一次冬季暴雪成因分析

焦作市氣象局 肖杰

引言

暴雪是一個惡劣的天氣，危害性較大。2008年的異常低溫雨雪，導致了大規模的經濟損失，因此做好暴雪天氣預報具有十分重要的意義。幾十年來我國的氣象工作者對暴雪做了很多研究[1-6],王東勇等[7]指出，對于黃淮地區而言，其出現暴雪天氣的原因在于近地面925hPa周圍存在一個較強的低空急流；張迎新等[8]通過大量實驗表明，高低層的風向是回流降水的主要誘發因素，中高層西南氣流、低層偏東氣流碰撞在一起，便會誘發降水；李如琦等[9]認為暴雪發生在低層水平螺旋度負值中心和整層螺旋度正值中心的東南邊緣，總螺旋度強弱的變化反映了暴雪天氣系統的趨勢；池再香等[10]研究指出，對稱不穩定大氣是暴雪出現的基本條件，低空急流加快了對流層低層暖濕氣流的上升速度，對不穩定能量進行了強烈刺激，進而出現了嚴重的暴雪天氣。

2009年11月10日夜到12日早上，因在北方拿下冷空氣及近地面東風回流與南方強盛暖濕氣流共同作用下，焦作迎來了第一場暴雪，本文重點分析了其影響系統及物理機制，為以后暴雪天氣預報給予了可靠理論指導。

1 過程概況

因在北方南下冷空氣及近地面東風回流與南方強盛暖濕氣流共同作用下，2009年11月10日晚上一場暴雪悄然而至，其降雪量達27.3～39.5毫米，12日早上最大積雪深度為20.0～30.3厘米，其中焦作市區、博愛和溫縣的積雪深度創有氣象記錄以來的最高值，其它縣（市）也均為有氣象記錄以來的次高值。

強降雪主要集中在10夜里、11日下午到12日早上8時。其中10日20時到11日20時雨雪總量達11.1（修武）～21.0（焦作）毫米，到11日20時積雪深度除焦作超過10厘米達暴雪標準外，其它縣（市）均不足10毫米屬大到暴雪；11日20時到12日20時雪量達15.9（沁陽）～20.4（溫縣）毫米，各縣（市）均達到暴雪標準。連續兩天出現大到暴雪，在焦作有氣象記錄以來還是第一次。

2 暴雪過程環流背景及主要影響系統分析

北方南下冷空氣及近地面東風回流與南方強盛暖濕氣流共同作用是這場暴雪的主要原因。此次暴雪過程是在比較有利的環流背景下產生的：500hpa上低槽東移，700hpa強盛的西南暖濕氣流，850和925hpa的東風急流，地面河套錮泅鋒和華北冷空氣不斷擴散南下形成的東風回流。

2.1 500hpa低槽東移

10日08時500hpa圖上，河南省受弱脊控制，10日白天以多云天氣為主，延安、漢中到重慶一線有低槽東移，造成10日夜里的強降雪天氣。新疆西部有一寬廣低槽，槽后有強冷平流配合，預示著有分裂的短波槽東移發展。11日上午降雪有一次間歇，11日下午到夜里受分裂東移的低槽影響，全市再次出現強降雪天氣。

2.2 700hpa強盛的西南暖濕氣流

10日20日700hpa圖上，我區已經處于較強的西南氣流中。位于河套地區到山西中部的暖切變未來是東擴的，東段略微南壓。從10日20時到11日20時，鄭州站的西南風速一直是加強的，影響我區的強降雪主要是切變線南側強盛的西南暖濕氣流。中層的西南暖濕氣流和近地面東或東北風氣流形成“天南地北”形勢，這是河南省產生大暴雪的典型形勢。

2.3 850和925hpa的東風急流

從850hpa的形勢演變可以看出，降雪開始，我區一直處在東風或東南風氣流中。11日20時，加強成一條東南風急流輸送到河南省的中部，將東部沿海豐富的水汽不斷輸送到我區上空。同時，在河南省東部，有一條東北風與東南風的切變，大大增強了我區上空的輻合上升運動。

同樣，分析強降雪過程中925hpa的形勢演變，我區一直處在從渤海伸向河南省的強盛的東北風急流中。它的穩定存在將渤海彎附近的水汽不斷輸送到我區上空，為暴雪天氣的產生提供了一條重要的水汽通道。12時08時，東北風急流消失，我區降雪基本結束。

2.4 地面河套錮泅鋒和華北冷空氣不斷擴散南下形成的東風回流

11月10日20時的地面圖上，焦作市處于華北冷高壓底部東風氣流中，新疆地區有一冷高壓，兩高之間在河套地區形成錮泅。華北冷高壓中心1047hpa，而伸入河套內部的倒槽中心只有1000 hpa，形成明顯的回流天氣。自渤海回流到華北平原的干冷空氣和中層強盛的西南氣流相遇，干冷空氣比較重，冷空氣不斷擴散南下，在低層形成冷墊，暖濕氣團爬升到干冷空氣上面，輻合抬升不斷加劇，形成強降雪。12日白天，西路冷空氣入侵，河套錮泅破壞，降雪停止。

3 物理量診斷分析

為充分認識暴雪形成的物理機制，從以下幾個方面診斷：

3.1 溫度場分析

分析850hpa溫度場演變，8日20時，鋒區位于北緯37度線以北，9日白天繼續南下，10日白天鋒區基本上已壓過我區，我市溫度持續下降。10日20時-4度等溫線位于我市北部，鄭州站溫度為-2度，地面圖上我市的溫度在2-3度，降水開始時，為雨夾雪，隨著鋒區的繼續南壓，10日夜里我市溫度降到0度以下，轉為純雪。11日白天到夜里-4度等溫度線繼續南下到河南省中部地區，我省的北部地區為雪而南部為雨，可見-4度等溫線是雨雪的分界線。

另外分析鄭州和南陽站的探空曲線，可以看出，在降水過程中，850和925之間存在著一個逆溫層，從而造成了河南省南部大范圍的凍雨天氣。

3.2 散度場分析

10日20時，我市處在-10×10-6s-1的散度低值區中，而500hpa以上，處于高值區中，200和250hpa上散度值都大于20×10-6s-1（250hpa散度值達到30×10-6s-1）。這種低層強輻合高層強輻散有利于上升運動的加強,使大量水汽匯聚我市上空，形成強降雪。

3.3 垂直速度場分析

10日20時，從山西經我省西北部伸向重慶一帶為一個20×10-2hpa·s-1的強烈上升運動閉合大值區，我市的上升速度值25×10-2hpa·s-1左右，對應10日夜里強降雪。11日08時，上升速度值大大減小，為-1×10-2hpa·s-1左右，11日上午降雪有個間歇。11日下午到夜里再次處于強上升速度區，降雪加強。12日白天，上升速度大值區東移我區，由于西路冷空氣入侵，我省下沉速度加強，降雪結束。

4 結論

（1）此次暴雪過程是在比較有利的環流背景下產生的：500hpa上低槽東移，700hpa強盛的西南暖濕氣流，850和925hpa的東風急流，地面河套錮泅鋒和華北冷空氣不斷擴散南下形成的東風回流。（2）這次過程河南省的北部地區基本為雪而南部為雨，-4度等溫線是雨雪的分界線。在降水過程中，850和925之間存在著一個逆溫層，從而造成了河南省南部大范圍的凍雨天氣。（3）自渤海回流到華北平原的干冷空氣和中層強盛的西南氣流相遇，干冷空氣比較重，冷空氣不斷擴散南下，在低層形成冷墊，暖濕氣團爬升到干冷空氣上面，輻合抬升不斷加劇，形成強降雪，這種“天南地北”的系統配置非常有利于河南省產生大到暴雪。