雞西市一次東北冷渦大暴雪天氣分析

(雞西市氣象局，黑龍江雞西 158100)

1 引言

雞西市屬于溫帶大陸性季風氣候，冬季漫長而寒冷，降水相態以雪為主。冷渦暴雪是雞西市冬季常見的一種災害性天氣，暴雪的出現往往伴隨大風、降溫及道路結冰等天氣，給交通、設施農業及電力、通信等基礎設施帶來不利影響。2019 年11 月17-18 日雞西地區出現大暴雪天氣，累計雪量達歷史極值。降雪期間道路濕滑，路面積雪結冰，部分時段出現風吹雪現象，同時降雪強度較大，局部路段出現較嚴重的雪阻。本文采用常規觀測資料及地面資料、各類物理量及衛星云圖等資料對這次冷渦暴雪天氣過程進行了診斷分析研究。

2 降水實況

11 月17-18 日，黑龍江省大范圍出現降雪天氣，東部雪量較大。其中雞西市普降大暴雪，最大日降雪量為28.3 mm，達歷史極值[1]；降水相態為純雪，最大積雪深度出現在虎林市達31 cm。雞西市降雪于17日22 時開始，18 日12 時結束，主要集中在17 日夜間，小時最大降雪強度達5.6 mm。(表1)

表1 2019 年11 月17 日20 時-18 日20 時雞西市降雪實況

3 天氣系統配置

3.1 高空形勢

500 hPa 環流呈經向型，影響本次降雪天氣的主要系統為東北冷渦，冷渦呈現雙渦旋型，分別位于貝湖西北一側與貝湖東南一側，有-40 ℃冷中心配合。冷渦系統深厚，其底部槽后西北風有利于冷空氣南下[2]，使低槽徑向度加大，同時槽前強西南急流有利于暖空氣北上。冷渦前溫度脊強盛穩定，使南部冷渦移動緩慢，冷渦底部中空急流較強，風速大于30 m/s,冷暖空氣在黑龍江東南側匯合并產生大面積降雪天氣。17 日夜間，冷渦主體逐漸向東移入雞西，后部冷空氣不斷補充，冷渦中心位勢高度由524 降到512 gpm，降雪強度加強，其中18 日03 時雞西市小時雪量在3-6 mm 之間，最大小時降雪強度達5.6 mm/h。

700 hPa 及850 hPa 低渦中心位于500 hPa 低渦前側，系統斜壓性明顯，低渦后部冷空氣勢力較強，850 hPa 低渦中心位勢高度由140 gpm 發展到128 gpm。隨著冷空氣逐漸南下東移，低渦底部槽逐漸加深。雞西處在低渦東南側，同時位于西南急流出口區左側，700 hPa 急流中心風速達28 m/s，暖濕氣流輸送帶明顯，暖平流在低層較強，暴雪區有風速輻合，在冷暖氣流交匯處產生強降雪天氣[3]。

3.2 地面形勢

蒙古中部冷高壓勢力較強，地面氣旋從渤海向東北方向移入黑龍江省，17 日20 時氣旋中心位于黑龍江省南部，冷鋒位于吉林中部。17 日夜間地面氣旋強烈發展東移，氣壓中心值由1012.5 hPa 降到1000.0 hPa，等壓線密集，地面冷鋒向東北方向移動掃過雞西市，與此同時，東部海上高壓強大穩定，使鋒面移動緩慢，17 日夜間12 h 累計降雪量超20 mm，降雪大值區位于地面兩氣旋中心之間。18 日08時冷鋒東移過境，地面偏東風轉為西南風，降雪形勢減弱。

4 物理量診斷

4.1 水汽條件

從相對濕度場看，17 日夜間降雪期間黑龍江省中東部相對濕度均在90%以上，水汽凝結條件較好，850 hPa 比濕大值區在渤海及黃海一帶，低層水汽通量大值區在韓國東部，低層強西南急流將渤海、黃海及日本海水汽源源不斷輸送至降雪區，急流區有明顯水汽通量大值區與之配合，水汽通道明顯，降雪區有水汽輻合。

4.2 垂直速度

在降水前期，降水區整層垂直速度不明顯，18 日08 時垂直速度明顯加強，500-850 hPa 有負的垂直速度，中低層上升運動明顯加強，強上升速度中心位于黑龍江以北，500 hPa 垂直速度中心最大值達-60*10-3 hPa/s。200 hPa 降水前期有弱上升運動相配合。強烈的上升運動是本次降雪持續的重要動力機制。

4.3 渦度及散度

降水前期，正渦度大值中心位于黑龍江省西部，雞西市位于弱負渦度區，降水開始后，雞西市200-850 hPa 整層均處在正渦度范圍，且降雪區上空對流層中層渦度值最強，達140/s。本次降雪的強渦度中心與降雪區有很好的對應關系。降水區中低層有弱的負散度值，低層弱輻合，降水開始后對流層中層500 hPa 有明顯輻合區，高層200 hPa 有明顯輻散，深厚的冷渦系統為本次降雪提供了良好的動力條件，強烈抽吸作用對降雪天氣的維持有重要意義。

5 云圖特征

17 日20 時冷渦云系開始影響黑龍江省，從紅外云圖來看，云帶范圍較寬，整體表現為斜壓葉狀發展階段，后邊界光滑呈“s”型，東半段亮溫低，云頂伸展高度高，亮溫低值中心位于黑龍江省中部。23 時槽前帶狀云系逐漸發展為逗點狀，槽后冷空氣加強，尖點明顯，帶狀云系邊東移邊發展，頭部強中心自西向東影響黑龍江省，雞西市上空被強云帶中心覆蓋，開始造成大范圍降雪天氣。18 日02 時，氣流不斷旋轉發展成熟，整體呈渦旋狀，05 時尾部逐漸分裂，強度減弱，08 時冷渦云系主體移出雞西市，降雪強度隨之減弱。

水汽云圖較紅外云圖云區更寬廣，水汽區更連續完整，冷渦前部水汽帶白亮，暖濕輸送帶中水汽豐富，其左邊界光滑整齊，西北冷平流強度較強，色調對比明顯，暗區逐漸向東入侵，西北干冷平流逐漸卷入氣旋中心，直至降雪結束。

6 結論

（1）本次大暴雪天氣過程主要影響系統為高空冷渦，高空形勢為冷渦深槽型，低層西南暖濕氣流輸送明顯，強降雪中心位于冷渦前部及地面冷鋒上。

（2）渤海、黃海及日本海為本次降雪的主要水汽來源[4]，降水區整層均處在正渦度范圍，高層配合輻散作用，強烈的上升運動是本次暴雪天氣發生的重要動力機制。

（3）本次降雪過程，冷渦底部低空急流作用明顯，西南急流強度較強，低空急流中心最大風速達28 m/s，急流軸左側的抬升作用和風速輻合為暴雪天氣的發生提供良好的動力條件。

（4）云系的變化特征與東北冷渦的發展演變有很好的對應關系。