本溪市大雪和暴雪天氣特征與預報分析

王煥毅++張翹++李冰++佟鈴

摘要 利用本溪市1981—2013年逐年11月至翌年4月降水資料，統計分析了近33年本溪市大雪和暴雪天氣的氣候特征，結合天氣學方法將本溪市大雪和暴雪天氣的高空環流形勢和地面形勢進行分型。結果表明，本溪市區冬季共出現大雪和暴雪73 d，大雪主要出現在12月，暴雪主要出現在3月，初冬和初春出現大雪和暴雪占全年總數的45.2%，其中暴雪占68.2%。本溪市出現大雪和暴雪天氣的環流形勢大致可分為3種類型，分別為高空槽東移加強型、冷渦影響型、西亞橫槽型。通過分析近10年本溪市出現大雪和暴雪時的物理量場，給出水汽條件、動力條件和熱力條件的預報指標，以期為今后預報服務提供一定參考。

關鍵詞 大雪；暴雪；要素場；遼寧本溪

中圖分類號 P457.6 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）20-0194-02

降雪預報一直以來都是我國北方地區冬季主要的預報業務。目前，國內對暴雪的研究多以氣候特征分析和個例分析為主，陳長勝等[1]分析了東北地區暴雪天氣的時空分布特征，閻 琦等[2]分析了1960—2009年遼寧區域性暴雪的氣候特征，楊曉霞[3]、孫欣[4]、李青春等[5]分別對不同暴雪個例進行了分析總結。而對于某一地區的暴雪天氣預報研究較少。本文主要通過氣候特征分析得出本溪市大雪和暴雪氣候特征規律，利用天氣學方法進行形勢場分型研究，并結合要素場的分析，給出相應預報指標，以期在本溪地區冬季大雪及以上量級的降雪預報業務中提供一定的指導。

1 資料與方法

以本溪市觀象臺20：00至翌日20：00（24 h）日降雪量（以純雪計算）≥5.0 mm且<10.0 mm為大雪標準，≥10.0 mm為暴雪標準。通過普查本溪市觀象臺1981—2013年逐年11月至翌年4月的月報表選取樣本，運用天氣學方法，得出本溪市大雪及以上量級的氣候特征。應用2004—2013年與樣本相關的歷史天氣圖及NCEP/NCAR提供的逐6 h的2.5°×2.5°再分析資料，對近10年歷史個例的物理量場進行再分析。

2 氣候統計特征

2.1 年際變化特征

由圖1可以看出，從1981—2013年本溪市區冬季共出現大雪和暴雪73 d，平均每年2.2 d。年際變化較大，出現大雪和暴雪最多的是2010年和2012年，達7 d；最少年份無大雪或暴雪出現。從年代分布情況看，1981—1990年為15 d，占總數20.5%；1991—2000年為19 d，占總數26%；2001—2010年為30 d，占總數41.1%；2000年以后大雪和暴雪次數明顯高于20世紀80—90年代，且出現了2次波峰。總體來看，大雪和暴雪發生次數呈現波浪式上升趨勢，這可能與全球變暖有關，因為氣溫偏高、水汽含量較大，大雪和暴雪發生幾率較大[6]。

2.2 月、旬際分布特征

由圖2可以看出，大雪和暴雪出現在11月至翌年4月，其中1月和2月出現次數較少，大雪主要出現在12月，而暴雪主要出現在3月。≥5 mm降雪最早出現在11月6日（2012年，6.0 mm），最晚結束時間出現在4月20日（2006年，5.7 mm）。

各旬分布中，出現大雪和暴雪次數最多的是12月上旬，為10 d；其次是3月上旬，為9 d；最少的是2月上旬，為0 d。按本溪市的氣候特點和節氣劃分，11月下旬至12月上旬為初冬，3月為初春。統計得出，初冬和初春出現大雪和暴雪共計33 d，占全年的45.2%；其中暴雪占68.2%。可見，初冬和初春是本溪大雪和暴雪的盛行期。

3 環流背景和地面影響系統

大氣環流直接影響降水，是天氣預報重要的著眼點。通過本溪市1981—2013年大雪和暴雪個例，分析了本溪市冬季大雪和暴雪的高空環流形勢和地面影響系統。本溪市大雪和暴雪過程前的500 hPa環流形勢大致可分為3種類型，分別為高空槽東移加強型、冷渦影響型、西亞橫槽型；地面主要影響系統有蒙古氣旋（華北氣旋）、地面倒槽和江淮氣旋。

3.1 高空槽東移加強型

500 hPa歐亞大陸中高緯為一槽一脊型，環流較平直，隨著冷空氣南下入侵，高空槽在東移過程中不斷加強發展。本溪地區逐漸處于槽前較強的偏南氣流中，南部水汽將沿槽前偏南氣流源源不斷向本溪地區輸送，為本溪地區的強降水提供了充足的水汽。

3.2 冷渦影響型

前期歐亞大陸為緯向型環流形勢，亞洲大陸東部有一冷渦，冷渦位置為100°～130°E、40°～60°N，冷中心強度較大，一般低于-32 ℃。烏拉爾山地區為暖脊，冷渦后部不斷有冷空氣分裂南下，到達中緯度地區后沿偏西氣流向東移動，使冷空氣強度逐漸加強。本溪地區處于渦前與高壓脊后偏南氣流控制中，冷暖空氣交匯，降水強度較強。

3.3 西亞橫槽型

歐洲地區維持穩定的東北—西南向的高壓脊，西亞地區維持橫槽或切斷低壓，冷空氣在巴爾喀什湖至里海一帶堆積，橫槽中堆積的冷空氣伴隨短波槽自西向東移動，鋒區和槽的位置均偏南或有南槽結合，均有利于南來氣旋的發生和發展。

4 要素場分析

4.1 水汽條件

影響本溪地區冬季強降雪的水汽來源和輸送通道主要分2種[7]：一種為黃海北部水汽向北輸送（Ⅰ型），配合地面系統為華北氣旋、地面倒槽或江淮氣旋，經山東半島東移北上；另一種為渤海水汽向東北方向輸送（Ⅱ型），配合地面系統為蒙古氣旋或地面倒槽。Ⅰ型降雪過程水汽條件比Ⅱ型更好、比濕更大。本溪地區出現Ⅰ型暴雪時850 hPa的比濕 >4 g/kg，出現大雪時比濕>3 g/kg；本溪地區出現Ⅱ型暴雪時850 hPa的比濕>3 g/kg，出現大雪時比濕>2 g/kg。

4.2 動力條件

強降雪發生前500 hPa高空槽位于40°～50°N、90°～120°E范圍內，高空槽前部存在東北—西南向較強鋒區，鋒區附近5個緯距內有≥3條等溫線通過。溫度場在40°～60°N、95°～125°E內有≤-36 ℃冷中心。850 hPa在35°～55°N、100°～125°E內有≤-16 ℃冷中心。endprint

垂直運動造成的水汽、熱量、動量、渦度等物理量的垂直輸送對天氣系統的發展有很大的影響，大氣中的能量轉換主要是通過垂直運動才得以實現[8]。垂直速度是實際大氣中造成天氣現象的最直接的原因。本溪地區出現暴雪時垂直速度<-0.9 Pa/s，而出現大雪時垂直速度只需達到-0.7 Pa/s。

4.3 熱力條件

強降雪之前的增溫增濕是產生強降雪天氣的重要條件。強降雪前遼寧地區受暖脊影響，本溪市出現大雪天氣之前850 hPa氣溫受暖脊影響回升到-5 ℃以上，而暴雪天氣升溫更加明顯，回升到-3 ℃以上。遼寧東南部都受偏南氣流影響，大雪天氣風速>8 m/s，暴雪天氣風速>12 m/s。

5 結論與討論

（1）1981—2013年本溪市冬季年均出現大雪和暴雪日數為2.2 d，年際變化較大，2000年以后明顯高于20世紀80—90年代，且出現2次波峰，總體上呈波浪式上升趨勢。大雪主要出現在12月，暴雪主要出現在3月，初冬和初春出現大雪和暴雪天氣次數占全年總數的45.2%，其中暴雪占68.2%。

（2）本溪市大雪和暴雪過程前的500 hPa環流形勢大致可分為3種類型，分別為高空槽東移加強型、冷渦影響型、西亞橫槽型；地面影響系統主要為蒙古氣旋、地面倒槽和江淮氣旋。

（3）在要素場分析中應注意水汽通道的路徑，當同時出現東北上和北上水汽條件時，降雪量級更大；強降雪出現之前氣溫有明顯的回升。

（4）在實際預報過程中應注意，影響降雪的落區及強度的因素還有很多，例如地形的作用。此外，本文所討論的內容適用于大尺度強降雪的預報，中小尺度強降雪還有待今后進一步研究。

6 參考文獻

[1] 陳長勝，王盤興，楊秀峰，等.東北地區暴雪天氣的統計學劃分方法及其時空分布特征[J].地理科學，2012，32（10）：1275-1281.

[2] 閻琦，蔣大凱，陳傳雷，等.1960—2009年遼寧區域性暴雪氣候特征[J].氣象與環境學報，2012，28（4）：43-48.

[3] 楊曉霞，吳偉，萬明波，等.山東省兩次暴雪天氣的對比分析[J].氣象，2012，38（7）：868-876.

[4] 孫欣，蔡薌寧，陳傳雷，等.“070304”東北特大暴雪的分析[J].氣象，2011，37（7）：863-870.

[5] 李青春，程叢蘭，高華，等.北京一次冬季回流暴雪天氣過程的數值分析[J].氣象，2011，37（11）：1380-1388.

[6] 劉玉蓮，任國玉，于宏敏.中國降雪氣候學特征[J].地理科學，2012，32（10）：1176-1185.

[7] 蔣大凱，閔錦忠，閻琦，等.遼寧兩類降雪過程的對比及定量降雪預報指標[J].氣象科學，2012，32（2）：219-225.

[8] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理[M].北京：氣象出版社，2007：619.endprint