2018年1月25—28日岳陽低溫陰雨雪過程成因分析

袁泉 蔣帥 黃海波 王彩 陳姣榮

摘要 利用常規觀測資料和NCEP再分析客觀物理量場、多普勒雷達產品資料，就2018年1月25—28日岳陽市低溫陰雨雪天氣過程的形成原因進行了分析，指出當地連續性低溫陰雨雪天氣發生的環流形勢特征及演變，總結了應用數值預報產品的經驗以供借鑒。結果表明：在500 hPa和700 hPa環流形勢穩定的情況下，降雪地區的位置與850 hPa～925 hPa的輻合區位置相對應；活躍的水汽輸送，較強的輻合可以使雨雪天氣得以維持；低層冷空氣對冬季降水相態具有關鍵性作用。

關鍵詞 岳陽；陰雨雪；成因分析

中圖分類號：P44 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）02-029-03

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.02.013

低溫陰雨雪是岳陽市嚴重的災害性天氣之一，是一種大規模強冷空氣活動與西南暖濕氣流結合所產生的強烈天氣過程，在雨雪的同時還常伴有冰凍的發生，給岳陽市工農業生產，交通運輸，電力等造成嚴重的影響。2018年1月25日受地面強冷空氣爆發南下的影響，岳陽市自北向南出現了一次強降溫雨雪冰凍天氣過程，25—28日出現了大范圍的雨雪天氣，部分地區出現暴雪和雨淞冰凍現象，給人民群眾生產生活帶來了嚴重困擾。了解雨雪天氣成因，為該類天氣的預測、預警和防御提供參考的依據是廣大氣象工作者研究的課題。通過對該次天氣過程成因的探索分析，以期對類似的大氣環流背景條件下發生的重大天氣過程的發生發展有更進一步的認識，以尋求其可能出現的天氣系統特征規律。

1 天氣實況與災情

2018年1月25日開始受強冷空氣影響，岳陽市出現一次低溫雨雪冰凍過程，冰凍影響程度和嚴寒期日數均為2008年以來之最。全市普降凍雨、雨夾雪轉大到暴雪，截止到29日8：00，極端最低氣溫達-5.8℃（山區-10.8℃），最大積雪深度6 cm，最大積冰厚度3 mm，極大風速14.4 m/s（汨羅市磊石站）。具體分縣市天氣實況如表1所示。

受該次低溫雨雪冰凍影響， 岳陽市受災人口7.6萬，水電基礎設施受損較重，直接經濟損失達15 950萬元。

2 天氣形勢特征

2.1 中高緯環流形勢

1月24日開始500 hpa烏拉爾山為阻高形勢，巴湖至貝湖之間地區有低渦，貝湖東側至東北地區亦有低渦存在。巴湖至貝湖有橫槽形成，出現了相對穩定的阻塞形勢，隨著烏山阻塞高壓緩慢發展東移，貝湖東側的冷渦隨之向東南逐步移入我國東北地區上空。低渦南側有小槽發展東移，槽前正渦度平流有利于低層系統發展。中緯度地區經向環流明顯，巴湖地區低渦不斷分裂有小槽沿中緯度氣流南移東出。地面圖上，與高空東北地區冷渦對應，在蒙古至東北地區維持有一中心氣壓為1 050 hPa的冷中心存在，不斷有冷空氣分裂南下，影響湖南地區。該形勢維持至1月29日8：00烏山阻高形勢崩潰，巴湖地區低渦減弱，東北低渦東移入海過程基本結束。

2.2 低緯環流形勢

過程開始前的1月24日8：00湖南地區受弱脊控制，孟灣地區有低槽強烈發展。25日8：00孟灣低槽發展東出，湖南地區轉為槽前。500 hPa大風軸位于湘中一帶，岳陽地區處于500 hPa大風軸的東北側的輻合上升區中。25日8：00—20：00，700 hPa急流軸逐漸由長江北岸地區南退至湘中一帶，岳陽位于700 hPa急流軸的左前方。850 hPa至925 hPa東北氣流旺盛，低層冷墊深厚，至26日20：00 850 hPa轉為東南風，為次過程降水的第一階段，該個階段岳陽市所屬6縣市降雪量較為均勻，水汽主要來自700 hPa。溫度圖顯示，25日8：00—20：00，700 hPa逐漸降至-3℃，整層空氣降至0℃以下，降水相態隨之由雨轉為雪。降雪過程的第2階段為26日20：00至27日20：00，該階段500 hPa環流形勢平穩，700 hPa急流軸仍然位于湘中一帶，850 hPa至925 hPa轉為東南風，低層輻合帶位于湘中偏北地區，岳陽市北部三縣市降雪量大于南部三縣市，降雪水汽來自700 hPa及以下近地面各層相互作用。溫度圖上，850 hPa為-6℃，冷墊維持，降水相態仍為降雪（圖1）。

降雪過程的第3階段是27日20：00之后，該階段850 hPa至925 hPa又轉為東北風至北風，中低層切變線位于安慶至長沙一帶，主要降雪區與850 hPa切變線位置吻合。

綜上可知，在500 hPa和700 hPa環流形勢穩定的情況下，降雪地區的位置與850 hPa至925 hPa的輻合區位置相對應。對于岳陽市來說，850 hPa為北風中低層輻合區偏南，南部三縣市降雪量大于北部三縣市，反之則北部大于南部。

3 多普勒雷達資料分析

3.1 基本反射率分析

整個雨雪過程中，岳陽地區為層狀云降水回波，反射率因子在30 dbz以下，從1月24—27日長時間穩定影響岳陽地區。充沛的水汽，穩定維持的層狀云降水，造成了岳陽地區累計降水量20～35 mm的雨夾雪或雪的較嚴重災害性天氣過程。

3.2 基本速度分析

降雪過程的第1階段近地面東北氣流強盛，岳陽雷達1.5°仰角出現了徑向速度≥12 m/s的正負速度對（牛眼）（圖2），東北風伸展高度至1.8 km，主要輻合區位于岳陽南部三縣市。降雪過程的第2階段，近地面東北氣流有所減弱，850 hPa東南氣流加強，岳陽雷達1.5°仰角上可以看出，岳陽雷達周邊0.6 km高度以上出現較強的東南氣流， 0速度線呈S形分布，底層風向隨高度順轉有暖平流，輻合區在岳陽市區至岳陽縣一帶，這一時段的主要降水在岳陽市的北部縣市。降雪過程的第3階段和第1階段的雷達特征類似，強盛的東北氣流延伸到湘中一帶，主要降雪區亦位于湘中一帶。

3.3 風廓線分析

降雪過程的第1階段，岳陽雷達風廓線圖上2.1 km高度以下各層為穩定的東北氣流控制，850 hPa冷墊長時間維持。2.4～4.9 km高度為風速≥12 m/s的西南急流區，700 hPa水汽輸送旺盛（圖3）。

降雪過程的第2階段，西南氣流加強擴展至低層，1.8～4.9 km高度均為西南氣流控制，中低層水汽輸送有所加強。850 hPa以下東北氣流厚度有所減薄，但氣溫仍為-6℃，降水相態為雪，岳陽北部縣市降雪明顯。

降雪過程的第3階段和第1階段的雷達風廓線特征類似。

4 物理量分析

4.1 水汽及溫度場條件

降雪過程中，濕層深厚，由26日20：00長沙站探空曲線可知，濕層伸展至600 hPa。850 hPa以下為北風氣流，以上為旺盛的西南氣流，風的垂直切變較強。分析溫度層結，850 hPa和700平共處hPa之間有淺薄的0℃附近的融化層，但850 hPa在以下≤0℃有利于液態水滴凝結為固態降雪，故岳陽地區降水以固態降雪為主。

分析水汽通量及其散度可知，降雪過程中，西南氣流旺盛，西南急流頂端延伸至岳陽地區，岳陽位于西南急流大風軸的左前方輻合區，水汽通量散度，整個中東部地區均為負散度的輻合區內，岳陽地區在-10～-15的較大值區內。整個降雪過程，水汽輸送活躍含量充足，輻合較強，使得雨雪天氣得以維持且量級較大。

4.2 垂直運動

垂直運動時成云致雨的關鍵因素，降水的強度一般與中低層的上升運動有關。從圖4可知，1月24日至8：00至29日2：00 omega值有3次負值時段，分別對應3次明顯降雪時段。上升運動最大絕對值≥2 Pa/s，上升運動較強，有利于降水的形成和雨雪維持。

4.3 溫度場及降雪維持分析

雨雪相態是冬季預報的重點之一，實際業務中出現降雪一般需要850 hPa≤-4℃，地面2 m氣溫≤2℃，整層氣溫≤0℃。雨雪相態轉換與各層溫度密切相關。

從圖5可知， 25—27日，850 hPa 0℃線位置穩定位于湘中以南地帶；700 hPa 0℃線由相中以南逐漸往北抬升，說明700 hPa西南氣流逐步加強，湘中一帶地區在700 hPa，26—27日出現融化層，湘中及以南地區以雨夾雪或凍雨為主，而岳陽地區各層仍處于0℃以下降水相態以雪為主。且在湖南省區域850 hPa溫度普遍低于700 hPa，低層溫度低于高層，說明高層無冷平流入侵，冷空氣主要來自于低層的東路冷空氣，越到低層冷平流越強。因此，低層冷空氣對冬季降水相態具有關鍵性作用，各層的溫度指標也具有指標性意義。

5 小結

（1）在500 hPa和700 hPa環流形勢穩定的情況下，降雪地區的位置與850 hPa至925 hPa的輻合區位置相對應。

（2）充沛的水汽，穩定維持的層狀云降水可以造成岳陽地區冬季累計降水量20～35 mm的雨夾雪或雪的較嚴重災害性天氣過程。

（3）岳陽地區降雪過程，水汽輸送活躍，輻合較強，使得雨雪天氣得以維持且量級較大。

（4）低層冷空氣對冬季降水相態具有關鍵性作用，各層的溫度指標也具有指標性意義。

參考文獻

[1] 楊偉，蔣帥，袁泉，等. 岳陽市氣溫變化規律研究與應用[A]. 2016 年湖南省氣象學會學術交流年會論文集[C].長沙：湖南省氣象協會，2016.

[2] 袁泉，袁生保，唐麗君.2008年元月冰凍天氣過程分析[A].第26屆中國氣象學會年會論文集[C].北京：中國氣象學會，2009.

[3] 姬雪帥，王淼，黃若男，等.2015年張家口一次暴雪成因分析[J].農業災害研究，2017（9-10）：25-27.

責任編輯：劉赟