南京祿口國際機場2015年1月28日降雪過程分析

張巖

摘 要：利用常規觀測資料和NCEP/NCAR逐日6 h再分析資料對南京機場2015年1月28日降雪過程的成因進行分析，結論表明：該次降雪過程是北方冷空氣活動引起，橫切的加強東伸帶來暖濕氣流對其有增強作用，但對降水性質造成了一定的影響。

關鍵詞：降雪 航班延誤 暖平流

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（c）-0099-04

降雪是冬季影響航班正常運行的主要災害性天氣之一，一般會造成低能見度、跑道積冰等，嚴重時可能還會損壞地面設備。目前，國內降雪的研究相對于降雨等偏少，而且中國的降雪形勢和歐美相比多數時候還有所差異[1]，所以國內對于降雪的認識還不深。

南京機場地處江寧區祿口街道西南方向約4 km，座標北緯31°44′31″，東經118°51′40″，海拔高度14.6 m。周圍為丘陵地貌，丘陵高度一般在15～20 m之間，從西南向東北逐漸由山地轉化為秦淮河漫灘區，就地勢而言，無高山阻隔冷暖空氣的活動[2]。在2015年1月28日，南京祿口國際機場出現降雪天氣，造成了大面積航班延誤，江蘇空管分局還啟動了MDRS應急響應機制。該文利用常規資料對發生于該次降雪過程進行分析研究，了解其成因、演變規律等。

1 天氣實況

1.1 資料來源

該文利用的資料主要來自于民航江蘇空管分局氣象臺人工觀測記錄、自觀系統、micaps和NCEP/NCAR逐日6 h再分析資料。28日夜間，07號跑道自動觀測系統降水量測量儀器由于冰凍損壞一段時間，為保證準確性，降水量也未使用06號自觀數據，只參考人工對于降雪實況的觀測。

1.2 天氣實況

該次天氣過程最早在27日上午開始有小雨，之后本場溫度明顯下降，在午后下降到1℃以下（如圖1（a）所示），變成雨夾雪，后轉為降雪天氣，但當天夜間無明顯積雪或積冰。28日，為連續性降雪，其中18：20到20：43時（北京時間，以下均同）為小雨夾雪，在15：51到17：43時和20：43到22：45時出現有短時的中雪天氣，且后半夜地面積有薄冰。28日近地面溫度如圖1（b）所示，日變化不太顯著，溫差不大，但在19時到21時左右，有一次比較明顯的反常波動；夜間最低溫度在03時到05時最低，為0 ℃，未達到冰點以下，比27日夜間（未發生積雪）最低溫度高。

2 環流形勢分析

如圖2（a）所示，500 hPa上總體呈現兩槽一脊的形勢，但槽底位置都比較偏北，在北緯30度附近，氣流偏平。對比圖2（b），有一個淺槽自西向東移動，并對本場帶來影響，但可以看出從08時到20時沒有劇烈的冷空氣活動，反而是暖濕氣流有所增強，在圖2（b）上，南京上空已經轉為暖平流。

在圖3中，在長江流域及以南地區可以比較明顯地看到等溫線的密集帶，緯向分布。沿長江南岸，有一條切邊分布，冷暖空氣在南京上空附近交匯，和08時相比（圖略），切變線的位置變化不大，但有所東伸，海上的高壓環流152線被切割，切變南側的西南氣流明顯增強，隨之而來的是水汽輸送的增加，南京站58238上空850 hPa的溫度由08時的-8 ℃上升到-6 ℃，暖平流的效果比較明顯。

圖4為1 h變溫的填色圖（來源于江蘇預報業務一體化平臺），從中可以看到有一條0變溫線恰好壓在南京機場（北緯31°44′31″，東經118°51′40″，大概位置為馬鞍山右側紅點處）附近，和850 hPa上暖平流位置對應關系較好。

圖5是28日兩個時次的探空圖，從圖中可以看到水汽都非常充沛，且20時的濕度層相對更厚，兩個時次的溫度層結曲線都具有降雪的典型逆溫特征[3]。在20時（小雨夾雪時間為18：20～20：43），850 hPa溫度為-6 ℃，地面溫度0.7 ℃，而以往的經驗預報中降雪的臨界條件一般為850 hPa溫度為-4 ℃，地面溫度1 ℃，實際溫度都在臨界值以下，和經驗相悖。

對比兩個時次，升溫最明顯的區域不是近地面或是850 hPa附近，而是在850 hPa和700 hPa之間，特別是750 hPa附近。為了分析750 hPa等壓面各氣象要素，下面將使用NCEP/NCAR逐日6 h再分析資料。

圖6中陰影填色區是風速大于10 m/s的區域。和當日700 hPa風場（圖略）不同，14時，圖6（a），在32°N有一條非常明顯的風場不連續線，而且此時，29～32°N之間，風向基本和等溫線平行，基本沒有溫度的平流，本場大概位于-4 ℃等溫線附近。而到了晚上20時，圖6（b），切變北抬到33～34°N，這也和低層850 hPa切變位置的少動不太相似，但相同的是在切變南側都有風速的明顯增強。和圖6（a）中風向相比，經向分量增多，這在31°N（南京機場啊附近）表現得最為明顯，有偏西風轉為西南風，出現顯著的暖平流，-2 ℃等溫線移動到本場上空。

在圖3中，由于增強東伸的切變切斷，而在東海海面上空所形成閉合高壓環流在750 hPa等壓面上表現的不明顯，預想中高環流外圍風場的暖濕輸送加強并沒有出現，對本場上空750 hPa高度上溫度的上升貢獻不大。

3 溫度與積雪

28日全夜近地面溫度都未能達到在0℃以下（如圖1（b）所示），相比27日（圖1（a）所示），大氣溫度更高；但結果相反，在27日夜間未發生的積雪現象反而出現了28日夜間。這表明積雪現象出現的因素中，大氣溫度不是決定性的，但目前對于土壤溫度的預報很困難，而且在機場觀測系統中，淺層土壤溫度是不作為必要觀測項目，所以機場的淺層土壤溫度數據是空白的，這也給預報積雪、積冰增加了難度。

土壤溫度受到氣溫和降水的共同作用[4]。從圖1中可以看到，在27日15時冷空氣控制本場之后，溫度的振幅就很小，在-1℃到1℃之間變化，溫度的影響非常小。從理論上來說，降雪因為有相態變化吸收潛熱的過程，對淺層土壤的影響要大于降雨。27日夜間開始就是降雪，但到地面之后基本都變為水，在此過程中，吸收大量潛熱，造成土壤淺層溫度的降低，在28日達到臨界值。

上述基本上為推測，無當日實際數據檢驗（因為土壤溫度的局地性，而且機場關心的是跑道上積雪情況，下墊面也不同，所以沒有參照國家觀測站數據）。

4 結語

該次降雪是由北方冷空氣入侵，所引起；在此過程中，中低層切變在28日的加強帶來的暖濕氣流加強了此次降雪，但同時也在20時前后短暫影響了降水的性質。

根據此次過程的分析，關于降雪一般條件的經驗預報要有所修正；這次轉雨夾雪的時候，850 hPa和近地面的溫度都沒有達到臨界值，850 hPa～700 hPa之間的異常增溫是主要影響，在今后的預報中需要關注。

在積雪的形成過程中，土壤的淺層溫度影響比較重要，但機場觀測系統中土壤溫度的空白使得臨近預報難度也比較大。而且跑道與觀測場地下墊面的差異，在以后的工作中還需要進一步研究討論。

該次討論的只是單個降雪過程，而且數據收集還不夠多，希望在以后的工作中對更多個例進行分析，提高預報的準確度。

參考文獻

[1] 趙思雄，孫建華.北京“12·7”降雪過程的分析研究[J].氣候與環境研究，2002，7（1）：7-21.

[2] 南京祿口國際機場氣候志[Z].

[3] 曹晴.上海機場一次降雪過程數值模擬分析[C]//第八屆長三角氣象科技發展論壇論文集.2011.

[4] 張慧智，史學正，于東升，等.中國土壤溫度的季節性變化及其區域分異研究[J].土壤學報，2009，46（2）：227-234.