畢節市三次強凝凍過程中雨雪轉換天氣分析

姚浪　吳姍　羅淼　呂靜　周庶

摘要：2008、2011、2018年畢節市出現持續15d以上的強凝凍天氣，本文通過對持續凝凍過程中的日天氣現象進行統計，對降雨、凍雨、雨夾雪、雪日進行分類天氣環流分析，將持續凝凍中發生凍雨分為500hPa西風型、500hPa西北風型、靜止鋒減弱型，雨夾雪分為四川短波槽型、700hPa切變型，降雪分為東亞大槽型、南支槽型、橫槽轉豎型;同時對各類天氣現象出現時的物理量進行提取歸納，總結出各類天氣現象出現時的物理量特征。

關鍵詞：畢節市;凝凍;凍雨;雨夾雪;雪;大氣環流

中圖分類號：S161文獻標識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200115040

收稿日期：2019-11-04

基金項目：貴州省氣象局科研業務登記項目“畢節市三次強凝凍年雨雪相態轉換成因研究”（項目編號：黔氣科登[2019]01-01號）

作者簡介：姚浪（1989-），男，本科，工程師。研究方向：氣象服務。

引言

畢節市位于貴州省西北部，地處川、滇、黔3省結合部，是貴州省冬季凝凍最多的地區。2008年1月13日—2月15日，貴州出現低溫雨雪冰凍天氣，唐延婧等通過對中東部凝凍嚴重的前期和西部凝凍嚴重的后期做了對比，揭示了此次災害天氣的幾個主要天氣特征[1]。2011年1月，貴州再次出現僅次于2008年初的低溫雨雪冰凍天氣，過程長達32d，伴隨3次明顯的冷空氣影響，具有持續時間長、間斷性突出、中期降雪突出的特點[2]。2018年，貴州中西部出現持續15d以上的凝凍天氣，道路結冰嚴重，造成交通事故頻發。以往學者對貴州的凝凍天氣已開展了大尺度背景的環流研究，但在持續凝凍天氣中常伴隨有雨、凍雨、雨夾雪、雪等降水相態轉換，本文擬通過對畢節市3次持續凝凍過程的降水相態進行統計分析，歸納總結出不同降水相態的天氣形勢和物理量特征[3-5]。

1資料和方法

分析2008年1—2月、2010年12月—2011年1月、2018年1—2月期間畢節8縣區氣象觀測站天氣現象日資料，將日天氣現象出現大于4站次天氣現象定義為該類天氣現象日，通過天氣現象分類劃分出各類天氣出現的日期，結合Micaps實況高空、地面和探空觀測資料進行天氣形勢分析，總結各類天氣現象出現的天氣環流特征。最后通過C#編程提取各類天氣現象發生時的500hPa、700hPa、850hPa高度，溫度、比濕、上升運動、水汽通量散度等物理量，歸納總結物理量特征。

23次凝凍天氣實況

2008年1月13日—2月14日、2010年12月30日—2011年1月31日、2018年1月25日—2月12日畢節市出現強凝凍天氣過程，其中2008年凝凍天氣過程中降雪日數最多為大方縣26d，最少為黔西縣、赫章縣15d，全市平均降雪日數達到19d;全市凍雨日數最多為大方縣33d，最少為赫章縣19d，全市平均凍雨日數為27d;積雪日數最多為威寧縣12d，最少為納雍縣、織金縣2d，全市平均積雪日數為6d。2011年凝凍天氣過程中降雪日數最多為七星關縣24d，最少為赫章縣10d，全市平均降雪日數達到18d;全市凍雨日數最多威寧縣32d，最少為赫章縣7d，全市平均凍雨日數為23.3d;積雪日數最多為大方縣19d，最少為赫章縣、金沙縣4d，全市平均積雪日數為8.4d。2018年凝凍天氣過程中降雪日數最多為大方縣12d，最少為金沙縣6d，全市平均降雪日數達到8.5d;全市凍雨日數最多大方縣18d，最少為金沙縣5d，全市平均凍雨日數為10.9d;積雪日數最多為威寧縣、大方縣5d，最少為織金縣0d，全市平均積雪日數為2.6d。

3雨雪相態轉換天氣形勢分析

3.1雨轉凍雨型

天氣現象發生日期：2008年1月14日、2010年12月31日—2011年1月1日、2018年1月25—26日。在地面冷鋒影響前，畢節市溫度在0℃以上，當地面冷鋒影響畢節市后，地面氣溫下降到0℃以下，畢節市出現雨轉凍雨天氣。

3.2凍雨型

天氣現象發生日期：2008年1月17—21日、23日、25日、2月4日、2011年1月1日、3—5日、8日、21—22日、25—26日、2018年1月26—27日、2月1日、8日。

3.2.1500hPa西風型

中高緯在烏拉爾山常伴有阻塞高壓，在N50°～60°、E80°～140°之間多為低值系統或深厚橫槽發展，500hPa在N25°～30°之間以平直西風氣流為主，700hPa在貴州區域多伴有西南急流，850hPa偏東北或偏東氣流影響，中高層干冷、畢節上空濕層淺薄，云頂高度在700hPa上下。

3.2.2500hPa西北風型

在中國西南地區500hPa上形成較強西北風，低層多為東北風或東風回流，畢節市處在地面鋒面后。

3.2.3靜止鋒減弱型

中高空無明顯影響系統，低層多受偏東風影響，地面靜止鋒在白天減弱東退至畢節市西部，夜晚加強至云南東部，畢節全市處于鋒后，在鋒區擺動中常在夜晚到早晨出現凍雨天氣。

3.2.4探空分析

畢節市在持續凝凍過程中出現凍雨時，地面溫度低于0℃，中西部濕層淺薄，云頂高度在700hPa上下，鋒面逆溫層頂溫度通常在0℃以下，無融化層。畢節東部地面溫度低于0℃，濕層比西部厚，但云頂高度也在700hPa上下，濕度條件較好時可達650hPa上下，有融化層和無融化層2種層結。

3.3凍雨、雨夾雪型

天氣現象發生日期：2008年1月15—16日、24日、26—29日、2月3日、2月5—6日、9日、14日、2011年1月2日、6—7日、23—24日、27—29日、31日、2018年1月28—30日、2月7日。

3.3.1四川短波槽型

500hPa在四川至河套地區以南有短波槽發展，在高空短波槽東移時影響畢節，但由于濕層伸展高度不夠，易造成畢節市出現雨夾雪天氣。

3.3.2700hPa切變型

500hPa高空低槽的位置偏北、偏東，700hPa槽后偏北風和偏南風切變南下影響畢節，850常為偏東或偏北氣流，500hPa為干層，中低層有切變輻合，濕層伸展高度不夠，造成畢節市出現雨夾雪天氣。

另一類滿足降雪天氣形勢，但由于層結條件達不到降雪的溫度條件，通常是700hPa附近有暖層，溫度高于0℃出現融化層，導致降雨夾雪。

3.3.3探空分析

畢節市在持續凝凍過程中出現雨夾雪、凍雨時，地面溫度常低于2℃，中西部濕層較凍雨形勢更厚，云頂高度在700～600hPa上下，鋒面逆溫層頂溫度通常在0℃以下，無融化層;地面溫度低于0℃，云頂高度可伸展到600hPa以上，但在鋒面逆溫層頂溫度在0℃以上，存在融化層。

3.4降雪型

天氣現象發生日期：2008年1月22日、30日、1月31日—2月2日、7—8日、10—13日、2011年1月9—11日、13—15日、17—20日、30日、2018年1月31日、2月2—5日。

3.4.1東亞大槽型

兩槽一脊發展，東北冷渦南部大槽疊加脊前強北風影響，使高空冷槽更加深厚、位置更加靠南，同時結合青藏高原東部短波槽東移后與中緯度冷槽連通，形成東北—西南向深厚大槽系統。

3.4.2南支槽型

孟加拉灣南支槽疊加新疆冷槽東移南下或河套地區至四川一帶高空低槽型，500hPa在新疆到巴爾喀什湖一帶有冷槽或冷渦發展或在河套地區至四川一帶有高空低槽發展東移，同時孟加拉灣南支槽發展，在東移過程中南北支槽連通，形成東北—西南向或南北向深厚高空低槽系統，冷槽東移影響畢節市。

500hPa在河套地區以南至四川一帶有高空冷槽發展東移，孟加拉灣有南支槽發展，畢節市500hPa處于槽前強偏西南氣流，高空冷槽位置偏北偏東，未直接影響到畢節市，但700hPa切變線南壓時影響畢節市，850hPa多為偏東北氣流，低層有切變輻合，南支槽前西南氣流為畢節市上空帶來濕冷空氣，使濕層伸展高度增加。

3.4.3橫槽轉豎型

500hPa在東北地區有深厚冷渦發展，在貝加爾湖以南到新疆以北為橫槽發展，橫槽轉豎后形成深厚的東北—西南向高空冷槽，冷槽東移南下影響畢節市。

3.4.4探空分析

畢節市在持續凝凍過程中出現降雪時，地面溫度常低于2℃，濕層伸展到600hPa以上，云頂溫度常低于-9℃，無融化層。

4物理量分析

4.1溫度層結

降雪時500hPa畢節市溫度低于-9℃，凍雨或雨夾雪時500hPa溫度較高，700hPa有冷層和暖層2種形態。

4.2水汽條件

發生此3類天氣現象畢節市比濕500hPa在0～3g/kg、700hPa在2～6g/kg、850hPa在2～4g/kg，其中發生雨夾雪或降雪時500hPa、700hPa水汽通量輻合大于發生凍雨時。

4.3上升運動

雨夾雪或降雪時500hPa上升運動強于發生凍雨時，700hPa上發生降雪時上升運動強于發生凍雨或雨夾雪時，其中有少數雨夾雪天氣過程中垂直方向上升運動強，但由于700hPa附近有暖層導致降水相態為雨夾雪。

5小結

對2008、2011、2018年畢節市3次強凝凍過程進行天氣現象統計，將雨、凍雨、雨夾雪、雪按出現日期劃分后進行天氣分析并總結各類天氣現象出現時的天氣環流特征：雨轉凍雨時，地面將受冷鋒影響，地面氣溫降至0℃以下;凍雨天氣環流分為500hPa西風型、500hPa西北風型、靜止鋒減弱型，垂直方向上濕層淺薄，云頂高度在700hPa上下，鋒面逆溫層頂溫度通常在0℃以下和0℃以上均可出現凍雨天氣;凍雨、雨夾雪時天氣環流分為四川短波槽型、700hPa切變型，濕層厚度較凍雨天氣略高，云頂高度在700～600hPa上下，鋒面逆溫層頂溫度通常在0℃以下，無融化層。另一種為云頂高度可伸展到600hPa以上，但在鋒面逆溫層頂溫度在0℃以上，存在融化層;降雪時天氣環流分為東亞大槽型、南支槽型、橫槽轉豎型。此時畢節市上空濕層深厚，云頂高度伸展到600hPa以上，云頂溫度常低于-9℃，無融化層。

參考文獻

[1] 唐延婧，宋丹. 2008年初貴州低溫雨雪凝凍災害天氣成因分析[J]. 氣象科學，2008（S1）：78-83.

[2]杜小玲， 高守亭， 彭芳. 2011年初貴州持續低溫雨雪冰凍天氣成因研究[J]. 大氣科學， 2014， 38（1）：61-72.

[3]楊貴名， 孔期， 毛冬艷，等. 2008年初“低溫雨雪冰凍”災害天氣的持續性原因分析[J]. 氣象學報， 2008， 66（5）：836-849.

[4]萬漢蕓. 2008年初貴州省畢節地區低溫雪凝天氣成因淺析[C].中國氣象學會2008年年會極端天氣氣候事件與應急氣象服務分會場論文集. 北京：中國氣象學會，2008：207-210.

[5]何玉龍， 黃建菲， 吉廷艷. 貴陽降雪和凝凍天氣的大氣層結特征[J]. 貴州氣象， 2007， 31（4）：12-13.

（責任編輯賈燦）