2022-02-22江西暴雪天氣雷達(dá)回波特征分析

洪麗霞，馬中元，陳鮑發(fā)，辛瑋琦，范小軍，宋 雄

(1.江西省氣象科學(xué)研究所，南昌 330046；2.宜豐縣氣象局，宜豐 336300；3.景德鎮(zhèn)市氣象局，景德鎮(zhèn) 333000)

0 引言

2022-02-22，江西出現(xiàn)一次暴雪天氣過程，銅鼓雪深達(dá)到24 cm，宜豐13 cm，通過換算已達(dá)到暴雪量級(jí)。降雪天氣達(dá)到暴雪量級(jí)會(huì)形成雪災(zāi)，降雪持續(xù)時(shí)間過長(zhǎng)也可能形成雨雪冰凍天氣，給社會(huì)活動(dòng)、交通運(yùn)輸、居民生活帶來較嚴(yán)重的影響。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)雨雪天氣進(jìn)行了大量研究，并得出一些結(jié)論，例如：凍雨天氣過程的影響系統(tǒng)主要有地面冷高壓、阻塞高壓、副熱帶高壓、南支槽、850 hPa切變線、地面輻合線(準(zhǔn)靜止鋒)、溫度鋒區(qū)和700 hPa急流與濕舌等；凍雨天氣過程都存在逆溫層特征，逆溫層高度在850～700 hPa，平均逆溫差為4～5 ℃，最大10 ℃，同時(shí)地面溫度在0 ℃以下或接近0 ℃[1]。江西持續(xù)性凍雨天氣期間，500 hPa高緯度地區(qū)的阻塞高壓、中緯度的低槽以及低緯度的分裂小槽和地面沿中國(guó)中東部侵入的強(qiáng)冷空氣有利于江西持續(xù)性凍雨天氣的維持[2]。高山站冰凍災(zāi)害具有明顯的局部性特征，主要決定于925～850 hPa層的溫度層結(jié)，當(dāng)溫度層結(jié)降為0 ℃以下并伴有較明顯降水，且有明顯逆溫層的存在就可以出現(xiàn)冰凍災(zāi)害[3]。長(zhǎng)時(shí)間逆溫層的維持和偏強(qiáng)，使得降雪持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)和增強(qiáng)[4]。雪的回波強(qiáng)度一般在5～20 dBZ，暴雪回波強(qiáng)度在30～35 dBZ，雨夾雪回波中，最強(qiáng)雨回波可以發(fā)展到40 dBZ以上，呈明顯的混合型回波結(jié)構(gòu)。暴雪反射率因子垂直結(jié)構(gòu)RVS回波伸展高度在 5～8 km[5]。溫度阻塞型雨雪天氣，具有云頂溫度-10～0 ℃、低層冷墊≤-7 ℃、中層融化層≥8 ℃的凍雨溫度層結(jié)特點(diǎn)[6-8]。上述研究成果為文章提供了理論依據(jù)。

文章使用MICAPS常規(guī)天氣圖、自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)、雷達(dá)回波拼圖等資料，對(duì)2022-02-22江西暴雪天氣進(jìn)行分析，以期為江西雨雪天氣的短臨監(jiān)測(cè)預(yù)警提供分析依據(jù)。

1 資料來源和天氣實(shí)況

1.1 資料來源

天氣、探空等資料來源于MICAPS系統(tǒng)平臺(tái)，雨雪資料來源于江西自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)平臺(tái)，雷達(dá)拼圖資料來源于江西WebGIS雷達(dá)拼圖平臺(tái)。

降雪標(biāo)準(zhǔn)參照降雪量定義：小雪<2.5 mm/24 h，中雪2.5～4.9 mm/24 h，大雪5.0～9.9 mm/24 h，暴雪10.0～19.9 mm/24 h，大暴雪20.0～29.9 mm/24 h，特大暴雪≥30.0 mm/24 h。降雪量可以通過雪深(×0.7)換算得到。

文章涉及的地圖邊界均基于國(guó)家測(cè)繪地理信息局標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站下載的審圖號(hào)為GS(2017)3320號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作。全文使用北京時(shí)間。

1.2 天氣實(shí)況

2022-02-22T08：00—2022-02-23T08：00，江西中北部出現(xiàn)大范圍的降雪天氣過程，也是近3 a最明顯的一次降雪，部分地區(qū)出現(xiàn)中到大雪。陳家灣積雪明顯，厚度較厚，達(dá)大雪或以上標(biāo)準(zhǔn)，武寧也出現(xiàn)明顯的固態(tài)降雪，但積雪深度不及靖安。

2 暴雪分布和天氣形勢(shì)

2.1 暴雪分布

由2022-02-22T08：00—2022-02-23T08：00江西暴雪天氣雪深分布圖可以看出，江西中北部出現(xiàn)了大范圍的中到大雪，局部暴雪。暴雪主要位于宜春西部，銅鼓、宜豐、萬載積雪達(dá)10 cm以上，以銅鼓(24 cm)為最大。廬山也出現(xiàn)暴雪，雪深21 cm。積雪達(dá)5 cm以上的還有宜春的中部、東部及南昌等地。九江西北部積雪不明顯，其余地區(qū)以中雪為主。

2.2 天氣形勢(shì)

如圖1所示，500 hPa在西南地區(qū)100°E附近有1個(gè)深槽，槽前西南急流明顯，30 m/s的西南急流從西南邊陲伸展到東部沿海，類似的特征出現(xiàn)在200 hPa，只是高空西南急流更加明顯，大部分達(dá)到60 m/s左右或70 m/s以上。高空強(qiáng)盛西南急流之下，850 hPa為明顯的偏東氣流，長(zhǎng)江中下游地區(qū)以東北風(fēng)為主，東南地區(qū)為東南風(fēng)。地面圖上湖南北部為冷高壓控制，冷高壓后部有明顯降雪區(qū)跟隨。隨著低槽東移，西南地區(qū)的雪區(qū)向東擴(kuò)展，給東部地區(qū)帶來大范圍降雪天氣過程。

200 hPa高度上，南昌08：00西南風(fēng)72 m/s，溫度-54 ℃；500 hPa高度上，南昌西南偏西風(fēng)32 m/s，溫度-15 ℃；850 hPa高度上，南昌08：00偏東風(fēng)8 m/s，溫度-1 ℃；至20：00，850 hPa溫度降至-4～-5 ℃，而高空氣溫變化不大，表明低層有強(qiáng)冷空氣入侵，且溫度層結(jié)達(dá)到江西中北部大雪的閾值。地面圖上，南昌08：00偏東風(fēng)2 m/s，溫度3 ℃，20：00溫度0～1 ℃，也達(dá)到固態(tài)降雪的標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 2022-02-22天氣形勢(shì)：(a)200 hPa；(b)500 hPa；(c)850 hPa；(d)surface

3 雷達(dá)回波分析

圖2為2022-02-22雷達(dá)拼圖組合反射率CR產(chǎn)品及回波垂直分布，江西北部及湖北、安徽南部為大范圍的降雪回波覆蓋，呈絲縷片狀結(jié)構(gòu)。回波均呈絲縷狀由西南向東北伸展，最強(qiáng)回波位于湖南東北部至江西的銅鼓、靖安、宜春、都昌一線，呈細(xì)長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)，邊界整齊，寬度一致，長(zhǎng)度超長(zhǎng)，達(dá)400 km左右，這是高空西南急流導(dǎo)致的結(jié)果。細(xì)帶狀強(qiáng)回波強(qiáng)度達(dá)30～35 dBZ，分布均勻。與雪深相對(duì)照，暴雪10～19.9 mm/24 h，回波強(qiáng)度30～35 dBZ；大雪5.0～9.9 mm/24 h，回波強(qiáng)度25～30 dBZ；中雪2.5～4.9 mm/24 h，回波強(qiáng)度20～25 dBZ；小雪<2.5 mm/24 h，回波強(qiáng)度<20 dBZ。

以銅鼓為中心，由南向北作垂直剖面，可以看到在銅鼓附近有20 dBZ以上較強(qiáng)回波，其中30 dBZ回波伸展高度4 km；25 dBZ回波伸展高度5.8 km；20 dBZ回波伸展高度6.5 km；10 dBZ回波伸展高度10 km。即降雪回波伸展高度較低，大到暴雪在4 km或以下，中到大雪在7 km以下，小雪10 km以下。

圖2 2022-02-22雷達(dá)拼圖CR產(chǎn)品及回波垂直分布：(a)雷達(dá)拼圖反射率因子垂直剖面RCS；(b)組合反射率CR產(chǎn)品

4 結(jié)束語

文章使用MICAPS常規(guī)天氣圖、自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)和雷達(dá)回波拼圖等資料，采用天氣學(xué)、雷達(dá)氣象學(xué)等方法，對(duì)2022-02-22江西暴雪天氣進(jìn)行分析，主要結(jié)論如下：

1)2022-02-22江西出現(xiàn)了近幾年來最強(qiáng)的一次降雪天氣過程，中北部大部出現(xiàn)中到大雪，其中宜春西部銅鼓、廬山等地出現(xiàn)暴雪，最大積雪深達(dá)24 cm。

2)200 hPa，500 hPa高空為強(qiáng)盛的西南急流，850 hPa為偏東風(fēng)，地面圖上為冷高壓是降雪的主要天氣形勢(shì)。當(dāng)850 hPa氣溫降至-4～-5 ℃、地面降至0～1 ℃，有利于江西大雪的發(fā)生。

3)降雪在雷達(dá)拼圖上表現(xiàn)為絲縷片狀結(jié)構(gòu)，大到暴雪回波強(qiáng)度可達(dá)30 dBZ以上，但伸展高度在4 km以下。與降雪強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)，暴雪對(duì)應(yīng)回波強(qiáng)度30～35 dBZ，大雪25～30 dBZ，中雪20～25 dBZ，小雪<20 dBZ。