2018年浙江低溫雨雪天氣的特征和成因分析

周弘媛，錢卓蕾，周曉燕，季丹丹

(1.紹興市柯橋區氣象局，浙江 紹興 312100； 2.紹興市氣象局，浙江 紹興 312000)

浙江地處中國東部沿海，長三角南翼，屬于亞熱帶季風氣候區，雨雪冰凍災害發生的概率較低，據統計1960年以來浙江僅出現過87次的雨雪冰凍災害，且在全球變暖的大背景下，低溫雨雪冰凍災害的發生具有減輕趨勢，對其預報難度較大；加上浙江經濟、社會的高速發展，低溫雨雪冰凍作為冬半年的主要災害天氣，對農業生產、交通運輸、電力通訊及人民生活等方面的影響嚴峻。張玲等[1]研究發現，極端低溫雨雪冰凍天氣發生時，對流層垂直溫度異常，底層溫度異常偏低，中高層氣溫異常偏高；沈玉偉等[2]研究發現，冷空氣強度適中更有利于降雪的長時間持續，水汽通量大值區的演變與降雪過程有良好的對應關系；傅潔等[3]研究發現，不同降水相態對應不同的逆溫層頂高度，高度越高，對降純雪越有利。通過對降雪天氣的總結，可以把握降雪預報的主要方法，精準的做好雨雪冰凍預報預警工作，有效提高科學防災減災氣象支撐能力，因此，每次雨雪冰凍過程都具有重要的研究意義。

1 資料與方法

2018年1月24日至2月6日期間，受北方冷空氣補充南下影響，浙江大部分地區出現罕見的雨雪冰凍天氣，災害影響強度達嚴重和較重等級。期間全省平均氣溫僅1.6 ℃，較常年同期偏低3.6 ℃，為1951年以來同期第4低，近10年最低(次于2008年)；全省平均低溫冰凍日數(0 ℃以下)為9 d，為1978年以來同期最多，山區凍雪尤為嚴重，其中1月30日、2月1、4—6日浙中北大部出現-3～-5 ℃、部分-5～-10 ℃、山區-10 ℃以下的嚴重冰凍天氣。

1月24—31日全省自北而南先后出現降雪，1月24—28日降雪天氣主要在浙北地區，其中25日傍晚至26日早上降雪強度最強，浙北地區普降中到大雪，局部暴雪；30—31日降雪移至浙中南部地區。過程最大積雪深度，浙西北地區15～30 cm，杭州灣地區普遍4～10 cm，金華、麗水北部和衢州西部2～5 cm；城市積雪深度較大的有長興22 cm，臨安和德清19 cm，湖州18 cm，安吉15 cm。

由于本次雨雪冰凍過程時間長、強度大、范圍廣，對浙江省內交通、農林、人民生活造成嚴重影響與巨大損失。據浙江省民政廳統計，截至1月30日，全省受災人口36萬人，農作物受災面積11.57萬hm2；倒損房屋51間，因災造成直接經濟損失17.3億元。交通方面出現較大范圍的高速限行、列車停運、航班取消、農村公路封道等情況；農林業方面農業設施倒塌達758 hm2，長時間的雨雪冰凍造成蔬菜瓜果、毛竹、經濟林木大量凍傷，加上期間光照不足，嚴重影響生長發育。紹興、金華、衢州等地11地市出現不同程度輸電線路覆冰、覆雪，其中山區的覆冰較為嚴重。

本文利用Micaps資料、Ecf再分析資料、自動站等非常規資料，通過大氣環流、物理量診斷分析等方法，分析2018年1月下旬至2月上旬的高低空環流特征、動力、水汽及熱力條件。

2 結果與分析

2.1 氣候背景

2017年10月起太平洋中東部海面溫度異常偏冷，即進入拉尼娜狀態。在這樣的冷海溫背景下，東亞地區多經向環流，來自極地的冷空氣偏強偏多，以至于1月平均氣溫較低。同時，來自西北太平洋的暖濕氣流活躍，為2018年1月下旬浙江大范圍的雨雪冰凍天氣提供了穩定的氣候背景，與王凌等[4]研究發現的我國南方強雨雪冰凍災害大多在拉尼娜背景下發生的結論一致。

2.2 高空形勢

如圖1所示，災害性天氣過程往往伴隨著大氣環流系統出現，此次雨雪冰凍過程可明顯發現，500 hPa上，1月20日8時起，烏拉爾山附近已有一高壓脊，我國東北地區至貝加爾湖一帶有一條東北-西南走向的橫槽，整個歐亞大陸呈現兩槽一脊的環流形勢。23—26日烏拉爾山高壓脊受暖平流北上影響進一步加強，鄂霍次克海至日本海附近有一個低渦槽穩定維持，新疆至長江中下游地區存在著廣泛的西風帶，引導北方冷空氣南下。另外，由于溫度槽落后于高度槽，橫槽不斷的分裂成小槽南下；25日8時烏拉爾山阻高已形成，南支槽與北支槽疊加，西南氣流加強，與冷空氣交匯，造成浙中北地區降雪明顯，26日隨著低槽入海，降雪量明顯減少。27日橫槽穩定且有所發展，南支槽東移加強，槽移至孟加拉灣以東地區，浙北地區出現暴雪，浙中地區相態轉為以雨為主。28日貝加爾湖附近阻高南落，低渦后部西北氣流引導阻高北部冷空氣迅速南下，形成新一波冷空氣，浙中北地區又轉小雪。29日冷渦進一步增強，浙北地區轉晴冷天氣。

圖1 1月25日8時的高空環流

伴隨著500 hpa高空環流的演變，24—25日700 hpa上有2條明顯的急流，分別位于內蒙古東部—華北北部—山東半島的西北風急流和貴—湘—贛—皖南的西南急流，同時還在四川北部發展成1個低渦系統，且渦度前有明顯的風切變，隨著渦切東移，浙北地區處于西南急流中，降雪明顯增強。26日8時系統過境轉西北氣流控制，降雪量減少。27日南支槽加強，急流軸位于貴—湘—贛—皖南一線，加上與北風冷空氣結合，在浙北地區降雪再次加強。28日起，西南急流南落，浙北逐步轉為西北氣流控制，雪止轉晴冷天氣。

2.3 物理量場

2.3.1 水汽條件

充分的水汽是暴雪發生的必要條件，水汽通量一定程度可以反映大氣中水汽含量。如圖2所示，研究700、850 hpa高度上水汽通量發現，24日8時西南急流僅發展至皖贛交界，水汽通量中心位于湘桂地區，中低層水汽通量還較小；24日14時，西南急流發展至浙北地區，浙北地區處于偏南風、偏北風輻合區域，此時浙北降雪已開始，但是此時浙江地區水汽通量較?。?5日11時西南急流進一步發展，急流軸位于湘南-浙北一線，700 hpa上浙北風速已達25 m·s-1左右，水汽通量對應加強，浙北地區降雪逐步加強；26日2時起西南氣流回落，浙北地區轉冷高前部偏東氣流控制，水汽通量明顯減小，降雪量明顯減少，14時浙北轉偏北氣流控制，降雪略有中斷；27日2時，西南急流發展，浙北開始轉雪；27日20時西南急流再次發展加強至蘇南，700 hpa上浙北風速25 m·s-1左右，水汽通量也相應加強，浙北地區再次出現明顯降雪；28日西南急流回落，浙江逐漸轉偏北氣流，降雪趨于結束。由此發現水汽輸送與整個降雪過程關系上，700 hpa較850 hpa關系密切，且急流軸位置對降雪有較大影響。29日總體轉高壓前部偏北氣流控制，水汽條件轉差，北部雨雪止。

圖2 1月25—26日850 hpa的水汽通量

2.3.2 溫度條件

如圖3所示，從850 hpa溫度場和風場分析，隨著冷空氣南下，等溫線不斷南壓，24日8時，850 hpa 上-6 ℃蘇南，-3 ℃位于浙北中部，0 ℃位于浙中南地區，等溫線基本呈西北-東南走向，浙北地區陸續出現降雪現象；隨冷空氣進一步南下，25日溫度梯度增大，26日0 ℃線南壓至浙閩交界，-3 ℃位于浙南地區，浙中北地區氣溫普遍在-3～-9 ℃，其中25日傍晚至26日早上降雪強度最強，浙北地區普降中到大雪，局部暴雪；27～28日等溫線略有北抬，-3 ℃線回至浙中北地區，但水汽條件轉差，降雪減弱。南方地區850 hpa≤-3 ℃，是降雪的必備條件，與季致建等[5]在分析麗水地區40年大到暴雪氣候時得出的結論一致。

圖3 1月25—26日850 hPa的溫度場與風場

2.3.3 熱力條件

從柯橋站的探空資料分析，在24日20時已出現一定逆溫，逆溫層存于900～700 hpa，且逆溫不明顯，紹興大部分地區轉雨夾雪或雪，而湖州等浙北地區已出現明顯降雪；25日20時逆溫層發展，逆溫層存在于850～700 hpa，溫差約5 ℃，柯橋等浙中北地區出現明顯降雪；26日8時逆溫層有所減弱，浙北大部分地區白天起出現降雪中斷；27日白天逆溫層略有加深，柯橋陰有雨或雨夾雪；27日夜里起逆溫消失，柯橋地區轉雨，明顯的降雪過程結束。另外分析發現，柯橋降雪期間，中間層存在逆溫，且地面溫度基本在0 ℃以下，850 hpa溫度-3 ℃以下，700 hpa溫度-1 ℃以下，500 hpa溫度-10 ℃以下，與季致建等[5-7]結論類似。

3 小結

利用Micaps資料、Ecf再分析資料、自動站資料，通過大氣環流、物理量診斷分析等研究分析發現，強勁的西南暖濕氣流、北方強冷空氣、中低層逆溫的存在及有利的溫度配置都是造成2018年1月下旬低溫雨雪天氣的主要原因。

拉尼娜事件為烏拉爾山阻高的形成與維持提供了有利的大尺度氣候背景，阻高橫槽型環流背景有利于冷空氣不斷南下，且冷空氣強度較大。冷空氣勢力不斷加強南壓，是本次極端低溫雨雪天氣的大尺度環流背景。

700 hpa急流帶水汽輸送給此次低溫雨雪天氣創造了充沛的水汽條件，低空急流左前方的強烈上升運動又為雨雪天氣提供了動力條件，700 hpa上的水汽通量及風速大小對預報降雪有較好的指示意義。

700 hpa暖濕氣流和850 hpa干冷氣流交匯，上暖下冷，形成逆溫層，而逆溫層的形成與降雪相態有直接關系，是今后開展降雪預報的關鍵。