2022年2月張家口地區大雪過程分析

郭旭暉 姬雪帥

摘要 應用MICAPS常規氣象資料、區域站加密降水資料、NCEP再分析資料，采用天氣學分析和動力診斷的方法，對2022年2月13日張家口地區出現的1次降雪天氣過程進行綜合分析。結果表明：（1）此次降雪過程主要分為2個階段，第一階段是暖區內偏南暖濕氣流影響下產生的降雪，第二階段是受冷鋒系統過境影產生的降雪。（2）此次降雪過程暖區降雪相對持續時間較長，鋒區過境降雪持續時間短，總降雪量最大值偏南。

關鍵詞 大雪；暖區；冷渦

中圖分類號：P458.1+2 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）07–0207-03

暴雪天氣是一種災害性天氣，會嚴重影響交通運輸、農業生產和人民群眾生活。因此，國內外氣象工作者對暴雪天氣有著廣泛的研究。王迎春等[1]研究了北京地區連續降雪過程的成因；王東海等[2-3]探討了中國災害性雨雪冰凍天氣，得出了有意義的結論。張家口冬季寒冷而干燥，降水量少，此次降雪是2022年以來第一場全市范圍的穩定性降雪天氣過程。綜合分析此次降雪過程，為此類天氣的預報和服務提供有益的參考。

1 天氣過程實況

受高空槽與西南暖濕氣流共同影響，2月13日凌晨開始張家口市出現了全市范圍的分布不均的降雪天氣，到14日夜間降雪結束。此次降雪過程總量為全市中到大雪，局部可達暴雪，其中降雪量0～＜5 mm站點17個，5～＜10 mm站點39個，10 mm以上站點46個。全市平均降雪量5.0 mm，最大降雪量在涿鹿武家溝，為11.5 mm。此次降雪過程可分為2個階段，第一階段降雪為13日上午時段，降雪區自南向北推進，降雪量由南向北遞減；第二階段降雪為13日傍晚前后，降雪區自西北向東南推進（圖1）。此次降雪過程為2022年以來第一場全市范圍的穩定性降雪天氣過程。

2 環流形勢特征

13日08：00，500 hPa高空圖東北冷渦強大，烏拉爾山阻塞高壓脊穩定維持，冷空氣在橫槽前堆積，隨著系統東移，橫槽轉豎，與冷渦中心斷裂，在河套地區形成短波槽，引導冷空氣南下影響張家口市，低層倒槽引導西南暖濕氣流與冷空氣交匯，為張家口市帶來自南向北的暖區降雪，此時段內張家口地區南部降雪較大，最大降雪強度可達1.2 mm/h（圖2a）。13日下午，東移短波槽與冷渦槽合并形成大槽繼續引導冷空氣南下影響張家口市，傍晚前后受鋒面系統過境影響，出現降雪天氣，降雪區自西北向東南推進（圖2b）。

13日08：00，850 hPa高空圖上河套地區存在閉合低渦系統，低槽前暖濕氣流引導水汽北上，張家口市受低層暖區切變前東南氣流影響，帶來渤海灣水汽，為降雪提供了充足的水汽條件。此時段降雪主要為切變前暖區降雪，同時配合良好的水汽條件，降雪區自南向北推進，雪量由南向北遞減（圖3a）。13日傍晚前后系統東移過境，等溫線密集，受冷鋒過境影響，降雪區自西北向東南推進，冷槽后有風速切變，低層有較強的輻合上升運動（圖3b）[4-6]。

3 物理量診斷

3.1 動力條件

分析張家口地區散度和垂直速度時間—高度剖面圖（圖4），13日白天700～600 hPa附近為負散度區，500 hPa附近為垂直速度大值區，700 hPa以上為強上升運動區，中低層上升運動較弱。13日17：00，負散度區和垂直速度的大值區位于850 hPa，700 hPa以上為強輻合上升區，低層上升運動增強，正好對應第二階段降雪增強的時段。綜上分析，第一階段動力強迫上升運動沒有第二階段強。

3.2 水汽條件

充足的水汽是大雪形成的必要條件之一，水汽通量與水汽通量散度通量則表示了水汽的來源和輸送強度。分析水汽通量和水汽通量散度的時間—高度剖面圖，發現主要水汽來源為西南暖濕水汽輸送帶（1區）和偏東的水汽輸送（2區），且一直在張家口上空維持較強的水汽輻合。13日上午，850 hPa以下盛行西南風，從地面到850 hPa為水汽通量散度輻合區，水汽通量散度在850 hPa附近輻合最強，700～500 hPa是明顯的水汽通量散度輻散區。13日17：00，隨著系統的東移，冷鋒過境，850 hPa以下轉為偏北氣流影響，從地面到850 hPa為水汽通量散度輻散區，說明低層偏北風帶來的主要是干冷空氣，由槽前暖區降雪轉為鋒面降雪（圖5a）。鋒面降雪過程中，垂直方向的水汽輸送也發揮了重要作用，地面至850 hPa為上升輸送，與700～500 hPa為下沉輸送，二者交匯，進一步加強了600～850 hPa的水汽輻合，且第二階段中低層水汽輻合上升運動要強于第一階段（圖5b）。

4 崇禮區降雪分析

此次降雪過程發生在2022年北京冬奧會期間，是冬奧會期間張家口賽區第一場較大范圍的降雪過程。此次降雪過程第二階段崇禮區降雪持續時間更短且降雪量更大，由前文分析可知，第二階段強降雪過程與地面冷鋒密切相關。經典鋒面理論指出，斜壓結構的鋒區內假相當位溫線密集，且與等溫線正交，鋒區基本沿著等假相當位溫線的方向，假相當位溫θse能夠綜合表征大氣溫濕特征，可結合θse場和溫度場（T）確定鋒區的位置和垂直結構，沿降雪區垂直于鋒面的40°N做θse和T垂直剖面圖。13日08：00，等θse線為水平方向分布，垂直梯度大，水平梯度小。低層偏北風和冷空氣由于地形強迫抬升，形成隨高度向南傾斜的等溫線密集帶，為鋒區位置（圖6a）。13日14：00，110°E附近700 hPa以下等θse線抬升，垂直梯度減小，形成隨高度略向北傾斜的等溫線的帶狀區域，在此區域等溫線和等θse線密集且正交，為鋒區位置（圖6b）。隨后冷空氣不斷堆積加強，鋒區增強，高度伸展，17：00張家口地區鋒生，降雪強度增強。13日20：00，冷空氣減弱，等θse線密集度減小指示鋒區減弱，對應著張家口鋒消過程，降雪強度減弱。

5 結論

（1）此次降雪過程主要分為2個階段，第一階段是暖區內偏南暖濕氣流影響下產生的降雪，第二階段是受冷鋒系統過境影產生的降雪。

（2）此次降雪過程暖區降雪相對持續時間較長，鋒區過境降雪持續時間短，總降雪量最大值偏南。

（3）鋒生作用為崇禮區降雪提供了有利的條件。

參考文獻

[1] 王迎春，錢婷婷，鄭永光.北京連續降雪過程分析[J].應用氣象學報，2004，29（1）： 58-65.

[2] 王東海，柳崇健，劉英，等.2008年1月中國南方低溫雨雪冰凍天氣特征及其天氣動力學成因的初步分析[J].氣象學報，2008，84（3）：405-422.

[3] 李才媛，郭英蓮，王海燕，等.湖北省1954/2008年歷史罕見持續低溫冰雪過程對比分析[J].災害學，2011，26（1）：80-86.

[4] 孫淑芳，張廣興，李曼.2014年4月22日新疆寒潮天氣過程鋒面結構演變特征分析[J].沙漠與綠洲氣象，2018，12（6）：40-48.

[5] 劉晶，李娜，陳春艷.新疆北部一次暖區暴雪過程鋒面結構及中尺度云團分析[J].高原氣象，2018，37（1）：158-166.

[6] 劉海文，全美蘭，朱玉祥，等.鋒生及其次級環流對北京2012.7.21最大降水增幅和最大降水的影響[J].熱帶氣象學報，2014，30（5）：911-920.

Analysis of Heavy Snow Process in Zhangjiakou Area in February， 2022

Guo Xu-hui et al（Zhangjiakou Meteorological Bureau， Zhangjiakou， Hebei 075000）

Abstract Using MICAPS conventional meteorological data， encrypted precipitation data from regional stations， and NCEP reanalysis data， a comprehensive analysis was conducted on a snowfall process that occurred in Zhangjiakou area on February 13， 2022， using synoptic analysis and dynamic diagnosis methods. The results indicated that： （1） The snowfall process was mainly divided into two stages. The first stage was the snowfall generated under the influence of southward warm and humid airflow in the warm zone， and the first stage was the snowfall generated by the passing shadow of the cold front system. （2） The relative duration of snowfall in the warm zone during this snowfall process was longer， while the duration of snowfall passing through the front zone was shorter. The maximum total snowfall was southward.

Key words Heavy Snow; Warm zone; Cold vortex