2020年2月13—14日承德強雨雪天氣過程分析

楊志強 王宏 高艷春 武二磊 楊域

摘要 運用常規觀測資料、NECP（1°×1°）6 h再分析資料，分析2020年2月13—14日承德強雨雪天氣的實況和成因。結果表明：此次強雨雪天氣主要由500 hPa高空槽、700 hPa及850 hPa切變線和地面倒槽共同造成;低層的水汽來源主要有2支：一支是由東南方向輸送而來的暖濕空氣，另一支是由東北方向輸送而來暖濕空氣;偏東風為回流降水提供冷墊，造成回流冷鋒鋒生，為降水提供動力條件，為低層提供少量水汽，對降水相態轉換具有至關重要的作用。

關鍵詞 強雨雪;水汽輸送;偏東風;θse平流

中圖分類號：P458.121 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）10–0057–02

強降雪是承德冬季主要災害性天氣之一，常常給當地城市交通、道路運輸、農業生產等帶來極大危害，對國民經濟和人民生命財產安全造成嚴重損失，因此準確預報強降雪對科學利用、儲存水資源和做好防災減災氣象服務具有重要科學價值和意義。

近年來，我國氣象工作者對降雪的成因、觸發機制等進行了大量研究。王建忠[1]對華北一次強降雪過程進行了濕對稱不穩定的初步研究;趙桂香等[2]研究了強降雪落區和強度，以及與高低空急流軸的位置和急流強度的關系;張小玲等[3]應用高分辨率數值模式分析了暴雪過程中切變線、低渦等系統的發生、發展規律，表明中尺度系統在暴雪過程中發揮了重要作用。

2020年2月13—14日承德市出現了一次強降雪天氣，全市普降大到暴雪，市氣象臺天氣預報為中到大雪，預報降雪量級偏小，分析了此次強降雪過程發生發展機制，找到強降雪形成原因，有利于了解并預報同類天氣。因此，本文利用常規氣象資料、NECP（1°×1°）6 h再分析資料，對此次暴雪過程發生發展機制和強降水中心環境場條件進行診斷分析，并檢驗了數值模式預報效果，結合數值預報產品，找出此次暴雪過程的漏報、錯報原因，探求對強雨雪天氣更科學、準確的預報方法。

1 實況分析

受到冷空氣和暖濕氣流的共同影響，2020年2月13日夜間—14日白天，承德市出現大范圍強雨雪天氣。此次過程降水強度大、持續時間長，降水自承德市西北部至東南部逐漸開始，豐寧、圍場、隆化、市區、灤平和興隆過程降水量均達10 mm以上，平泉、承德縣7 mm以上，寬城最小4.1 mm。豐寧、市區和興隆12 h降水達到暴雪量級。此次過程最大降水量和最大積雪深度均出現在興隆縣，分別為17.6 mm和19 cm。圍場、平泉、承德縣和寬城降水開始時溫度較低，均在0℃以下，降水相態為雪;其他縣（市）區降水開始時溫度均在0℃以上，降水相態為雨轉雨夾雪轉雪（表1）。從逐小時降水強度來看，西北部強降水時段主要集中在14日03：00～07：00，中南部強降水時段主要集中在14日06：00～10：00，豐寧06：00、興隆07：00和08：00、市區10：00 小時降雪強度均達到中雪量級，其中興隆07：00 小時降雪強度最大，達到3.7 mm（圖1）。強降雪期間，寬城縣出現瞬時大風（偏東風），最大瞬時風速達19.1 m/s（8級）;降雪過后，15—16日，大部分地區出現4～6級西北風，最大瞬時風速出現在豐寧縣18.9 m/s（8級）。受冷空氣影響，豐寧、圍場、平泉、寬城和興隆均出現寒潮，其中豐寧和興隆達特強寒潮。

2 成因分析

2.1 環流背景

降雪前期，13日20：00，亞洲中高緯為一槽一脊的環流形勢，高壓脊位于西伯利亞地區，河套地區西部有一高空槽，脊前偏北風不斷將冷空氣向槽后輸送并堆積加強。700 hPa和850 hPa在河套東部有切變線配合，切變線西側偏南風超過12 m/s，達到低空急流強度，850 hPa上內蒙古東北部受東北風控制，承德位于低空急流與東北風交匯處。地面圖上華北平原北高南低，在張家口、保定一帶有一倒槽存在。14日08：00，系統不斷東移發展加強，500 hPa上河套地區北部形成一低渦，低渦西南側河北上空有一東北—西南向的高空急流。700 hPa上河北上空低空急流增強，最大風速達22 m/s，加強了中層暖濕空氣的輸送;850 hPa上河北省東北部處于強盛的偏東氣流中。地面圖上倒槽不斷東移，承德受偏東風影響，部分冷空氣擴散南下，還有一部分經渤海回流影響承德，形成本次承德大范圍強雨雪天氣。

2.2 水汽條件

從興隆縣相對濕度的時間—高度剖面圖上看，降水開始前（13日08：00～20：00），濕度條件較差，900～400 hPa相對濕度低于60%，950 hPa以下為弱偏東風，950 hPa以上為西南風;降水開始后，850 hPa以下逐漸轉為偏東風或東北風控制，且風速增大，850 hPa以上西南風增強，相對濕度明顯增大，濕層發展深厚，強降雪時段（14日06：00～09：00）800～600 hPa相對濕度達100%;14日08：00承德全區比濕達2～3 g/kg。

分析1 000～850 hPa水汽通量和水汽通量散度可知，承德850 hPa以下水汽來源有2支：一支是從東南方向輸送而來的暖濕氣流，水汽主要來源于東海，也是此次降水過程低層的主要水汽來源;另一支由東北方向輸送而來，強降水時段低層偏東風增強，水汽經渤海向承德輸送，14日08：00承德中南部水汽通量散度負值區明顯增大，水汽輻合增強，水汽通量值也有所增加。但東北方向輸送的水汽明顯少于自東南方向輸送的水汽。分析850～300 hPa水汽通量和水汽通量散度可知，此次降雪過程中層的水汽主要來自孟加拉灣，經過黃河地區北上到河北省，承德地區水汽通量值達到1 500～1 800 g/（hPa·cm2·s），在河北自河南有一水汽通量散度輔合帶，為此次強降雪過程提供充足的水汽。

3 結論

本文通過分析2月13～14日強雨雪天氣過程，得出以下結論。

（1）此次強雨雪天氣主要由500 hPa高空槽、700 hPa及850 hPa切變線和地面倒槽共同造成。

（2）低層的水汽來源主要有2支：一支是從東南方向輸送而來的暖濕氣流;另一支由東北方向輸送而來，但輸送的水汽明顯少于自東南方向輸送的水汽。中層的水汽主要來自孟加拉灣，經過黃河地區北上到河北省。

參考文獻

[1] 王建中，丁一匯.一次華北強降雪過程的濕對稱不穩定性研究[J].氣象學報，1995，53（4）：451-460.

[2] 趙桂香，杜莉，范衛東，等.一次冷鋒倒槽暴風雪過程特征及其成因分析[J].高原氣象，2011，30（6）：1516-1525.

[3] 張小玲，程麟生.“96·1”暴雪期中尺度切變線發生發展的動力診斷1：渦度和渦度變率診斷[J].高原氣象，2000（3）：285-294.

責任編輯：黃艷飛

Process Analysis of Heavy Rain and Snow in Chengde from February 13 to 14， 2020

YANG Zhi-qiang et al（Chengde Mete-orological Bureau， Chengde， Hebei 067000）

Abstract Based on the conventional observation data and NECP （1°×1°） 6-hour reanalysis data， this paper analyzed the actual situation and causes of the heavy rain and snow weather in Chengde from February 13 to 14， 2020. The results showed that the heavy rain and snow weather was mainly caused by 500 hPa upper trough， 700 hPa and 850 hPa shear line and surface inverted trough. There were two main sources of water vapor in the lower layer： one was warm and humid air transported from the southeast， the other was warm and humid air transported from the northeast. Easterly wind provided cold cushion for reflux precipitation， resulting in the frontogenesis of reflux cold front， provided dynamic conditions for precipitation， and provided a small amount of water vapor in the lower layer， which played a crucial role on the phase transformation of precipitation.

Key words Heavy rain and snow; Water vapor transport; PianDongFeng; Theta se advection