遼寧中東部地區一次降雪天氣過程診斷

沈斌 喬延艷 全美蘭 寧大可 劉多文 趙思文

摘要 利用地面自動站氣象要素資料、NCEP再分析資料對2017年1月26—27日遼寧省中東部地區降雪過程進行了診斷分析，探討了天氣形勢特征以及物理量場與降雪落區的對應關系。結果表明，此次降雪梯度性明顯，降雪時間短、強度大。高空冷槽東移南下過程中發展加深配合蒙古氣旋形成與加強共同作用，導致此次降雪的發生。遼西地區低層弱輻合、中層輻散、高層輻合的配置形式不利于抽吸作用，上升運動不強烈。另外，系統過境時垂直方向有下沉運動以及整個過程水汽含量較低，這些不利條件可能與此次過程遼西地區無降雪有關。中東部地區暴雪的產生主要是由低層系統強烈的動力抬升作用所致。中東部降水位置與垂直上升運動位置相對應。850 hPa相對濕度大值區間移動速度較快，這可能與此次降雪過程強度強、持續時間短有關。

關鍵詞 系統配置；低空急流；水汽；動力機制

中圖分類號：P458.121 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）05-058-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.05.021

近年來遼寧地區強降雪極端事件頻發，初春或秋末經常出現濕雪或雨夾雪等高影響天氣，對交通、電力和設施農業生產的影響顯著。隨著經濟社會的快速發展，冬季大雪以上降水給城市交通、高速公路運輸及國民經濟帶來的損失也越來越嚴重，人民生命安全受到嚴重威脅。對暴雪天氣的準確預報能有效降低其帶來的不利影響，因此，有必要加強冬半年降雪天氣的預報技術研究，為降雪預報提供基礎科技支撐。

對于遼寧地區暴雪的研究，閻琦等[1]從動力學角度對2015年初遼寧地區2次低渦暴雪過程進行了分析。結果表明，2次過程的共同特點是850 hPa附近有低渦生成或加強，低渦是暴雪引發的直接原因。蔣大凱等[2]研究發現，遼寧地區暴雪過程中 850 hPa正渦度中心先于強降雪出現，具有一定的預報指示意義。陳傳雷等[3]對遼寧2007年3月一次罕見的特大暴雪過程進行診斷分析，研究發現降水強度及落區與溫度平流的強弱及冷暖過渡帶位置有較好的對應關系。孫欣等[4]對東北地區2007年3月一次百年不遇的暴雪過程進行了天氣學分析，研究表明深厚強鋒區、北上江淮氣旋、低空急流等要素的強弱和位置與降水強度、落區關系密切。目前，關于遼寧地區暴雪的研究較分散，系統性較差，還需加強多方面的分析。

1 天氣概況

2017年1月26日08：00至27日08：00，遼寧省中東部地區出現降雪天氣。全省平均降雪量為3 mm，最大降雪出現在本溪市區，降雪總量為13 mm。此次降雪過程有2個較為明顯的特征。特征一，降雪梯度性明顯。南部暴雪，中部、東部大雪，北部、南部小雪，西部無降雪。特征二，整個降雪過程持續時間短，但降雪強度大。本溪市降雪從26日14：00左右開始，15：00降雪量突然增大，小時降雪量達3.3 mm。16：00降雪量達到最大，為4.6 mm。之后逐漸減小，20：00左右停止，降雪持續6 h。寬甸縣降雪從15：00左右開始，且降雪量較大，小時降雪量達1.2 mm。之后降雪強度持續增大，在19：00達到最大，為3.4 mm。之后逐漸減小，21：00左右停止，降雪持續7 h。

2 環流背景分析

2.1 500 hPa環流

25日20：00，中高緯度呈兩槽兩脊型，貝湖以北至內蒙中部有高空槽存在，強度不大。同時，新疆以東有短波槽緩慢東移。26日08：00，隨著遼寧東部高壓脊發展加強，阻擋了冷空氣東移，導致冷空氣在貝湖以東堆積。受西來短波槽冷空氣的補充，貝湖地區冷槽在東移南下的過程中發展加深。受高空槽影響，遼寧省出現一次明顯降雪過程。

2.2 850 hPa環流

25日20：00，850 hPa環流上，中緯度環流表現為兩高一低的形勢。內蒙古以北至河套地區有切邊線存在，遼寧位于受西南氣流控制。26日08：00，內蒙古與黑龍江交界處形成等高線的閉合中心（中心位于50°N，125°E），切變線東移南下至黑龍江西部至河北北部一帶。遼寧位于槽前，受西南風向控制，西南急流建立。26日20：00，隨著冷空氣持續補充南下，低渦中心東移北上，低壓槽東移至遼寧以東地區，遼寧省風向轉為槽后西北氣流控制，強降雪過程逐漸減弱停止。

2.3 地面系統

25日20：00，新疆北部地區及黃海至日本海附近持續有高壓存在，兩高之間形成低壓帶。隨著低壓帶整體東移北上，逐漸形成低壓中心并加強。26日08：00，低壓中心位于內蒙古、黑龍江及吉林交界處，低壓中心值達1 010 hPa，氣旋底部是一個狹長的低壓槽區。之后氣旋東移北抬，至26日20：00，氣旋位于黑龍江東北部，遼寧處于氣旋底部偏北氣流控制。27日08：00，氣旋主體東移入海，遼寧省轉為高壓前部西北大風影響，降水結束。

3 物理量診斷

3.1 動力條件

3.1.1 散度 分析散度圖可知（圖略），26日08：00遼寧地區低層（850 hPa）輻合發展，存在南北2個輻合中心，最大輻合中心值為-1.5×10-5 hPa/s，遼寧東部低層輻合強，西部低層輻合弱。中層（400 hPa）均為輻散。而高層（300 hPa）則表現為東部地區輻散、西部地區輻合。遼西地區這種低層弱輻合、中層輻散、高層輻合的配置形式不利于抽吸作用，上升運動不強烈，這也使得此次降雪過程遼西地區未產生降水。而中東部地區低層輻合，中高層輻散的動力結構，加之低層輻合明顯強于中層輻散，說明此次強降雪的產生主要是由低層系統強烈的動力抬升作用所致。26日20：00后，低層轉為輻散，高層輻合發展，上升運動減弱，降水強趨于結束。

3.1.2 垂直速度 分析垂直速度圖可知（圖略），26日08：00低層到高層垂直速度均為負值，說明在遼寧上空有強烈的上升運動。從850 hPa高度的垂直速度場上來看，垂直速度最大值為-2×10-3 m/s，位于黑龍江省中部，遼寧中東部垂直速度大，西部垂直速度小。26日20：00，850 hPa上，遼寧東部垂直速度為負，西部垂直速度轉為正。遼寧東部地區持續的上升運動為此次強降雪的產生提供了良好的動力條件。垂直方向有下沉運動也使得此次降雪過程遼西地區未產生降水。

3.2 水汽條件

3.2.1 水汽通量 從26日08：00 850 hPa水汽通量場可以看出（圖略），遼寧省水汽條件主要來源于黃海及渤海，水汽通量大值區有2個，分別位于山東西部和遼寧東部，中心強度達到5 g/（s·cm·hPa），其中大于3 g/（s·cm·hPa）的范圍已覆蓋全省，輸送帶正好與850 hPa急流對應。850 hPa上>20 m/s的西南低空急流使得渤海灣水汽源源不斷地輸送至遼寧省，為降雪帶來充足的水汽條件。26日20：00，隨著西北冷空氣東移南下，水汽通量大值區也隨著向東南移動，遼寧省降水趨于結束。

3.2.2 水汽通量散度 分析850 hPa水汽通量散度場（圖略），降雪前期（25日20：00），水汽通量輻合區位于內蒙古地區并逐漸東移南壓，輻合強度增大。26日08：00最強，輻合中心位于吉林南部，中心值為-8×10-7 g/（s·cm2·hPa）。此時遼寧西部為輻散區，東部為輻合區，這與強降水落區和降水最強時段相對應。26日20：00，輻合區繼續東移南壓，降水趨于結束。

3.2.3 相對濕度 從水汽含量的變化情況可以看出（圖略），26日08：00遼寧地區相對濕度較小，只有40%左右，大值區主要位于外蒙古地區。26日20：00，相對濕度大值區向東南方向移出遼寧省。遼西地區無降水與當地水汽含量較低有很大關系。而相對濕度大值區東南方向移動速度較快，也與此次降雪過程時間短、強度大有重要關系。

4 結論

（1）此次降雪表現出2個特征。其一，降雪梯度性明顯。整個降雪過程東南部暴雪，中部、東部大雪，北部、南部小雪，西部無降雪。其二，降雪時間短、強度大。發生暴雪的本溪市和丹東市寬甸縣，降雪總量分別為13 mm和11 mm，小時最大雪強分別為4.6 mm和3.4 mm，而降雪持續時間分別只有6 h和7 h。

（2）高空冷槽東移南下過程中發展加深配合蒙古氣旋形成與加強共同作用，導致此次降雪的發生。高空氣流與低空急流的疊置，加速了降雪區域低層的輻合運動，低空急流對水汽的不斷輸送，為降雪的出現提供了豐富的水汽條件。

（3）遼西地區低層弱輻合、中層輻散、高層輻合的配置形式不利于抽吸作用，上升運動不強烈。另外，系統過境時垂直方向有下沉運動以及整個過程水汽含量較低，這些不利條件可能與此次過程遼西地區無降雪有關。

（4）中東部地區暴雪的產生主要是由低層系統強烈的動力抬升作用所致。中東部降水位置與垂直上升運動位置相對應。850 hPa相對濕度大值區間移動速度較快，這可能與此次降雪過程強度強，持續時間短有關。

參考文獻

[1] 閻琦， 溫敏， 陸井龍，等.兩次引發遼寧暴雪過程低渦的動力發展機制[J]. 氣象與環境學報，2016， 42（4） ：406-415.

[2] 蔣大凱， 喬小湜， 張寧娜，等.2009年2月遼寧一次暴雪過程動力條件診斷[J].氣象與環境學報， 2012， 28（1）： 17-23.

[3] 陳傳雷， 蔣大凱，陳艷秋，等. 2007年3月3—5日遼寧特大暴雪過程物理量診斷分析[J].氣象與環境學報， 2007， 23（5）： 17-25.

[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.

責任編輯：鄭丹丹