2003-2017年陽泉市降雪變化及成因分析

岳凱杰　張娜　李潤春　王妍

摘要利用陽泉氣象站逐日氣象觀測資料和歷史氣候資料，采用統計分析、相關分析、合成分析等方法對2003-2017年陽泉市降雪天氣特征進行分析。結果表明，2003-2017年陽泉市降雪量和降雪日數均呈減少趨勢，但降雪極端性增加;降雪初日和降雪終日年際差異明顯，其出現早晚與日平均氣溫≤2C出現和結束時間的對應關系較好。冬半年氣溫升高可能是降雪減少和極端性增加的原因之一。冬半年氣溫距平與降雪日數成反相關關系，入冬時間早，氣溫低，有利于降雪日數的增加，反之亦然;冷空氣活動有利于降雪的產生，但水汽條件對降雪影響更加明顯，東北風和東南風風向頻率增加有利于水汽條件的改善，利于降雪的產生。

關鍵詞 降雪變化;氣象要素;風向頻率;冷空氣活動;水汽條件;山西陽泉;2003-2017年

中圖分類號 P426.63

文獻標識碼

文章編號 1007-5739（2019）05-0171-02

降雪是中國北方冬半年常見的天氣現象之一降雪有利于改善空氣質量降低森林火險氣象等級，但強降雪也會對道路交通、居民生活等產生不利影響。受太行山地形及冬季回流降雪”影響，陽泉市冬季降雪具有明顯的區域特征。為了掌握其降雪變化規律和趨勢特點，本文重點對2003-2017年（當年10月至翌年4月，下同）陽泉市降雪量和降雪初終日等特征進行研究，并探討降雪特征變化的可能原因。

1資料與方法

資料來源于陽泉氣象站2003-2017年逐日（20：00至翌日20：00）氣象觀測資料，包括降水量、天氣現象、氣溫等數據。降雪初日指每年夏季后第一場降雪開始的時間，降雪終日指翌年最后一場降雪結束的時間2。本文的降雪量根據逐日降雪量和天氣現象統計，當天氣現象為雪、陣雪、雨夾雪及陣性雨夾雪時，將當日的降雪、雨夾雪均累計為日降雪量，并作為1個降雪日。降雪量和降雪日均不包括純降雨。按照24h降雪量進行量級統計（表1）。

2陽泉市降雪天氣特征

如圖1（a）所示，陽泉市2003-2017年均降雪日數18.3d，最多為2004年和2009年，降雪日數均為26d，最少為2013年，降雪日數僅為11d，不足最多年份的1/2。從降雪相態看，純雪日數占多數，占比為82.2%，雨夾雪日數占比17.8%，2003-2017年陽泉市降雪日數呈現逐漸下降趨勢，特別是2013年以來降雪日數明顯減少，年均僅為13.6d，如圖1（b）所示，降雪日數的減少主要是由微量降雪和小雪日數減少造成的。按降雪量級分布看，微量降雪占比37.5%，年均6.8d，降水量≥0.1mm的降雪中小雪占68.6%，年均7.8d;中雪占15.7%，年均1.8d;大雪占9.3%，年均1d;暴雪占6.4%，年均0.7d。

如圖2（a）所示，2003-2017年陽泉市降雪初日和降雪終日無明顯變化特點，但年際差異明顯，初雪最早出現在2007年10月7日，最晚出現在2005年12月28日，平均降雪初日為11月22日。降雪終日最早出現在2014年3月12日，最晚出現在2010年4月26日，平均出現在4月3日。如圖2（b）所示，降雪最易出現在1月和2月，占比分別為23.3%和25%，其次為12月、11月和3月，占比分別為18.2%、14.5%和13.8%，4月受強冷空氣影響也會出現降雪天氣，但出現次數較少，僅占總數的4.7%，10月僅2007年出現1次降雪天氣。

從降雪持續時間和極端性看，月最多降雪日數14d，出現在2008年1月;連續降雪日數最多為6d，分別出現在2005年2月5-10日，2008年1月9-14日和1月17-22日;冬半年（11月到翌年3月，下同）全月無降水（降雪）月份共出現了6次。最大連續降雪量為2009年11月10-12日，為64.2mm，創陽泉站建站以來歷史極值，其中11日日降雪量42.4mm，為山西省日降雪量極值;2013年4月19日陽泉站降大暴雪，日降雪量25.4mm，近年來陽泉市降雪日數雖有所減少，但降雪極端性有增強的趨勢。

3陽泉市降雪天氣變化原因分析

3.1冬半年氣溫及冷空氣活動等氣象要素的影響

利用相關統計方法對2003-2017年陽泉市冬半年降雪日數與氣象要素做相關分析。結果表明降雪日數與冬半年溫度距平呈顯著負相關系數，即冬半年氣溫偏低有利于降雪日數的增多，這主要是由于氣溫低，冷空氣活動強，水汽易凝結產生降水，且降水多以降雪的形式出現;日均氣溫≤2C是降水相態由雨轉雪的重要溫度指標，其冬半年累計日數與降雪日數的多少沒有明顯相關性，但其出現和結束時間的早晚與降雪初、終日對應關系較好;冷空氣活動（48h最低氣溫下降6C及以上定義為1次冷空氣活動）有利于降雪的產生，但有冷空氣活動不一定都伴有降雪天氣，分析表明，水汽條件對降雪的影響更加明顯;同時人冬時間！較早，往往冬半年氣溫距平較低，有利于降雪日數的增加;降雪日數與月平均最高氣溫相關關系較顯著間，而與月平均最低氣溫關系不顯著（表2）。

3.2冬半年降水量、降水日數及風向頻率的影響

2003-2017年陽泉市冬半年的降水量年際差異明顯，降水量多的年份往往伴有大到暴雪天氣過程，降水量以2009年最多，為93.5mm，以2017年最少，為8.3mm，平均為36mm，但整體呈減少趨勢。降水日數無明顯變化趨勢，最多為2015年，達34d，最少為2017年，僅為13d，平均為22.8d，但降雪日數占降水日數比例呈下降趨勢，使降雪日數減少，這可能與冬季氣溫較高不利于降水由雨轉雪有關;同時冬季平均氣溫升高，空氣能承載的水汽量逐漸加大，特別是在伴有強盛暖濕氣流時，空氣中的含水量可能比以往更多，在強冷空氣的作用下水汽條件比以往更有利于形成極端降雪。

分別選取降雪日數最多的5年（2004年、2009年、201I年、2012年、2015年）和降雪日數最少的5年（2003年、2005年、2006年、2008年、2016年）對冬半年風向頻率做合成分析（圖3）。結果表明，降雪多年份東北風和冬南風風向頻率增加，有利于本地空氣濕度的增加，在冷空氣的作用下更容易產生降水;而降雪偏少年份，西北風風向頻率增加，水汽條件較差，不利于降雪的產生，說明冬半年在氣候干燥的背景下，水汽條件是產生降雪的重要因素。

4結論與討論

（1）陽泉市2003-2017年降雪量和降雪日數均呈減少趨勢，但降雪的極端性增強。降雪日數的減少主要是由微量降雪和小雪日數減少造成的。降雪主要出現在1月和2月，占全年降雪日數的1/2左右。

（2）陽泉市降雪初日和降雪終日年際變化大，其出現時間的早晚與日平均氣溫≤2C出現和結束時間的對應關系較好。

（3）陽泉市冬半年降雪日數與氣溫距平有顯著負相關關系，冬半年氣溫偏低，人冬時間早，月平均最高氣溫偏低，有利于降雪日數的增加，反之亦然。

（4）水汽條件是產生降雪的重要條件，冬半年東北風和東南風風向頻率增多時，，有利于降雪日數的增加。

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