立常態(tài)化的信息共享和協(xié)作機(jī)制。尤其是在春節(jié)、清明節(jié)等重要節(jié)假日期間，加強(qiáng)與相關(guān)部門的溝通，及時(shí)發(fā)布天氣預(yù)報(bào)和預(yù)警信息[7]。同時(shí)，完善信息傳遞渠道，確保氣象信息能夠及時(shí)傳遞到?jīng)Q策者和公眾，尤其是在出現(xiàn)大風(fēng)、沙塵、霧霾等影響能見度的天氣時(shí)，加強(qiáng)與交通運(yùn)輸部門的協(xié)作。此外，建立跨部門的專家咨詢機(jī)制，在重大天氣過程中為決策提供全面的科學(xué)依據(jù)。加強(qiáng)數(shù)據(jù)共享，如與交通運(yùn)輸部門共享道路結(jié)冰情況、與農(nóng)業(yè)部門共享農(nóng)作物生長數(shù)據(jù)等，為更精準(zhǔn)的氣象服務(wù)提供支持。

6 結(jié)束語

通過對2023年11月5—6日德惠市暴雪天氣過程的詳細(xì)分析，全面闡述此次天氣過程的實(shí)況、形成機(jī)理及德惠市氣象局在此過程中開展的氣象服務(wù)工作。研究表明，高空冷渦的東移北上、充沛的水汽條件及復(fù)雜的溫度層結(jié)是此次暴雪天氣出現(xiàn)的主要原因。此次暴雪天氣過程的氣象服務(wù)案例分析，不僅為德惠市氣象局今后的工作提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，還為其他地區(qū)在面對類似天氣過程時(shí)提供了參考。

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收稿日期：2024-07-08

作者簡介：常立秋（1981—），女，吉林榆樹人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榫C合氣象觀測。