2018 年三門峽市典型回流暴雪過程診斷分析

姜珊

（三門峽市氣象局，河南 三門峽472000）

1 概述

暴雪過程是冬季較易出現的災害性天氣，降雪或雨夾雪過程，以及隨后伴隨的道路積冰積雪均對交通運輸和工農業生產產生了嚴重影響，給公眾出行也帶來了極大不便。同時隨著各部門之間的聯動聯防工作更加成熟的開展，對冬季暴雪預報和決策服務工作提出了更高的要求。回流暴雪是一種較為典型的暴雪天氣過程，前人對其成因和系統特征也進行了卓有成效的研究[1-3]。2018 年1 月3-4 日河南省三門峽市出現了一次罕見的全區性強降雪天氣過程，通過分析此次暴雪過程環境場的高低空配置、回流性質、物理量特征及高低空急流的作用，有助于充分認識本地回流降雪的結構特征，進一步提高回流暴雪天氣預報的準確性。

2 暴雪實況和災情概況

2018 年1 月3-4 日三門峽市出現少見的全區性強降雪天氣，全市普降大到暴雪，靈寶市和盧氏縣出現大暴雪，過程降雪概況：市區5.8 毫米，最大雪深6 厘米；靈寶26.7 毫米，最大雪深30 厘米；澠池9.3 毫米，最大雪深10 厘米；盧氏19.9 毫米，最大雪深20 厘米。此次強降雪天氣過程降雪量大，積雪量厚，靈寶站降雪量和雪深均突破1 月歷史極值（歷史極值為降雪量25.1毫米，雪深26 厘米）。（如表1）。

表1 過程降雪量及最大雪深

此次強降雪天氣過程主要造成靈寶市經濟損失9.6 萬元。據統計，陽平鎮3 個村莊的香菇種植棚共400 平方因雪倒塌，經濟損失2 萬元。焦村鎮香菇種植棚694 平方米、豬舍50 平方米因雪倒塌，受災人口9 人，經濟損失7 萬元。五畝鄉臺頭村一豬舍倒塌，壓死生豬5 頭，經濟損失6000 元。豫靈鎮一收糧食點彩鋼棚（800 平方）因雪壓垮。蘇村鄉梨子溝村蔬菜大棚一個（400平方）因雪損壞。川口鄉莊里村一個草莓大棚因雪損壞（200 平方）。

3 高空天氣形勢分析

2 日08 時500hPa 圖上（圖1），亞歐大陸大的環境背景場為明顯的兩槽一脊型。西部的低壓中心位于新疆北部與哈薩克斯坦交界地區，從中延伸出的低槽影響新疆省大部分地區，至青藏高原斷裂形成明顯南支槽。東部的強低壓中心位于日本海上，兩個中高緯低壓系統中間在貝加爾湖南側蒙古國境內形成明顯高壓脊。

在過程開始前，中國中西部地區基本都位于西部低壓中心帶來的寬廣低槽內部或低槽前沿，隨時間推移，西部低壓中心不斷分裂出短波槽東移，最終與不斷東移北上的南支槽合并加強，至3 日20 時我市已經位于明顯的槽前西南氣流中。此后低槽東移過境，在4 日20 時低槽已經移出我市，三門峽市基本轉受槽后西北氣流控制，降雪過程逐漸停止。500 hPa 的兩槽一脊形勢配置給此次強降雪過程提供了良好的環境背景場。

中低層700hPa 和850hPa 上，隨時間推移西南急流和東風急流加強明顯，700hPa 上槽后冷空氣與南支槽前西南氣流交匯于三門峽地區，冷暖交替增強了層結系統的不穩定性，有利于降雪天氣過程的產生[4]。

圖1 2018 年1 月2-4 日時500-850hPa 高空形勢配置

4 地面天氣形勢分析

2 日08 時地面圖上（圖2），三門峽市位于東路冷高壓前沿。在14 時開始已經有冷空氣逐漸滲透南下，影響河南省北部地區。

到3 日08 時，東路冷空氣已經迅速南下控制河南省大部分地區，三門峽市轉受冷高壓控制，氣壓梯度明顯增大。此后華北地區不斷有冷空氣經由河北山西地區入侵南下我市，為強降雪的產生帶來了持續的有利條件。

東路冷空氣是冬季出現明顯回流暴雪過程的一個重要指示因子[3]，此次降雪過程的東路冷空氣強度大，持續時間長，源源不斷的冷空氣輸送為三門峽市降雪的出現帶來了有利條件，此外冷空氣的引導南下也促進了地面“冷墊”的形成，對激發低層的不穩定能量有明顯促進作用。

圖2 2018 年1 日2-3 日08、14、20、08 時地面圖

5 物理量場分析

5.1 動力條件

從靈寶站（110.8°E,34.5°N）沿著經線做散度剖面（110°E-120°E），對此次暴雪過程的上升運動條件進行分析。從散度剖面場上看，從2 日08 時（圖3）三門峽地區低層就出現了一定的弱輻合形勢，輻合中心出現在靈寶附近。到3 日降雪過程開始，近地面層又逐漸轉為輻散場為主。

這應該是由于此次明顯雨雪過程降水期間的拖曳作用導致低層逐漸轉為輻散態勢，由于靈寶、盧氏地區降雪量大，因此輻散中心也出現在此地。

與之對應500 至850hPa 轉為深厚強輻合層，高層轉變為輻散層。這種層結形勢有明顯的高空輻散中低層輻合趨勢，有利于近地面水汽的垂直輸送和降雪過程的長時間維持。4 日低層輻散和中高層輻合態勢一直維持，導致此次降雪過程同時持續不斷。

圖3 2018 年1 日2-4 日散度剖面圖

5.2 熱力條件

從靈寶站（110.8°E,34.5°N）沿著緯圈變化制作假相當位溫剖面（31°N-38°N）分析三門峽地區降雪量最大地區的能量條件演變情況。在此次降雪過程開始前，以2 日20 時為例（圖4a），假相當位溫垂直分布呈現南高北低的趨勢，南部地區假相當位溫線更為密集，說明該地區的不穩定能量相對較大，容易因局地擾動出現抬升運動，導致不穩定層結出現，最終導致降水天氣產生。850hPa 以下三門峽地區有明顯的低值中心存在，即低層以冷空氣控制為主, 高層暖濕空氣強度較強, 疊加在近地面層的冷層之上，也就是前人所稱的經典“冷墊”和“暖蓋”配合結構[4]。結合水汽輸送條件，低空急流向北輸送強暖濕空氣與底層冷空氣相遇, 對后續冷暖交匯能量激發產生強降雪有顯著的積極作用。隨時間推移，至3 日20 時（圖4b）假相當位溫線密集區域逐漸北抬至靈寶地區附近，該地不穩定度迅速上升，與強降雪開始時段互相印證。

圖4 2018 年1 月2-3 日假相當位溫剖面圖

（a 為1 月2 日20 時，b 為1 月3 日20 時）

5.3 水汽條件

從700hPa 來看，2 日08 時開始西南風逐漸加強，攜帶水汽北上（圖5a）。強勁的西南急流為降雪的產生提供了較好的水汽供應條件,隨后至4 日我市已經位于明顯濕區中，風速輻合加強的態勢也非常明顯。3 日20 時至4 日14 時（圖5b）我市靈寶市和盧氏縣長時間處于西南急流出口區北側，有顯著正渦度存在，水汽在本地大量累積，為當地長時間降雪提供了源源不斷的水汽供應。在4 日20 時（圖5c）以后急流攜帶水汽東移，大濕區逐漸離開我市，濕度條件轉差，此次降雪過程也逐漸結束。

從850hPa 上來看，隨時間推移，東風急流逐漸加強西伸影響我市。2 日20 時（圖5d）我市僅有局地水汽的累積，至3 日14時（圖5e）我市已經位于強勁的東風急流中，水汽輸送條件迅速轉好。3 日夜至4 日（圖5f）本地相對濕度達到最大，三門峽地區700-850hPa 均為明顯水汽輸送層，濕層深厚，這是強降雪過程持續的必要條件[5]。

圖5 2018 年1 月2-4 日700 至850hPa 相對濕度和風場演變

（a 為2 日20 時700hPa 相對濕度和風場分布；b 為3 日20時700hPa 相對濕度和風場分布；c 為4 日20 時700hPa 相對濕度和風場分布；d 為2 日20 時850hPa 相對濕度和風場分布；e為3 日14 時850hPa 相對濕度和風場分布；f 為4 日14 時850hPa 相對濕度和風場分布）

6 結論與討論

6.1 三門峽市此次暴雪的天氣形勢為500hPa 高空為兩槽一脊型，南支槽與亞歐大槽分裂出北支槽合并東移，低層有明顯西南急流和東風急流的匯合，地面蒙古冷高壓東移至東北地區從東路南下，形成明顯“冷墊”結構，地面場為明顯東高西低形勢，符合典型回流暴雪特征。

6.2 暴雪過程產生時中高低空急流有非常重要的作用。冷空氣自850hPa 以下隨強勁的東北風回流至河南省，暖濕氣流在700hPa 和850hPa 隨西南急流以及東風急流輸送至三門峽市西部和南部，疊加在“冷墊”上。低空急流前部暖濕氣流輻合抬升，高空200hPa 急流右后側的輻散抽吸作用使上升運動加強。

6.3 回流暴雪過程的水汽輸送主要來自700hPa 強勁的西南氣流，水汽源地為孟加拉灣，充足的暖濕氣流疊加在近地面層干冷的空氣上，為回流暴雪天氣產生提供了良好的水汽條件和不穩定觸發條件。

6.4 假相當位溫密集區由南向北伸展，暖濕氣流疊加在干冷氣流上，為經典“冷墊”和“暖蓋”配合結構。

6.5 此次回流暴雪過程是三門峽地區一次典型暴雪過程，環流形勢場、風場、物理量場配合較好，其反映出的特征也具有明顯代表性，對后續暴雪過程尤其是回流暴雪預報有一定的啟發作用。