一次暴雨天氣過程氣象服務案例分析

摘 要：隨著全球氣候變化，極端天氣事件頻發(fā)，給氣象預報和服務工作帶來了新的挑戰(zhàn)。以2023年11月5—6日吉林省長春市德惠市發(fā)生的一次暴雪天氣過程為例，闡述了天氣實況，分析了此次暴雪天氣過程，重點介紹了德惠市氣象局在此次天氣過程中的內(nèi)部會商、預警信號發(fā)布、信息通報與宣傳、應急響應等方面的工作，總結了氣象服務的成功經(jīng)驗和不足之處，并提出了加強對暴雪天氣氣象服務的建議。

關鍵詞：暴雪天氣；氣象服務；預警信號；應急響應機制

中圖分類號：P429 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–0-03

暴雪天氣作為一種嚴重的災害性天氣，給社會經(jīng)濟活動和人民生活帶來重大影響。準確的天氣預報和及時有效的氣象服務對減少暴雪天氣造成的損失具有重要意義。以2023年11月5—6日吉林省長春市德惠市發(fā)生的一次暴雪天氣過程為例，深入分析該次天氣過程的實況、形成機理及德惠市氣象局在此過程中開展的氣象服務工作，為今后類似天氣過程的氣象服務工作提供借鑒。

1 天氣實況

1.1 降水情況

2023年11月5—6日，德惠市經(jīng)歷了一次顯著的雨雪天氣過程，呈現(xiàn)出復雜的降水特征。降水過程始于5日18：00，持續(xù)至7日03：00，經(jīng)歷雨轉雨夾雪再轉大暴雪的演變。各地降水量普遍為35～40 mm，其中德惠市區(qū)降水量達40.4 mm，朱城子鎮(zhèn)42.4 mm，大房身鎮(zhèn)40.9 mm，米沙子鎮(zhèn)38.0 mm，郭家鎮(zhèn)37.6 mm。值得注意的是，5日23：00，德惠市出現(xiàn)凍雨現(xiàn)象，持續(xù)時間長達6 h。

在降雪量方面，德惠市區(qū)達27.3 mm，大房身鎮(zhèn)29.8 mm，郭家鎮(zhèn)27.7 mm，朱城子鎮(zhèn)26.1 mm，米沙子鎮(zhèn)22.4 mm。市區(qū)累積積雪深度達21 cm，降雪強度大。此外，最大雨凇直徑達42 mm，進一步增加了此次天氣過程的復雜性。降雪強度在6日10：00～11：00達到頂峰，1 h降雪量高達5.2 mm。

1.2 災害影響

此次暴雪天氣對德惠市造成了廣泛而深遠的影響。第一，電力和供暖方面。電力系統(tǒng)受到嚴重沖擊。德惠市11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道出現(xiàn)不同程度的斷電情況，直接影響居民的日常生活和生產(chǎn)活動。由于斷電，城區(qū)和部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)斷水情況，給居民用水帶來不便。供暖系統(tǒng)也受到影響，部分地區(qū)停止供暖，在寒冷天氣下嚴重影響了居民生活。第二，交通方面。大雪和道路結冰嚴重影響交通安全，增加事故風險。第三，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面。雪災對農(nóng)作物和設施農(nóng)業(yè)造成損害。第四，城市運行方面。積雪增加市政清雪、除冰的工作負擔。

2 暴雪天氣過程分析

2.1 高空冷渦與天氣系統(tǒng)

此次暴雪天氣過程中，高空500 hPa上一個西北路徑的冷渦系統(tǒng)自2023年11月5日開始東移北上，其中心位置由內(nèi)蒙古中部一直移至黑龍江西部，而德惠市始終處于該冷渦東南側的強上升氣流區(qū)內(nèi)。隨著冷渦的東移北上，其槽前暖平流和槽后冷平流的配置不斷加強，在德惠市上空形成了顯著的溫度梯度，這種特殊的溫度場結構不僅為暴雪天氣提供了有利的熱力條件，還導致雨、雪、凍雨等降水形態(tài)的出現(xiàn)。此外，當冷渦中心移至德惠市西北部時，其低壓中心的輻合作用與東南側的暖濕氣流相互配合，在垂直方向上形成了強烈的上升運動，動力和熱力條件的耦合為此次持續(xù)性強降雪的形成創(chuàng)造了有利環(huán)境。

2.2 水汽條件

此次暴雪過程的水汽輸送呈現(xiàn)出顯著的“雙源匯聚”特征：一方面，來自黃海的暖濕氣流沿著高空冷渦東南側向北輸送，為系統(tǒng)提供持續(xù)性水汽補給；另一方面，西北路徑的冷空氣南下過程中裹挾的水汽也為系統(tǒng)注入額外補給。這兩支水汽在吉林省中部地區(qū)，尤其是在德惠市及周邊區(qū)域交匯，形成了穩(wěn)定的水汽匯聚中心。

在降水主要時段（08：00～11：00），德惠市及周邊地區(qū)的相對濕度達到飽和狀態(tài)，而且近地面比濕值維持在4 g/kg的高值水平，水汽條件與高空冷渦系統(tǒng)的動力配置形成協(xié)同效應。隨著水汽輸送的持續(xù)加強，德惠市上空的垂直水汽通量不斷累積，在強迫抬升作用下，大量水汽快速凝結，促使降雪強度顯著增強。值得注意的是，11月5日23：00的地面氣溫＜0 ℃時，原來的降雨轉變?yōu)閮鲇辏鄳B(tài)轉換過程與水汽的垂直分布和溫度層結密切相關，進而導致雨、雪、凍雨等多種降水形態(tài)的演變過程，最終使得德惠市區(qū)降水量達到40.4 mm、降雪量高達27.3 mm。

2.3 低層形勢場

此次暴雪過程中，850 hPa低層大氣環(huán)流場呈現(xiàn)出典型的氣旋性系統(tǒng)演變特征，其活動軌跡和強度變化直接影響了德惠市的降水過程。具體而言，11月5日17：00，一股較強的低壓系統(tǒng)自西南方向開始北上，其前部的東南氣流不斷向德惠市輸送暖濕空氣，隨著氣旋前部云系逐漸影響德惠市北部區(qū)域，降水隨即開始。11月6日上午，氣旋系統(tǒng)移至德惠市上空并短暫停留，其氣旋性環(huán)流與上層冷渦系統(tǒng)形成良好的垂直耦合，顯著增強了系統(tǒng)的上升運動。同時，11月6日08：00

前后，隨著850 hPa層溫度為0～2 ℃，加之地面氣溫持續(xù)走低，整個大氣層結逐漸轉為有利于降雪的溫度結構，由此促使降水形態(tài)由雨轉變?yōu)檠⒆罱K發(fā)展為大暴雪天氣過程。

2.4 凍雨成因

此次暴雪過程中出現(xiàn)的凍雨現(xiàn)象，其形成機制與特殊的溫度垂直結構密切相關。在凍雨發(fā)生前，德惠市地面氣溫維持在0 ℃以上，而隨著冷空氣的不斷南下，地面溫度逐漸降至0 ℃以下，但850 hPa高度的溫度仍維持在0 ℃以上的暖區(qū)，這種獨特的溫度垂直分層結構為凍雨的形成提供了必要條件。具體而言，當降水發(fā)生時，雨滴在850 hPa暖層中以液態(tài)形式存在，但在下落過程中遭遇近地面的冷空氣層，由于缺乏充足的結冰核心且下落時間較短，雨滴無法完全凍結成雪，而是以過冷狀態(tài)到達地面，隨即在接觸地面或其他物體時迅速結冰，形成了持續(xù)約6 h的凍雨現(xiàn)象。

3 德惠市氣象局氣象服務宣傳與應急響應工作

3.1 內(nèi)部會商與準備

德惠市氣象局在此次暴雪天氣過程中展現(xiàn)高度的專業(yè)性和前瞻性，通過一系列內(nèi)部會商和準備工作為后續(xù)的氣象服務奠定堅實基礎。首先，氣象局領導高度重視，提前部署工作安排，要求全體業(yè)務人員針對即將到來的天氣情況進行深入分析和討論。在內(nèi)部會商中，每位業(yè)務人員均對天氣過程進行細致的分析匯報，并與歷史上類似的天氣形勢進行對比討論，這種集體智慧的凝聚極大提高了預報的準確性。其次，氣象局特別注重設備檢查和維護，確保在惡劣天氣條件下各項設備能夠正常運行，保障數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)姆€(wěn)定性。并針對性地加強值班安排，將值班人員從1人增加至2人，并由臺長全程帶班，這種措施有效保證24 h不間斷的氣象監(jiān)測和服務。最后，氣象局還注重對新觀測員的培訓，提前普及應急觀測的基礎知識，為應對可能出現(xiàn)的極端天氣情況做好準備。這些內(nèi)部會商和準備工作不僅體現(xiàn)了德惠市氣象局的專業(yè)素養(yǎng)，也為后續(xù)的精準預報和及時預警提供了重要支撐。

3.2 預警信號發(fā)布

德惠市氣象局在此次暴雪天氣過程中的預警信號發(fā)布工作表現(xiàn)出色，體現(xiàn)高度的專業(yè)性和責任感。氣象局根據(jù)天氣變化情況，及時發(fā)布多個預警信號，包括暴雪橙色預警、道路冰雪橙色預警、大風藍色預警、冰凍藍色預警和寒潮黃色預警。這些預警信號的發(fā)布時間和等級選擇都經(jīng)過審慎考慮，反映氣象部門對天氣變化的準確把握和對可能影響的合理評估[1]。值得注意的是，預警信號的發(fā)布遵循由低到高、由單一災害到多種災害疊加的原則，這種做法不僅符合氣象預警的科學性要求，還有利于公眾和相關部門逐步提高警惕，采取相應的防范措施。這種多元化、階梯式的預警信號發(fā)布策略，為政府部門和公眾及時采取防范措施提供科學依據(jù)，有效減少災害可能造成的損失。

3.3 信息通報與宣傳

德惠市氣象局在此次暴雪天氣過程中的信息通報與宣傳工作可謂全方位、多層次、高頻率。首先，在政府匯報方面，氣象局領導多次與市委書記、市長、主管副市長匯報天氣進展，參加多次應對雨雪降溫天氣的工作調(diào)度會議，確保政府決策層對天氣情況的及時了解和正確應對。其次，在信息發(fā)布方面，氣象局通過多種渠道發(fā)布《重要氣象報告》和《短期災害性天氣落區(qū)預報》，并經(jīng)市長親自簽批，充分體現(xiàn)了政府對氣象工作的重視。在媒體宣傳方面，氣象局多次接受電視臺采訪，并在主流媒體平臺上發(fā)布相關報道，擴大氣象信息的傳播范圍和影響力。最后，氣象局還保持了高頻率的信息更新，確保3 h/次發(fā)布雨雪情信息，為公眾和相關部門提供最新、最準確的氣象信息。這種多渠道、多形式、高頻率的信息通報和宣傳工作，有效地將氣象預警信息傳遞給政府部門和廣大公眾，為防災減災工作的開展提供重要支持。

3.4 應急響應與措施

德惠市氣象局在此次暴雪天氣過程中的應急響應與措施顯示高度的專業(yè)性和高效性。首先，氣象局及時啟動（暴雪、寒潮）Ⅲ級應急響應，這一決策體現(xiàn)對天氣形勢的準確判斷和對可能影響的充分重視。在人員安排方面，氣象局加強值班值守，提供全天不間斷的氣象監(jiān)測和服務。在觀測方面，氣象局采取加密觀測的策略，尤其是在出現(xiàn)凍雨后，值班員每15 min進行一次室外觀測，這種高頻率的觀測為準確把握天氣變化提供重要支撐。在設備維護方面，氣象局工作人員加強對觀測設備的維護，確保數(shù)據(jù)的正常上傳[2]。此外，氣象局還主動為環(huán)衛(wèi)等部門提供應急服務，體現(xiàn)氣象部門的社會責任感。值得一提的是，氣象局在整個過程中與上級氣象部門保持密切溝通，多次進行電話會商，這種做法不僅確保預報和服務的科學性，也體現(xiàn)氣象部門的系統(tǒng)協(xié)作能力。

4 氣象服務的經(jīng)驗與不足分析

4.1 成功經(jīng)驗

第一，德惠市氣象局采取積極的提前部署策略，在天氣過程開始前就進行充分的準備，包括組織內(nèi)部會商、檢查氣象設備等，為后續(xù)的氣象服務奠定堅實基礎[3]。第二，德惠市氣象局高度重視多部門協(xié)作，與市政府、應急管理部門、電視臺等保持密切溝通，確保氣象信息能夠及時傳遞到相關決策者和公眾。第三，在決策過程中，德惠市氣象局注重科學性，通過內(nèi)部會商、與上級氣象部門溝通等方式，確保預警信號發(fā)布的科學性和及時性。

4.2 不足之處

第一，德惠市氣象局對冷暖空氣強度變化的把握還不夠精準，導致對凍雨發(fā)生時間的預報存在一定誤差。這反映出在復雜天氣系統(tǒng)分析和預報方面還有提升空間。第二，觀測設備配置方面存在不足，尤其是缺乏電線結冰觀測設備，限制了對某些災害性天氣現(xiàn)象的精確監(jiān)測能力。第三，在人員素質(zhì)方面，新觀測員在開展應急觀測時經(jīng)驗和能力不足，一定程度上影響了觀測數(shù)據(jù)的準確性和及時性。第四，在極端天氣條件下的應急響應機制還有待完善，包括與其他部門的協(xié)調(diào)配合、信息發(fā)布的及時性和針對性等方面。

5 加強對暴雪天氣氣象服務的建議

5.1 加強預報技術研發(fā)

德惠市氣象局應重點加強對復雜天氣系統(tǒng)的預報能力，尤其是對雨雪相態(tài)轉換、凍雨、大風和沙塵天氣的預報。建議開發(fā)針對本地特點的數(shù)值預報模型，提高對極端天氣事件的預報準確率和預見期[4]。同時，提高對春節(jié)、清明節(jié)等重要時段天氣的中長期預報能力。應用人工智能和大數(shù)據(jù)技術，提高對歷史數(shù)據(jù)的分析能力，增強對類似天氣過程的識別和預報能力。此外，搭建健全的氣溫、降水、風力等要素的概率預報系統(tǒng)，為政府決策和公眾提供更全面的天氣信息。

5.2 完善觀測設備配置

鑒于德惠市復雜多變的天氣特點，建議增加自動氣象站的密度，尤其是在容易出現(xiàn)局地天氣的區(qū)域。針對頻繁出現(xiàn)的雨雪相態(tài)轉換情況，配置能夠準確識別降水相態(tài)的設備。考慮到冬春季節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)大風天氣，建議在關鍵位置增設風廓線儀，提高對不同高度風力的監(jiān)測能力[5]。為應對可能出現(xiàn)的沙塵天氣，增加PM10、PM2.5等顆粒物監(jiān)測設備。同時，考慮到德惠市冬季氣溫較低，最低氣溫可達-24 ℃左右，應確保所有觀測設備在極端低溫條件下仍能正常工作。此外，建立多源數(shù)據(jù)融合平臺，整合地面觀測、雷達觀測、衛(wèi)星遙感等多源數(shù)據(jù)，提高對復雜天氣系統(tǒng)的立體監(jiān)測能力，尤其是對霧霾天氣的監(jiān)測和預警能力。

5.3 提升觀測員能力

針對德惠市復雜多變的天氣特點，重點加強觀測員對雨雪相態(tài)轉換、凍雨、大風和沙塵天氣的觀測能力[6]。氣象局可定期組織模擬演練，提高觀測員的實際操作能力和應急處置能力。同時，建立經(jīng)驗交流機制，組織有經(jīng)驗的觀測員與新觀測員進行經(jīng)驗分享，傳授實際工作中的技巧和注意事項，尤其是在觀測霧霾天氣、判斷能見度等方面的經(jīng)驗。

5.4 加強部門間協(xié)作

氣象局應建立跨部門聯(lián)動機制，與應急管理、交通、電力、水利、農(nóng)業(yè)等部門建立常態(tài)化的信息共享和協(xié)作機制。尤其是在春節(jié)、清明節(jié)等重要節(jié)假日期間，加強與相關部門的溝通，及時發(fā)布天氣預報和預警信息[7]。同時，完善信息傳遞渠道，確保氣象信息能夠及時傳遞到?jīng)Q策者和公眾，尤其是在出現(xiàn)大風、沙塵、霧霾等影響能見度的天氣時，加強與交通運輸部門的協(xié)作。此外，建立跨部門的專家咨詢機制，在重大天氣過程中為決策提供全面的科學依據(jù)。加強數(shù)據(jù)共享，如與交通運輸部門共享道路結冰情況、與農(nóng)業(yè)部門共享農(nóng)作物生長數(shù)據(jù)等，為更精準的氣象服務提供支持。

6 結束語

通過對2023年11月5—6日德惠市暴雪天氣過程的詳細分析，全面闡述此次天氣過程的實況、形成機理及德惠市氣象局在此過程中開展的氣象服務工作。研究表明，高空冷渦的東移北上、充沛的水汽條件及復雜的溫度層結是此次暴雪天氣出現(xiàn)的主要原因。此次暴雪天氣過程的氣象服務案例分析，不僅為德惠市氣象局今后的工作提供寶貴的經(jīng)驗和教訓，還為其他地區(qū)在面對類似天氣過程時提供了參考。

參考文獻

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收稿日期：2024-07-08

作者簡介：常立秋（1981—），女，吉林榆樹人，高級工程師，研究方向為綜合氣象觀測。