朝陽地區一次小到中雨轉大到暴雪過程分析

徐紅梅+李國銀++王曉杰

摘 要： 利用常規氣象觀測資料， 從天氣形勢、物理量診斷、模式預報產品檢驗等方面，對2015年4月11—12日朝陽地區小到中雨轉大到暴雪天氣過程的成因和預報誤差進行分析。結果表明： 此次降水是在東北冷渦和華北氣旋共同影響下，2系統前部偏南氣流提供了充足的水汽來源；850hPa的切變過境、地面氣旋輻合線作為低層觸發條件；低層輻合、高層輻散的抽吸作用，低渦位置相對穩定，冷鋒云系旋轉少動，利于降水的維持。熱力條件和動力條件表明了其穩定性降水的性質，也為由前期以降雨為主轉為降雪提供了條件。此外，本次過程850hPa溫度和2m氣溫預報準確與否直接關系到降水相態轉變時間及預報量級的把握。

關鍵詞：雨轉雪；穩定；持續；模式

中圖分類號：S16 文獻標識碼： A DOI：10.11974/nyyjs.20170105002

1 天氣概況

2015年4月11日白天—12日前半夜，朝陽地區出現了1次持續性小到中雨轉大到暴雪，局地大暴雪的天氣過程。此次降水過程分為2個降水時段：11日08：00—12日07：00降水相態為雨，11日08：00—12日07：00朝陽市普降小到中雨，平均降水量為7.3mm，朝陽南部雨量偏大，最大降雨量為喀左白塔子22.5mm；12日7：00逐漸轉雪，12日午前為降水停歇期，午后到夜間全市均降純雪，過程平均降水量為19.2mm，各縣均有暴雪站點出現，本文列出12日朝陽5大站雪量見表1。朝陽第94期、97期雨情圖略。

2 成因分析

2.1 資料與方法

利用常規觀測資料、降雪人工加密觀測資料對此次過程的成因進行分析，利用各數值模式產品對預報的不足之處進行總結。

2.2 天氣尺度系統分析

2015年4月11日08：00高空500hPa（圖略）有貝湖脊前冷空氣在華北至東北地區堆積，朝陽地區為東北冷渦底部偏西氣流控制，影響前一波降水過程的渦底短波槽已經移至遼寧東部。11日20：00朝陽為弱脊控制，12日08：00朝陽位于冷渦前部，降水間歇期，12日20：00冷渦繼續加強南落。

11日08：00850hPa（圖1）朝陽位于偏南急流左側，切變位于朝陽上空，12日白天至夜間逐漸轉為偏北氣流。降水期間850hPa溫度露點差在華北至東北一帶的數值維持在0～5℃，是明顯濕區。850hPa溫度在10日夜間—11日20：00均大于0℃，在12日08：00 -4℃線正好位于朝陽上空，建平地區接近-8℃，滿足遼寧降雪標準，與雨雪轉換的實況也符合。

11日白天到夜間朝陽市地面一直受處于華北氣旋頂部（圖略），12日08：00，氣旋南落，影響江淮區域，朝陽市處于氣旋頂部，12日14：00轉為氣旋后部，高壓前部影響（圖略）。12日07：00左右開始伴隨溫度的下降，暖區降水隨之結束，朝陽市西部凌源、建平等地已經在12日7：00左右轉雨夾雪，并很快轉為純雪，在08：00之前全部轉為雪。

2.3 物理量診斷分析

2.3.1 動力條件

之前的分析850hPa有明顯的風切變，地面為氣旋控制，有利于降水發生和持續。具體分析11日08：00—12日20：00 4個時次的200hPa、850hPa和925hPa（圖略）散度場可知，在降水過程中，朝陽地區高空200hPa幾乎處于正散度區，從1×10-5s-1到10×10-5s-1逐漸增大，說明高層輻散逐漸增強。而低層850hPa，尤其925 hPa處于負散度區，為輻合運動，這樣高層輻散、底層輻合的垂直動力抽吸作用有利于降水的持續。至13日08：00，這樣的結構被破壞，降水自西向東逐漸停止。

渦度是用來描述氣流相對于地面之水平方向旋轉的物理量。分析渦度場（圖略）得知，整個降水過程在華北到遼西為一個正渦度帶，12日白天朝陽最大渦度接近60s-1，這樣低層較強的正渦度帶比較有利于低層低渦切變的發展，結合地面資料，華北氣旋移速慢，12日白天強度有所加強，降雪在12日午后增大。

分析降水過程前期即10日20：00朝陽上游的赤峰探空站（54218）TlogP圖（圖2）可知，降水期間朝陽市無明顯的不穩定能量存在，K指數（-26～20℃）與CAPE值都屬于低值，層結穩定度類的指數都指示大氣層結相對穩定，所以，此次降水為穩定性降水。

2.3.2 水汽條件

造成這次降水的水汽來源主要是500hPa槽前和地面氣旋前部偏南氣流輸送來自南方及渤海灣的暖濕空氣。500、700和850hPa都有較強偏南氣流通過朝陽地區。分析10日20：00—12日08：00TlogP圖中相對濕度垂直分布可以看出500～700hPa水汽充足，在500hPa和700～850hPa的相對濕度都超過80%。此外，850hPa溫度露點差大多在4℃，表明朝陽處于較好的濕區，且整層相對濕度較大。

此外，分析4個時次的水汽通量散度（圖略）得知，主降水時段，朝陽市低層850hPa與925hPa水汽通量為負值，表明低層水汽輻合，高層700hPa以上水汽通量散度一直為非負值，表明中層以上水汽輻合。

2.3.3 熱力條件

從850hPa總溫度平流場上（圖略）可以看到，降水主要時間朝陽地區一直處在總溫度平流正值區，即偏南急流帶來的暖濕平流，容易出現降水。12日08：00之前高空有冷空氣入侵，氣溫下降，降雨轉為降雪。12日午前無降水，為負區，12日午后至夜間正溫度平流增強，降雪增大，13日08：00轉為負值，高空受冷空氣控制，降水停止。

分析850hPa的假相當位溫場（圖略）可以看出，朝陽地區的假相當位溫并不高（12～26℃），所以朝陽未處于高能鋒區內，因此在朝陽地區的降水過程一直以穩定性降水為主。

2.4 衛星云圖分析

從紅外云圖（圖略）可見，11日08：00前，一次降水過程剛過，午后貝湖槽前又一塊冷鋒云系逐漸移至朝陽市，凌源地區開始被降水云系覆蓋，降水自西向東逐漸開始。

從水汽云圖（圖略）結合紅外云圖分析，11日夜間，低渦位置相對穩定，冷鋒云系旋轉少動，使得朝陽市降水持續。

綜上分析，此次降水過程是在東北冷渦和華北氣旋的影響下，主要受2系統前部偏南氣流的共同作用，為本次降水提供了充足的水汽來源；850hPa的切變過境、地面氣旋輻合線作為低層觸發條件；低層輻合、高層輻散的抽吸作用，以及低渦位置相對穩定，冷鋒云系旋轉動少，均有利于降水的維持；雖然熱力條件和動力條件不是很理想，但這恰恰表明了其穩定性降水的性質，也為由前期以降雨為主轉為降雪提供了條件。

3 模式檢驗

根據朝陽本地經驗，T639模式中700hPa垂直速度產品對于本地降水的預報有較好的參考價值，一般-20hPa/h以下就可以考慮降水。此次降水過程的預報，T639模式中700hPa垂直速度很強，11日08：00的24h預報和11日20：00的12h預報，即為12日08：00預報，雖然不同時次對于12時效700hPa垂直速度預報減弱，但仍為高值，降水預報結束提前。

日本模式對于11日—12日降水過程的預報也很好，10日20：00預報11日夜間—12日08：00 850hPa氣溫-4℃，切變位于朝陽地區， 700hPa垂直速度中心為-54hPa/h，朝陽達到-30hPa/h。11日08：00預報11日夜間700hPa垂直速度中心為-75hPa/h ，850hPa氣溫-3℃，12日白天700hPa垂直速度減小，但仍為負值區。12日08：00預報夜間降水結束。日本模式預報降水提前結束，降水量偏大。

東北WRF預報（圖3、圖4）降水量略偏大，比其他模式略好，降水持續時間以及雨雪轉換的時間均較為準確，只是12日上午降水空窗期未預報出來。

4 預報技術著眼點與難點

4.1 預報技術著眼點主要是

初春、初冬是東北地區暴雪易發期；東北冷渦活躍；本次過程之前一場降水剛剛結束，水汽充沛，整層水汽條件很好；溫度適宜。根據省臺850hPa溫度指標-4℃為遼寧省雨雪轉變的臨界溫度，參考EC850hPa溫度預報。EC850hPa溫度預報（圖略），11日08：00 850hPa溫度預報12日08：00朝陽市全部低于-4℃，11日08：00 850hPa溫度預報12日20：00朝陽市全部低于-4℃，但是預報員主觀預報存在較大偏差，導致降水相態把握不準。

根據經驗，參考東北WRF數值預報產品，包括集成降水和站點預報，尤其是站點預報對于降水相態轉變的預報參考性較好。

4.2 此次過程的預報難點（誤差原因）

主要是氣溫預報，11日20：00本地預報12日最低氣溫出現在12日20：00，白天風力較大，溫度下降不會很快，預報低溫3℃左右，考慮雨夾雪，量級考慮10mm左右，有投機成分，考慮不論雨雪10mm左右差不多，一般性降水報對即可。但是實況是12日08：00—20：00維持在-1～1℃，整個白天全部為降雪。

因此，朝陽的溫度預報仍是重點，氣溫預報準確與否直接關系到降水相態轉變時間的把握。此外，本次降水高空為冷渦系統影響，短波槽活躍，冷空氣移速不穩定，降水相態的轉變考慮不準確直接導致量級預報差別較大。

參考文獻

[1]朱乾根.天氣學原理[M].北京：氣象出版社，2007.

[2]壽紹文.天氣學分析[M].北京：氣象出版社，2006.

作者簡介：徐紅梅（1987-），女，本科，朝陽市氣象局，工程師，天氣預報方向。