2021 年大興安嶺初春暴雪天氣過程分析

桂 花 ,孫向賓 ,吳樹森 ,李 冰 ,關鳳岐

(1.漠河市氣象局,黑龍江 漠河 165300；2.呼中區氣象局,黑龍江 呼中 165036；3.塔河縣氣象局,黑龍江 塔河 165200)

1 引言

暴雪是冬季常見的一種災害性天氣，但大興安嶺地區春季也經常有暴雪天氣過程[1]。受大氣環流和地形地貌的影響，2021 年3 月28-29 日，入春后的大興安嶺再次出現暴雪天氣過程，由于降雪強度大、影響范圍廣、持續時間長，為歷史罕見，造成了城鎮道路、高速公路嚴重受阻，機場關閉。強降雪同時伴有大風和強降溫，給人民群眾的正常生活造成不同程度的影響[2]。本文著重對3 月末這次強降雪進行分析，為今后提升高寒地區暴雪預報預測水平提供重要依據。

2 天氣過程概況

受蒙古氣旋云系和冷空氣活動影響，大興安嶺從28 日05 時開始出現降水，由于氣溫降至0-（-1）℃，降水相態為雨夾雪，午后由于氣溫下降，降水相態由雨夾雪轉為雪，28 日夜間雪勢較強，多地出現大-暴雪，29 日白天系統減弱，降雪持續至下午基本結束。根據3 月28 日08 時-29 日08 時降水統計：北極村為17.4 mm，漠河為15.5 mm，呼中為10.7 mm，加格達奇為12.2 mm，達到暴雪量級，呼瑪、新林、塔河達到小到中雪。溫度方面，28 日最低氣溫漠河為-0.6℃，呼中為-1.5 ℃，加格達奇為1.2 ℃；29 日最低氣溫漠河為-1.1 ℃，呼中為0.1 ℃，加格達奇為0.2 ℃，溫度條件對降雪的形成極為有利。

3 天氣形勢分析

3.1 環流形勢

3 月份，東亞槽較偏弱，亞洲中高緯環流平直（圖1），影響我國的冷空氣勢力較弱，導致3 月全國范圍內均出現氣溫異常，平均氣溫較同期偏高2.5 ℃，其中內蒙古中東部、黑龍江西部較常年氣溫偏高4-6℃，加速積雪融化。3 月下旬東半球極渦減弱消失，貝加爾湖脊有所加強，同時東亞槽較中旬有所加強，經向度加大，冷空氣活動較中旬有所加強[3]。

圖1 2021 年3 月下旬歐亞500 hPa 平均位勢高度場

3.2 高空形勢特征

3 月下旬，歐亞大陸500 hPa 為“兩槽一脊”型，東槽位于貝加爾湖附近，為北南跨度較大的豎型大槽，西槽位于烏拉爾山以東，兩槽之間為一寬廣的蒙古高原弱脊，這與旬初的環流形勢有明顯調整[4]。3 月27 日，黑龍江省處于槽前的西風帶。從溫度形勢分析，溫度線略落后等高線，大興安嶺位于溫度脊的-26-(-24) ℃之間，此時是較為有利的升溫過程。27 日夜間，蒙古高壓加強東移，東大槽被切斷成上下兩槽，上北槽位于黑龍江西北部，下槽北起內蒙古滿洲里，南至北京（圖2），在上下兩槽之間形成一個低渦，低渦中心閉合線為528 dagpm。風向也與氣壓場相配合發生改變，槽前東南風，槽后為西北風，利于水汽輸送，此時-28 ℃等溫線已經移到漠河，這說明冷空氣在低槽的引導下正在侵入，有利于降水的產生。28日夜間-29 日白天，較強冷空氣橫掃黑龍江，29 日夜間冷渦東移，降水結束。

圖2 2021 年3 月27 日08 時500 hPa 高空圖

3.3 地面形勢特征

從3 月27 日20 時亞歐地面形勢圖來看，在蒙古國東部有一深厚低壓系統，低壓中心為990 hPa，并形成鋒面系統，緊隨其后為蒙古高壓，其中心值為1020 hPa，在蒙古高壓上方又有一強大的低壓系統，并有降雪產生，而大興安嶺北部為多云天氣。27 日從夜間開始，鋒面系統逐漸東移，北部低壓系統內出現2 個低壓中心，并呈下壓趨勢，蒙古高壓勢力減弱南縮，為大興安嶺持續降雪提供了有利條件。從云圖可見，28-29 日內蒙古東部、大興安嶺西部保持充足的水汽，28 日20 時地面圖上，低壓中心上部出現中雪，說明冷空氣勢力較強，29 日08 時降雪仍在持續，直至午后結束。

4 物理量分析

從水汽條件來看，3 月28 日08 時850 hPa 的2 g/(s·hPa·cm)高水汽舌從日本海經黑龍江省西部一直伸展到大興安嶺地區，最大值達8 g/(s·hPa·cm)，此后，高水汽舌輸送通道東移，至20 時從日本海經黑龍江省東部至大興安嶺維持高水汽通道，大興安嶺水汽通量長時間高于2 g/(s·hPa·cm)，為暴雪天氣提供了充足的水汽條件。而到了29 日08 時以后高于2 g/(s·hPa·cm)水汽區移出大興安嶺，大興安嶺水汽通量低于2 g/(s·hPa·cm)，輸送減弱，降雪逐漸停止。

從動力條件來看，3 月28 日08 時從吉林至黑龍江省西部、內蒙古東部850 hPa 表現為一致的上升運動，且＞10 Pa/s,大興安嶺大部上升速度＞20 Pa/s，尤其是大興安嶺西部＞30 Pa/s。隨著降雪持續，強上升運動區東移，20 時黑龍江省均處于-10 Pa/s 區域，而大興安嶺上升運動分布與08 時基本一致，而到了29日08 時大興安嶺上升運動較28 日20 時明顯減弱，僅在大興安嶺南部處于10-20 Pa/s。

從熱力條件來看，3 月28 日08 時從日本海經黑龍江省西部到大興安嶺為高能舌，大興安嶺大部假相當位溫高于16 ℃。同高水汽通量、強上升速度區一樣，高能舌也隨著時間推移向東移動，28 日20 時高能舌經黑龍江省中部到達大興安嶺，大興安嶺大部仍高于16 ℃。29 日08 時以后大興安嶺熱力條件逐漸轉差，大興安嶺從北向南假相當位溫逐漸減小至16 ℃。

可見，正是由于水汽通量＞4 g/(s·hPa·cm) 輸送帶、上升運動＞20 Pa/s 區及假相當位溫高于16 ℃能量輸送帶的長時間維持，才使得大興安嶺降雪得以持續，累積雪量大，達到暴雪強度。

5 強降雪過程預報

大興安嶺暴雪事件主要發生在冬季，但在秋季、春季發生強降雪的概率也很高，甚至會出現暴雪[6]，從ECMWF 極端天氣指數預報圖可見，3 月28 日08時-29 日08 時大興安嶺為異常降水區域覆蓋，極端降水概率超過了80.0 %分位。

為準確預報這場春季暴雪天氣，各臺站采取多種降水模式進行綜合分析，通過GRAPES、ECMWF、BEIJING 和SHAHGHAJ 等四種降水模式對比，降水時段、降水區域及穩定性預報基本一致。中央氣象臺3 月28 日08 時24 h 降水預報明確了強降水區域和降水相態。針對此次強降雪過程，大興安嶺相關臺站提前發布了大-暴雪預報，漠河、呼中提前發布了暴雪藍色預警，加格達奇提前發布了暴雪黃色預警。