2018—2019年冬季桂林低溫雨雪冰凍成因分析

陳昭貴　劉斌

摘 要 利用常規觀測資料、NCEP再分析資料對比分析了2018年12月28日至2019年1月3日影響桂林市低溫雨雪災害天氣的環流形勢和動力機制。分析表明：2018年12月阻塞高壓及橫槽轉豎導致強烈降溫，導致桂林北部地區的雨雪和低溫冰凍，孟加拉灣水汽輸送為凍雨和低溫冰凍維持提供了水汽。

關鍵詞 低溫雨雪;阻塞高壓;橫槽;孟加拉灣水汽;廣西桂林市

中圖分類號：P458.1+21 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.071

低溫雨雪冰凍往往造成電網覆冰、電線折斷、公路道路結冰、機場航班延誤等。研究表明[1-2]，烏拉爾山阻塞高壓異常發展、中高緯度阻塞系統的交替建立崩潰和冷空氣不斷向南爆發可以導致低溫雨雪[3];在強冷空氣的影響下，水汽條件和動力條件的較好配合也能造成雨雪[3-4]。此外，逆溫層也是是造成凍雨、冰凍的主要原因[5]。基于此，對2018年12月至2019年1月桂林市低溫雨雪過程的大尺度環流特征、動力機制、水汽輸送進行研究。

1 低溫雨雪冰凍災害天氣實況分析

根據廣西桂林市地面氣象自動站網監測：受南支槽，切變線及地面強冷空氣影響，28日開始桂林市出現強降溫和雨雪天氣，30日2：00—6：00氣溫達到最低。28日8：00—29日8：00，中北部資源、全州、灌陽出現降雪天氣;29—30日，雨雪天氣進一步擴大，29日8：00—30日8：00，資源、全州、灌陽、龍勝、興安、桂林、靈川、平樂、荔浦出現降雪天氣，資源、全州、龍勝、桂林、臨桂出現雨凇天氣，資源、全州、龍勝、靈川、臨桂出現冰凍天氣。12月30日8：00—31日8：00，最低氣溫高寒山區-7～-5 ℃，北部-3～-2 ℃，龍勝及中部-1～0 ℃，南部0～1 ℃。資源、全州、灌陽、桂林、臨桂、平樂、荔浦出現降雪天氣，資源、全州、龍勝、靈川、桂林、臨桂出現雨凇天氣，資源、全州、龍勝、興安、灌陽、靈川、臨桂出現冰凍天氣。全市所有有溫度要素觀測的站點（184自動站）最低氣溫均在2 ℃以下，其中75%（138站）≤0 ℃。最低氣溫出現在30日6：00桂林資源瓜里鄉十里平坦風景區（-8.0 ℃）。國家站點監測：過程降溫（27日20：00—3日8：00）最大為灌陽9.7 ℃，過程最低溫度為資源站-3.3 ℃，桂林-0.6 ℃。

本次過程由于冷空氣補充形勢南下，25—26日已出現降溫，絕大部分縣降溫幅度（27—29日）未達到寒潮標準，沒有出現7站以上寒潮。最冷一天是2018年12月31日，桂林站-0.6 ℃，比歷史上同日極值偏高（-0.8 ℃）0.2 ℃。降雪情況見圖1，最明顯日期在29日8：00—31日8：00。有11站出現降雪天氣。

2 環流形勢分析

2.1 烏拉爾山高壓建立

如圖2所示，2018年12月25日，中高緯總體是兩槽一脊形勢，低緯南支活躍，從前期平直偏西風形勢轉換為較深的西風槽形勢，南海高壓明顯減弱，溫度槽落后于高度槽，槽線附近有明顯的負變溫和負變高，較強的溫度平流與渦度平流使槽加深[6]。

同時，烏拉爾山高度值逐漸加大，東北橫槽建立，地中海低壓東移60°N附近烏拉爾山脊發展，東北低渦加深。

27日，冷舌超前于橫槽，負變高也移到槽前，橫槽后面轉為暖平流并有明顯正變高，變高梯度指向東南，橫槽后面的東北風逆轉為北風或西北風。

28—29日，橫槽逐漸轉豎，槽底不斷分裂小槽引導冷空氣南下。

2.2 橫槽轉豎，雨雪開始

如圖3所示，2018年12月28—31日，烏拉爾山脊逐漸東移，東北橫槽加深，華東出現明顯負變高，西北冷高逐漸南壓。850 hPa的0 ℃到達桂林和湖南交界，桂北開始出現雨夾雪和凍雨。

29—30日蒙古高壓加強到1 070 hPa，冷空氣很強，隨著高層槽的引導，南下影響華南。

2.3 高原暖脊重建

2019年1月1日，烏山高壓脊東移到鄂霍次克海西部，500 hPa從與前期雨雪冰凍天氣的高原冷槽形勢轉變為高原暖脊形勢，東亞槽重新建立，中低緯南支槽東移減弱，本地轉為脊控制[7]。

700～850 hPa的0 ℃線明顯北抬到北緯30°以北區域，低層850 hPa到地面為冷高壓后部控制，天氣暖冷性轉好地面1—3日最低氣溫逐步回升到0 ℃以上，低溫冰凍雨雪天氣結束。

3 雨雪相態分析

2018年12月29日桂林站探空剖面圖顯示（見圖4），地面溫度0 ℃左右，平均在850 hPa以下有一≤0 ℃的冷層，以上有一≥0 ℃的暖層，下北風，上南風。這種明顯逆溫層存在垂直結構導致桂林北部縣連續出現凍雨及雨夾雪天氣。

此外，815 hPa以下，水汽條件好，溫度露點差很小，水汽飽和，有利凍雨。

4 結語

本次過程主要系統是華北槽東移引導低層切變線和地面強冷空氣南下影響。本次低溫雨雪冰凍天氣過程是由于850 hPa 0℃線越過北緯30°，冷暖平流在黔、湘、桂邊界處交匯。29—30日桂林站探空剖面圖上顯示地面溫度0 ℃左右，平均在800 hPa以下為≤0 ℃的冷層，以上為>0 ℃的暖層這樣的明顯逆溫層存在，導致了桂林中北部縣連續出現凍雨及雨夾雪天氣。

參考文獻：

[1] 馬曉青，丁一匯，徐海明，等.2004/2005冬季強寒潮事件與大氣低頻波動的研究[J].大氣科學，2008，3（2）：380-394.

[2] 蘭曉青，陳文.2011—2012年冬季歐亞大陸低溫寒潮事件與平流層北極滔動異常下傳的影響[J].大氣科學，2013，37（4）：863-872.

[3] 史悅，鄭建萌，張萬誠，等.2016年1月云南低溫雨雪災害的原因分析[J].災害學，2017，32（4）：208-213.

[4] 李向紅，陸虹，伍靜，等.影響廣西兩次低溫災害及物理機制對比分析[J].災害學，2018，33（4）：60-64，77.

[5] 高安寧，陳見，李艷，等.廣西罕見凝凍災害評估及思考[J].災害學，2008.23（2）：83-86.

[6] 唐熠.廣西重大低溫雨雪冰凍天氣氣候特征分析[D].南京：南京大學，2012.

[7] 周慧，朱國強，禹偉，等.湖南2008年極端冰凍特大災害成因分析及影響評估[J].災害學，2009，24（1）：80-85.

（責任編輯：趙中正）