2020年遼寧省一次雨雪大風天氣分析

李銘鑒 宋 佳 劉雨桐 曲驊倩

（1.鐵嶺市氣象臺，遼寧 鐵嶺 112000；2.鐵嶺市氣象局服務中心，遼寧 鐵嶺 112000；3,4.鐵嶺縣氣象臺，遼寧 鐵嶺 112000）

前言

2020年11月17日至19日受高空槽東移、江淮氣旋北上、低空切邊及副高外圍水汽共同影響，遼寧省出現一次強雨雪、大風、強降溫天氣過程，東南部暴雨與朝陽西北部暴雪同時出現，降水過程中伴隨雨雪轉換等天氣現象。全省平均降水量為40.6毫米，居歷史同期首位。全省62個國家氣象站中有35個站日降水量突破歷史同期極值。

此次降水過程同時伴隨多種災害性天氣并發。東南部地區出現強降雨的同時，朝陽市西北部出現12.1～24.5毫米的暴雪。強雨雪過程并伴有8～11級瞬時大風和全省性寒潮，全省有979個氣象站出現6級以上瞬時大風，310個氣象站出現8級以上瞬時大風，最大瞬時風力11級（28.5米/秒）。同時，各地氣溫下降10～12℃，其中東部山區降溫達14～16℃。

本次過程天氣系統配置罕見。此次暴雨雪過程，副熱帶高壓顯著西伸北抬，位置接近常年6月中旬，氣旋爆發性發展。天氣系統配置類似夏季，在冬季非常罕見。此次強雨雪大風降溫天氣過程降低了森林火險氣象等級，凈化了空氣，有利于明年土壤增墑，但對交通運輸、設施農業、畜牧業、漁業、電力通信等有不利影響。為了更好地認識和預報此類天氣過程，增強防范措施，對此次雨雪過程的分析研究是非常有必要的。

1.過程概況

11月17日19時至20日8時，遼寧省出現強雨雪天氣，東南部暴雨與朝陽西北部暴雪同時出現。此次暴雨過程為歷史上發生時間最晚的區域性暴雨過程。全省 14 個市平均降水量均超過大雨量級，全省平均降水量為40.6毫米。其中東南部地區出現區域性暴雨，丹東部分地區、本溪桓仁縣大暴雨，43個氣象站出現100毫米以上的大暴雨，314個氣象站出現50～100毫米的暴雨，最大降水量達168.0毫米，出現在本溪桓仁縣楓林谷景區。最大小時降水量為34.0毫米，出現在丹東寬甸縣毛甸子鎮。此次降水過程持續時間較長，降水范圍較廣，均為歷史罕見。且降水相態、強度、總量分布不均，可見此次降水過程具有一定的局地性和極端性。

2.降水成因分析

2.1 環流背景分析

2.1.1 地面形勢場分析

圖1 2020年11月17日20時天氣圖

17日20時，遼寧地區位于高壓后部弱高壓影響，我國西南地區低壓系統形成并東移，在江淮地區加強后北上。18日08時，江淮氣旋北上至山東省，大連、丹東兩市受地面倒槽影響，地面冷鋒較850hpa低渦偏東，暖鋒延伸至黃海。18日20時隨著江淮氣旋北上至渤海海面，濕區及雨帶皆有所北抬，降雨強度有所增強，地面冷暖鋒繼續東移北上至大連市。19日08時地面冷鋒移至遼寧省東部，降水強度開始減弱。

2.1.2 500hpa形勢場分析

11月17日20時河套地區及四川省北部各存在短波槽，兩個短波槽在東移過程中合并加強。18日8時貝加爾湖西側有一冷渦，其向西延伸形成橫槽，向南延伸形成短波槽，東部是一個弱脊，我國內蒙古地區向南有一長波豎槽。副熱帶高壓顯著西伸北抬，高壓北界位于25°N，接近常年6月中旬的位置。溫度槽在中國青海、四川地區，明顯落后于高空槽，這種典型的后傾槽有利于高空槽的發展，且短波槽與長波槽同位相疊加，有利于地面氣旋加強北上；20時槽東移至我國沿海地區；11月19日08時高空槽加深且移動緩慢，槽頂延伸至河北北部，遼寧西部地區受高空槽前部影響，川北地區高空槽此時移動至黃淮地區。11月19日20時兩槽在進入東北地區之后加深合并并在吉林境形成低值中心，高空槽正好位于遼寧上空，此后逐漸移出遼寧省，在高空槽東移過程中，仍給遼寧東部地區帶來降水。

2.1.3 850hpa形勢場分析

11月17日遼寧受強盛西南氣流控制。18日8時850hPa形成中心強度為144hpa的低渦，位于華北地區，較500hpa槽的位置靠前，此時內蒙古北部的冷空氣正在堆積；850hpa溫度場遼寧省均處于0～8之間，東海至黃海海面低空急流建立，丹東市位于急流軸左前方，倒槽開始影響遼寧南部。與此同時遼寧北部存在暖切。18日20時低渦加深并東移至黃海；850hpa溫度仍維持在0～12之間。19日8時，850hpa低渦再次加深，低壓中心移至遼寧省北部，對應的地面冷鋒移至遼寧省東部，冷空氣快速占遼寧省（925hPa溫度低于0℃），0度溫度線開始南退。

2.2 物理量診斷分析

2.2.1 熱力條件分析

降水伊始階段，遼寧地區地面2m氣溫均處于10℃之上，850hpa氣溫在4至6℃之間，降水相態以降雨為主。18日夜間隨著短波槽東移至遼寧境內，遼寧地區850hpa及925hpa氣溫明顯下降，自西向東降水相態也逐步轉為雨夾雪再轉雪。19日08時遼寧西部地區850hpa溫度降至零下12至零下4℃、925hpa氣溫降至零下10至零下4℃，此時，遼寧西部至中部均完成雨雪相態的轉變。

2.2.2 水汽條件分析

11月17日，遼寧地區850hpa處于受強盛西南氣流控制，海上暖濕氣流輸送渠道建立，渤海、東海至黃海兩條水汽輸送通道源源不斷向遼寧輸送水汽。17日夜間東海至黃海海面低空急流建立，急流軸中心最大風力達22m/s，為后續降水提供充足的水汽條件，此時遼寧東南部位于急流軸左前方，水汽輻合條件較好。18日20時隨著氣旋北抬、副高北抬，大濕區也有所北抬，遼寧850hpa比濕達6至8g/kg，遼寧東南部達8至12g/kg。

2.2.3 動力條件分析

從遼寧省部分站點垂直速度的空間剖面圖中可以看出17日夜間至18日夜間從底層到400hpa均為上升運動區，上升運動達300至400hpa高度，18日20時左右上升運動最為劇烈，其中心位于700hpa左右。與此同時遼寧東南部丹東大連境內k指數達28至34，動力條件較好。

2.3 雨雪過程的雷達回波分析

天氣雷達是監測和預警冰雹、雷雨大風、短時強降水的常用工具之一，雷達回波能較好地揭示暴雨的發生時段以及雨帶的移動過程。

從18日5時的雷達回波圖可以看出，自遼寧西南側開始，降水回波開始影響遼寧地區。此時在沈陽—鐵嶺出現30dbz左右的雷達回波；8時，回波基本全部進入并覆蓋遼寧地區，遼東灣—遼陽也出現30dbz左右的雷達回波，而遼北的回波強度在15dbz以下。11時，隨著海上西南氣流的建立，暖濕空氣向北輸送，濕區雨帶均有所北抬，雷達回波明顯增強并向東北方向移動；結合海平面氣壓場以及850hpa天氣圖可知18日，遼寧南部主要受暖鋒影響出現穩定性降水，故雷達圖上，回波移動速度較慢，對遼南地區影響時間較長。19日2時，回波繼續東移北上，此時只有中東部還存在回波。19日5時，回波移出遼寧地區。

2.4 雨雪過程的衛星云圖分析

衛星云圖是由氣象衛星自上而下觀測到的地球上的云層覆蓋和地表面特征的圖像。接收的云圖主要有紅外云圖、可見光云圖及水汽圖等。利用衛星云圖可以識別不同的天氣系統，確定它們的位置，估計其強度和發展趨勢，為天氣分析和天氣預報提供依據。

對降水期間的云系演變進行分析，可以看到8日8時低渦云系已進入遼寧境內，相比遼寧南部，遼寧北部的云系較分散，云團中心位于渤海海域，此時遼寧省中南部的降水強度較大。18日白天，云系的主體移速加快并逐漸移出遼寧地區，20時殘留云系依然影響遼寧大部地區，并且北移速度減緩。22時云團主體北移至吉林北部，此時遼寧北部仍受影響。19日早間，云系主體繼續北上，遼寧東部山區仍受云系底部影響。

3.大風天氣分析

此次過程海平面氣壓場受江淮氣旋北上影響，遼寧省氣壓梯度較大，同時處于負變壓中，大連南部有正變壓中心存在，變壓風較大，有利于大風天氣的加強。500hpa高空槽前有正渦度平流，同時為暖平流，有利于地面減壓。槽前急流區對高層輻散起到重要作用，高層輻散的抽吸作用使低層大氣減壓，地面氣旋得到發展，有利于大風天氣產生。18日整層均在較強西南風的控制下，由于動量下傳的影響，有利地面風力的增強。19日白天隨著冷高壓東移南下，我省處于西高東低的氣壓場配置。在階梯槽合并東移之后，槽后干冷空氣迅速侵入，有利于大風天氣的持續。

4.寒潮天氣分析

此次寒潮過程的冷空氣源要追溯到過程爆發的前3-4天，500hPa上歐亞大陸基本為緯向氣流，來自新地島以東洋面上的強冷空氣，在西伯利亞中部的寒潮關鍵區聚集。20日早間較18日早間，最低氣溫下降14℃左右。降水過程結束后，貝湖東部冷高壓南下，我市由低壓轉為冷高壓前部控制，500hpa轉為槽后西北氣流控制。850hpa轉為偏北風影響，風向與等壓面基本垂直，中心最大風力達到20m/s，850hpa變溫達9到15℃，冷空氣強度較大使得850hpa溫度大幅度下降。低槽后部強勁的偏北氣流所形成的強冷平流是造成此次寒潮氣溫驟降的主要原因。降水過后天空狀況較為晴朗，輻射降溫速度較快，地面氣溫下降加快。

5.結論

（1）此次降水過程主要受地面江淮氣旋、500hpa高空槽、低空低渦共同影響，高低層配置比較好，850hpa暖濕氣流較為強盛且源源不斷地為遼寧東地區輸入水汽，使得系統持續影響遼寧地區，給遼寧省帶來長時間的降水。其中遼寧東南部垂直的速度的垂直剖面隨時間的變化來看，最強降水時段上升運動也較為劇烈，這給降水的維持及局地加強提供了有利的動力條件。遼寧西部朝陽市由于氣溫下降較快且最早，降水相態以雨夾雪和雪為主，故出現暴雪天氣。

（2）降水過程結束后，隨著干冷空氣迅速侵入使得遼寧地區850hpa氣溫迅速下降，低槽后部強勁的偏北氣流所形成的強冷平流是造成此次寒潮氣溫驟降的主要原因。同時天空云量降低輻射降溫加強，地面氣溫急速下降。

（3）江淮氣旋北上的過程中不斷發展加強，同時遼寧省上空整層大氣均處在強盛西南氣流影響，動量下傳有利于地面風力的增加；500hpa高空槽前有正渦度平流，同時為暖平流，有利于地面減壓。槽前急流區對高層輻散起到重要作用，高層輻散的抽吸作用使低層大氣減壓，地面氣旋得到發展，有利于地面大風的產生。

（4）此次極端降水天氣的可預報性較好，中尺度模式對降雨落區的提示性具有一定的參考性，但是降水中心略有偏差，雖然預報在遼寧東南部有超過100mm以上降水，但位置均略有偏北且區域較小。