2020年2月14—17日吉林地區(qū)一次暴雪天氣過程成因分析

馬一寧 王鴻禎 馬睿妍

摘要 利用地面觀測(cè)資料、NCEP再分析資料、常規(guī)觀測(cè)資料等對(duì)分析2020年2月14—2月17日吉林地區(qū)出現(xiàn)的一次暴雪天氣過程成因。結(jié)果表明：高空急流、低空鋒區(qū)、地面倒槽及暖式切變是此次暴雪天氣的主要影響系統(tǒng)，再加上地面西南低壓倒槽及西太平洋高壓的穩(wěn)定維持，促進(jìn)了暴雪天氣的出現(xiàn)和維持；850 hPa處存在2個(gè)強(qiáng)水汽通量中心，遼寧以東和吉林省以南的水汽輻合區(qū)強(qiáng)度較大，深厚濕層與強(qiáng)烈水汽輻合的作用向暴雪落區(qū)內(nèi)輸送了源源不斷的水汽條件；從850 hPa到地面，降雪天氣還沒有出現(xiàn)前一直都是能量在集聚；降雪期間，假相當(dāng)位溫的維持也是暴雪天氣維持的關(guān)鍵，一旦該數(shù)值下降，說明后續(xù)能量不足，降雪強(qiáng)度減弱直至結(jié)束；這種中低層輻合、高層輻散的配置，對(duì)于強(qiáng)降雪天氣的發(fā)生和維持均較為有利。

關(guān)鍵詞 暴雪天氣；環(huán)流形勢(shì)；物理量場(chǎng)；吉林地區(qū)

中圖分類號(hào)：P426.63+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）12–0-03

Analysis of the Causes of A Heavy Snow Weather Process in Jilin Province from February 14 to 17， 2020

Ma Yi-ning et al（Meteorological Bureau of Jiangyuan District， Baishan City， Jilin Province， Baishan， Jilin 134700）

Abstract This article uses ground observation data， NCEP reanalysis data， conventional observation data， etc. to analyze the causes of a heavy snow weather process that occurred in the Jilin region from February 14 to 17， 2020. The results indicate that the main influencing systems of this blizzard are the high-altitude jet stream， low-level frontal zone， ground trough， and warm shear. In addition， the stable maintenance of the southwest low-pressure trough and the western Pacific high pressure on the ground have promoted the occurrence and maintenance of the blizzard weather; There are two strong water vapor flux centers at 850 hPa， and the water vapor convergence areas to the east of Liaoning and south of Jilin Province have greater intensity. The deep wet layer and strong water vapor convergence transport a continuous stream of water vapor conditions to the snowstorm area; From 850 hPa to the ground， energy has been accumulating until snowfall occurs; During snowfall， the maintenance of false equivalent temperature is also the key to maintaining blizzard weather. Once this value decreases， it indicates insufficient energy in the future， and the snowfall intensity weakens until it ends; This configuration of mid low level convergence and high level divergence is more favorable for the occurrence and maintenance of heavy snowfall weather.

Key words Blizzard weather; Circulation situation; Physical quantity field; Jilin region

1 降雪實(shí)況

受地面低壓倒槽北上影響，2月14日后半夜至2月17日，吉林地區(qū)東南部出現(xiàn)歷史同期罕見的強(qiáng)降雪天氣，特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾方面。

第一，降雪量大。特大暴雪、大暴雪、暴雪的臺(tái)站分別有4站、4站、14站。累計(jì)降雪量超過30 mm的有7站，降雪量最大的是白山市，達(dá)42 mm。白山日降雪量為35.7 mm，是歷史同期第2位，而集安站、通化縣的日降雪量超過了自建國(guó)至今的歷史同期暴雪量

紀(jì)錄。

第二，降雪梯度大。吉林省東南部是強(qiáng)降雪天氣的主要落區(qū)，其中通化、白山、長(zhǎng)白山保護(hù)區(qū)、延邊等地區(qū)出現(xiàn)了區(qū)域性暴雪、大暴雪；吉林省中部則以小到中雪為主，西部基本無降雪。

第三，降水相態(tài)以純雪為主。除過程開始時(shí)，南部個(gè)別市縣出現(xiàn)短暫雨夾雪外，各地均以降雪為主。

第四，降雪強(qiáng)度大，各地都出現(xiàn)了不同程度的積雪。吉林東南部大部分地區(qū)的積雪深度超過了10 cm，而通化市區(qū)的最大新增積雪達(dá)到了37 cm。通化、白山、長(zhǎng)白山保護(hù)區(qū)、延邊南部累計(jì)雪深多在30 cm以上，長(zhǎng)白縣達(dá)60 cm。

第五，降雪持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。本次降雪過程?hào)|南部地區(qū)縣市的持續(xù)降雪時(shí)間在30 h以上，少數(shù)地區(qū)的降雪持續(xù)時(shí)間在40 h左右，也是各地歷年2月份降雪持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的。

第六，降雪天氣伴隨寒潮、大風(fēng)等天氣現(xiàn)象。2月14日—2月15日，吉林省多地出現(xiàn)強(qiáng)降溫和寒潮，大安等30個(gè)地區(qū)降溫幅度＞10 ℃，遼源市降溫幅度達(dá)15.7 ℃。2月16日，中西部出現(xiàn)4～6級(jí)偏北風(fēng)，雙遼最大瞬時(shí)風(fēng)力達(dá)8級(jí)，2月17日，延邊東部出現(xiàn)6～7級(jí)陣風(fēng)。綜合分析本次過程降雪量、最大降雪極值、持續(xù)時(shí)間、影響范圍等因素，評(píng)估本次暴雪天氣為3級(jí)暴雪過程，為近10年2月強(qiáng)度最大的一次暴雪天氣過程。

暴雪帶來的不利影響較為突出。第一，降雪大、積雪深厚，東南部交通大受影響，導(dǎo)致高速關(guān)閉、機(jī)場(chǎng)停飛；第二，降雪、寒潮降溫和大風(fēng)給各地防疫工作帶來不便；第三，積雪深厚導(dǎo)致個(gè)別地方部分戶外設(shè)施、大棚、綠化植物等受損[1-2]。

2 氣象服務(wù)

2.1 提前加密會(huì)診

在降雪天氣還未出現(xiàn)之前，從2月10日開始，吉林省各級(jí)氣象臺(tái)站均對(duì)降溫過程進(jìn)行了密切監(jiān)測(cè)。由于當(dāng)時(shí)正值疫情防控的關(guān)鍵時(shí)期，天氣情況復(fù)雜多變，各部門需要堅(jiān)守崗位，將天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警工作做細(xì)、做準(zhǔn)、做實(shí)，并及時(shí)采取措施為疫情防控提供更有力的氣象保障。2月13日，相關(guān)部門做好研判預(yù)測(cè)降雪強(qiáng)度、影響范圍、起止時(shí)間以及寒潮等情況后，將《寒潮及明顯降雪將至 注意做好各項(xiàng)防御》的重要?dú)庀髨?bào)告報(bào)送至政府部門，春運(yùn)專報(bào)產(chǎn)品中增加此次降雪寒潮過程對(duì)疫情防控和春運(yùn)的不利影響的提示，省內(nèi)新聞媒體通過各自傳統(tǒng)媒體、新媒體等及時(shí)對(duì)公眾發(fā)布。

此外，重大天氣的應(yīng)對(duì)氣象服務(wù)部署通過網(wǎng)絡(luò)、電話等方式傳達(dá)。2月13日下午，吉林省氣象局率先拉響了重大氣象災(zāi)害（寒潮、暴雪）Ⅳ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)。氣象服務(wù)領(lǐng)導(dǎo)小組成員及各內(nèi)設(shè)機(jī)構(gòu)、各相關(guān)直屬單位立即進(jìn)入了重大氣象災(zāi)害（暴雪）Ⅳ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)狀態(tài)，密切做好監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)布預(yù)報(bào)預(yù)警。

2.2 密切聯(lián)防聯(lián)動(dòng)，筑牢安全線

2月15日，吉林省應(yīng)急管理廳收到暴雪橙色預(yù)警和道路冰雪橙色預(yù)警信號(hào)后，要求相關(guān)地區(qū)和部門加強(qiáng)道路交通安全管理，確保通信、供電、供水、供氣、供熱等公共設(shè)施安全正常運(yùn)行。疫情防控關(guān)鍵期，全省廣大民眾仍自覺居家隔離，通過電視、微信、微博等傳媒，降雪降溫氣象預(yù)警信息快速傳遞到千家萬戶。

2月13日，針對(duì)本次寒潮暴雪天氣，吉林省氣象局提前2天發(fā)布了《重要?dú)庀髨?bào)告》，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了降雪強(qiáng)度、影響范圍、起止時(shí)間以及寒潮等情況。同日啟動(dòng)重大氣象災(zāi)害（寒潮、暴雪）Ⅳ應(yīng)急響應(yīng)，2月15日升級(jí)為Ⅲ應(yīng)急響應(yīng)。2月13—17日，省級(jí)氣象部門發(fā)布《雪情實(shí)況快報(bào)》《春運(yùn)氣象服務(wù)專刊》《疫情防控氣象專刊》等氣象信息19期，發(fā)布暴雪橙色、道路結(jié)冰橙色、寒潮藍(lán)色等預(yù)警13條，與衛(wèi)健委聯(lián)合發(fā)布感冒、心腦血管等疾病氣象條件預(yù)警5條。各市（州、縣）利用突發(fā)預(yù)警系統(tǒng)發(fā)布260余條相關(guān)信息。

3 環(huán)流形勢(shì)分析

高空急流、低空鋒區(qū)、地面倒槽及暖式切變是此次暴雪天氣的主要影響系統(tǒng)。在300 hPa高度處，2月12日20：00暴雪天氣還沒有出現(xiàn)之前，黑龍江北部主要是高空急流區(qū)，且向南轉(zhuǎn)移的速度較快。2月13日14：00，急流區(qū)位置改變，出現(xiàn)在吉林西北地區(qū)；2月14日20：00，急流軸穿過吉林省中部，且急流核區(qū)強(qiáng)度明顯增加。2月15日20：00，急流核區(qū)的風(fēng)速最大，高達(dá)70 m/s，之后急流軸速度隨著南移的加深開始減弱。2月16日14：00，吉林省不再存在急流區(qū)，同時(shí)，吉林省南部地區(qū)出現(xiàn)顯著的高空輻散形勢(shì)，且吉林省南部暴雪天氣出現(xiàn)過程中始終位于高空急流軸右側(cè)和正散度區(qū)內(nèi)，為高空輻散提供了有利條件。

2月13日08：00，500 hPa高度處的等高線分布較為平直，同時(shí)位于20°～50°N范圍內(nèi)，北側(cè)主要是橫槽區(qū)；850 hPa處，有明顯的高空鋒區(qū)出現(xiàn)在40°～50°N范圍內(nèi)。隨著時(shí)間的推移，內(nèi)蒙古以北橫槽強(qiáng)度增大，溫度鋒區(qū)有著明顯的南壓趨勢(shì)。2月14日08：00，內(nèi)蒙古中部開始出現(xiàn)閉合性低渦，而整個(gè)吉林省平直的等高線均在溫度鋒區(qū)的暖區(qū)內(nèi)較為集中。低渦向東轉(zhuǎn)移的過程中強(qiáng)度隨之加大，吉林上空以高壓脊區(qū)為主，且在暖區(qū)內(nèi)幾乎沒有明顯變化（圖1a、圖1b）。2月16日14：00，低渦對(duì)全省產(chǎn)生影響，且溫度鋒區(qū)逐漸移出吉林省。結(jié)合850 hPa散度圖，在2月14日02：00，遼寧省南部主要表現(xiàn)為輻合區(qū)；隨著時(shí)間的推移，2月15日02：00，吉林省南部有輻合區(qū)轉(zhuǎn)出，輻合中心則出現(xiàn)在通化以南，且輻合區(qū)位置始終變動(dòng)較少，這種情況一直持續(xù)到2月16日02：00，直至到當(dāng)天08：00，吉林省南部的輻合區(qū)移出。

4 物理量場(chǎng)診斷

4.1 水汽條件

沿著42°N作溫度露點(diǎn)差剖面圖，發(fā)現(xiàn)從2月14日20：00開始，發(fā)現(xiàn)暴雪區(qū)上游到暴雪區(qū)有大范圍濕層，而600 hPa高度分布有濕層頂部存在，2月15日08：00強(qiáng)度達(dá)到最大，600 hPa高度以下的溫度露點(diǎn)差＜3.0 ℃。根據(jù)850 hPa水汽通量圖（圖2a），有2個(gè)極強(qiáng)的水汽通量中心分別為位于暴雪區(qū)的西南方和偏東方向，但前者的水汽通量軸線呈西南至東北走向，后者水汽通量軸線呈東西分布，兩條水汽通量交匯較近的區(qū)域分布有暴雪中心。結(jié)合水汽通量散度圖（圖2b），發(fā)現(xiàn)遼寧以東和吉林省以南的水汽輻合區(qū)強(qiáng)度較大，由于水汽輻合作用極為強(qiáng)烈，再加上深厚濕層的作用，使得暴雪區(qū)內(nèi)的水汽條件極為充足[3]。

4.2 熱量條件

2月11日20：00，暴雪天氣還沒有出現(xiàn)之前，在850 hPa溫度場(chǎng)中，吉林南部的等溫線在0 ℃左右，且這種情況一直持續(xù)到2月13日14：00左右。由于溫度鋒區(qū)有明顯南壓，直接降低了吉林南部的氣溫。2月14日20：00，等溫線值＜-4.0 ℃，主導(dǎo)地區(qū)以暖區(qū)為主。隨著時(shí)間的推移，溫度鋒區(qū)從2月15日14：00強(qiáng)度不斷加大，直接造成吉林省以南出現(xiàn)不同程度的降溫天氣過程，但以暖區(qū)為主。2月16日14：00，全省中部地區(qū)出現(xiàn)冷中心，暖區(qū)從南部地區(qū)移出，只有吉林東部為暖區(qū)，且持續(xù)到當(dāng)天20：00。

在暴雪天氣出現(xiàn)時(shí)，吉林南部始終位于850 hPa處的暖區(qū)中，說明降雪未出現(xiàn)前和出現(xiàn)過程中的能量供應(yīng)均極為充足，且前期溫度始終維持在0 ℃左右，主要是黏性降雪。隨著鋒區(qū)強(qiáng)度的加大，雖然溫度降低，但以暖區(qū)為主，由此發(fā)生降雪強(qiáng)度較弱的持續(xù)性降雪天氣。從暖脊轉(zhuǎn)為冷槽后，全省冷空氣充足，有利于降雪天氣的維持[4]。

在850 hPa假相當(dāng)位溫場(chǎng)中，2月12日20：00，高能舌伸展到吉林省，此時(shí)的假相當(dāng)位溫＞20.0 ℃。由于溫度鋒區(qū)的南壓，高能舌南退的速度緩慢，吉林中部形成了能量鋒區(qū)，南部的假相當(dāng)位溫?cái)?shù)值加大。隨著時(shí)間的變化，假相當(dāng)位溫繼續(xù)下降，2月16日08：00，假相當(dāng)位溫?cái)?shù)值下降到4.0～8.0 ℃。能量下降說明后續(xù)補(bǔ)充的能量不足，降雪強(qiáng)度減弱，一旦該數(shù)值＜4.0 ℃，吉林地區(qū)的暴雪天氣便趨于結(jié)束[5]。

4.3 動(dòng)力條件

2月14日08：00，300 hPa處吉林以南主要是正散度區(qū)，850 hPa低空主要是負(fù)散度區(qū)，有明顯的高層輻散、低層輻合的分布特征。當(dāng)天20：00，遼寧省西部出現(xiàn)正散度中心，頭部則出現(xiàn)在吉林以南地區(qū)（圖3）。在850 hPa處，遼寧西部和吉林南部沿線上以顯著的輻散區(qū)為主，之后高空正散度維持，低空以輻散為主，特別是2月15日白天的高低空散度增大較為明顯。2月15日20：00，正散度中心移動(dòng)的過程中到達(dá)朝鮮半島北部，吉林以南的正散度強(qiáng)度減弱明顯，低空850 hPa處的散度數(shù)值下降。

2月14日20：00—2月15日20：00期間，吉林南部的高層輻散、低層輻合特征明顯，有利于低層水汽輻合抬升，促進(jìn)了暴雪天氣的發(fā)生、發(fā)展。

300 hPa急流和散度

另外，暴雪天氣出現(xiàn)的過程中，白山站上空有較好的大尺度上升運(yùn)動(dòng)，低空處始終有強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)維持（圖4），而300 hPa處的下沉運(yùn)動(dòng)仍舊維持。上升運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)時(shí)段分別出現(xiàn)在2月15日02：00、14：00及2月16日02：00，且與地面強(qiáng)降雪天氣時(shí)段相對(duì)應(yīng)，這種中低層輻合、高層輻散的配置，對(duì)于強(qiáng)降雪天氣的發(fā)生和維持均較為有利。

5 結(jié)論

（1）高空急流、低空鋒區(qū)、地面倒槽及暖式切變是此次暴雪天氣的主要影響系統(tǒng)，再加上地面西南低壓倒槽及西太平洋高壓的穩(wěn)定維持，促進(jìn)了暴雪天氣的出現(xiàn)和維持。

（2）850 hPa高空存在2個(gè)強(qiáng)水汽通量中心，遼寧以東和吉林省以南的水汽輻合區(qū)強(qiáng)度較大，深厚濕層與強(qiáng)烈水汽輻合的作用向暴雪落區(qū)內(nèi)輸送了大量水汽，有利于暴雪天氣的形成。

（3）從850 hPa高空到地面，降雪天氣還沒有出現(xiàn)前能量在集聚，降雪期間，假相當(dāng)位溫的維持是暴雪天氣維持的關(guān)鍵，一旦該數(shù)值下降，后續(xù)能量不足，降雪強(qiáng)度會(huì)逐漸減弱直至結(jié)束。

（4）中低層輻合、高層輻散的配置，對(duì)于強(qiáng)降雪天氣的發(fā)生和維持較為有利。

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