2022-02-22江西暴雪天氣雷達回波特征分析

洪麗霞，馬中元，陳鮑發，辛瑋琦，范小軍，宋 雄

(1.江西省氣象科學研究所，南昌 330046；2.宜豐縣氣象局，宜豐 336300；3.景德鎮市氣象局，景德鎮 333000)

0 引言

2022-02-22，江西出現一次暴雪天氣過程，銅鼓雪深達到24 cm，宜豐13 cm，通過換算已達到暴雪量級。降雪天氣達到暴雪量級會形成雪災，降雪持續時間過長也可能形成雨雪冰凍天氣，給社會活動、交通運輸、居民生活帶來較嚴重的影響。

國內學者對雨雪天氣進行了大量研究，并得出一些結論，例如：凍雨天氣過程的影響系統主要有地面冷高壓、阻塞高壓、副熱帶高壓、南支槽、850 hPa切變線、地面輻合線(準靜止鋒)、溫度鋒區和700 hPa急流與濕舌等；凍雨天氣過程都存在逆溫層特征，逆溫層高度在850～700 hPa，平均逆溫差為4～5 ℃，最大10 ℃，同時地面溫度在0 ℃以下或接近0 ℃[1]。江西持續性凍雨天氣期間，500 hPa高緯度地區的阻塞高壓、中緯度的低槽以及低緯度的分裂小槽和地面沿中國中東部侵入的強冷空氣有利于江西持續性凍雨天氣的維持[2]。高山站冰凍災害具有明顯的局部性特征，主要決定于925～850 hPa層的溫度層結，當溫度層結降為0 ℃以下并伴有較明顯降水，且有明顯逆溫層的存在就可以出現冰凍災害[3]。長時間逆溫層的維持和偏強，使得降雪持續時間延長和增強[4]。雪的回波強度一般在5～20 dBZ，暴雪回波強度在30～35 dBZ，雨夾雪回波中，最強雨回波可以發展到40 dBZ以上，呈明顯的混合型回波結構。暴雪反射率因子垂直結構RVS回波伸展高度在 5～8 km[5]。溫度阻塞型雨雪天氣，具有云頂溫度-10～0 ℃、低層冷墊≤-7 ℃、中層融化層≥8 ℃的凍雨溫度層結特點[6-8]。上述研究成果為文章提供了理論依據。

文章使用MICAPS常規天氣圖、自動氣象站數據、雷達回波拼圖等資料，對2022-02-22江西暴雪天氣進行分析，以期為江西雨雪天氣的短臨監測預警提供分析依據。

1 資料來源和天氣實況

1.1 資料來源

天氣、探空等資料來源于MICAPS系統平臺，雨雪資料來源于江西自動氣象站數據平臺，雷達拼圖資料來源于江西WebGIS雷達拼圖平臺。

降雪標準參照降雪量定義：小雪<2.5 mm/24 h，中雪2.5～4.9 mm/24 h，大雪5.0～9.9 mm/24 h，暴雪10.0～19.9 mm/24 h，大暴雪20.0～29.9 mm/24 h，特大暴雪≥30.0 mm/24 h。降雪量可以通過雪深(×0.7)換算得到。

文章涉及的地圖邊界均基于國家測繪地理信息局標準地圖服務網站下載的審圖號為GS(2017)3320號的標準地圖制作。全文使用北京時間。

1.2 天氣實況

2022-02-22T08：00—2022-02-23T08：00，江西中北部出現大范圍的降雪天氣過程，也是近3 a最明顯的一次降雪，部分地區出現中到大雪。陳家灣積雪明顯，厚度較厚，達大雪或以上標準，武寧也出現明顯的固態降雪，但積雪深度不及靖安。

2 暴雪分布和天氣形勢

2.1 暴雪分布

由2022-02-22T08：00—2022-02-23T08：00江西暴雪天氣雪深分布圖可以看出，江西中北部出現了大范圍的中到大雪，局部暴雪。暴雪主要位于宜春西部，銅鼓、宜豐、萬載積雪達10 cm以上，以銅鼓(24 cm)為最大。廬山也出現暴雪，雪深21 cm。積雪達5 cm以上的還有宜春的中部、東部及南昌等地。九江西北部積雪不明顯，其余地區以中雪為主。

2.2 天氣形勢

如圖1所示，500 hPa在西南地區100°E附近有1個深槽，槽前西南急流明顯，30 m/s的西南急流從西南邊陲伸展到東部沿海，類似的特征出現在200 hPa，只是高空西南急流更加明顯，大部分達到60 m/s左右或70 m/s以上。高空強盛西南急流之下，850 hPa為明顯的偏東氣流，長江中下游地區以東北風為主，東南地區為東南風。地面圖上湖南北部為冷高壓控制，冷高壓后部有明顯降雪區跟隨。隨著低槽東移，西南地區的雪區向東擴展，給東部地區帶來大范圍降雪天氣過程。

200 hPa高度上，南昌08：00西南風72 m/s，溫度-54 ℃；500 hPa高度上，南昌西南偏西風32 m/s，溫度-15 ℃；850 hPa高度上，南昌08：00偏東風8 m/s，溫度-1 ℃；至20：00，850 hPa溫度降至-4～-5 ℃，而高空氣溫變化不大，表明低層有強冷空氣入侵，且溫度層結達到江西中北部大雪的閾值。地面圖上，南昌08：00偏東風2 m/s，溫度3 ℃，20：00溫度0～1 ℃，也達到固態降雪的標準。

圖1 2022-02-22天氣形勢：(a)200 hPa；(b)500 hPa；(c)850 hPa；(d)surface

3 雷達回波分析

圖2為2022-02-22雷達拼圖組合反射率CR產品及回波垂直分布，江西北部及湖北、安徽南部為大范圍的降雪回波覆蓋，呈絲縷片狀結構。回波均呈絲縷狀由西南向東北伸展，最強回波位于湖南東北部至江西的銅鼓、靖安、宜春、都昌一線，呈細長條形結構，邊界整齊，寬度一致，長度超長，達400 km左右，這是高空西南急流導致的結果。細帶狀強回波強度達30～35 dBZ，分布均勻。與雪深相對照，暴雪10～19.9 mm/24 h，回波強度30～35 dBZ；大雪5.0～9.9 mm/24 h，回波強度25～30 dBZ；中雪2.5～4.9 mm/24 h，回波強度20～25 dBZ；小雪<2.5 mm/24 h，回波強度<20 dBZ。

以銅鼓為中心，由南向北作垂直剖面，可以看到在銅鼓附近有20 dBZ以上較強回波，其中30 dBZ回波伸展高度4 km；25 dBZ回波伸展高度5.8 km；20 dBZ回波伸展高度6.5 km；10 dBZ回波伸展高度10 km。即降雪回波伸展高度較低，大到暴雪在4 km或以下，中到大雪在7 km以下，小雪10 km以下。

圖2 2022-02-22雷達拼圖CR產品及回波垂直分布：(a)雷達拼圖反射率因子垂直剖面RCS；(b)組合反射率CR產品

4 結束語

文章使用MICAPS常規天氣圖、自動氣象站數據和雷達回波拼圖等資料，采用天氣學、雷達氣象學等方法，對2022-02-22江西暴雪天氣進行分析，主要結論如下：

1)2022-02-22江西出現了近幾年來最強的一次降雪天氣過程，中北部大部出現中到大雪，其中宜春西部銅鼓、廬山等地出現暴雪，最大積雪深達24 cm。

2)200 hPa，500 hPa高空為強盛的西南急流，850 hPa為偏東風，地面圖上為冷高壓是降雪的主要天氣形勢。當850 hPa氣溫降至-4～-5 ℃、地面降至0～1 ℃，有利于江西大雪的發生。

3)降雪在雷達拼圖上表現為絲縷片狀結構，大到暴雪回波強度可達30 dBZ以上，但伸展高度在4 km以下。與降雪強度相對應，暴雪對應回波強度30～35 dBZ，大雪25～30 dBZ，中雪20～25 dBZ，小雪<20 dBZ。