2016年11月21—22日三门峡市大暴雪天气过程分析

魏璐璐

摘要利用高空地面观测资料、欧洲数值预报，结合CINRAD/SB多普勒天气雷达产品，对2016年11月21—22日发生在三门峡市的大暴雪天气过程的形成机制和过程特征进行了总结分析，结果表明：500 hPa低槽、700 hPa低槽带切变线配合地面强冷空气是产生三门峡市大暴雪天气的有利天气形勢配置；11月份暖湿气流比较强盛，雪中的液态水含量较多，易出现暴雪或大暴雪。雷达资料显示，源源不断的30 dBz强回波的维持以及“列车效应”是产生大暴雪的重要原因。11月份，当雷达回波顶高达到 11 km时，三门峡市出现打雷现象，这是冬季极其少见的。

关键词大暴雪；环流形势；物理量场；雷达产品

中图分类号S161.6；P458文献标识码A文章编号0517-6611（2017）11-0161-03

AbstractBased on the data of high altitude ground observation， European numerical forecast and CINRAD /SB Doppler weather radar， the formation mechanism and process characteristics of the heavy snowstorm process in Sanmenxia City in November 21-20， 2016 were analyzed.The results showed that the 500 hPa low trough， 700 hPa low trough shear line and ground strong cold air were favorable weather conditions for the occurrence of heavy snowstorm in Sanmenxia City.Warm and humid air flow in November was relatively strong， the liquid water content in the snow was more，which was prone to snowstorm or heavy snowstorm.Radar data showed that the maintenance of a steady stream of 30 dBz strong echo and "train effect" was an important reason for the occurrence of heavy snowstorm.In November， Sanmenxia City appeared thunder phenomenon when the radar echo top reached 11 km，which was extremely rare in winter.

Key wordsHeavy snowstorm；Circulation situation；Physical field；Radar products

暴雪是三门峡市冬季主要灾害性天气之一，降雪形成的积雪和道路结冰给交通、电力等部门造成了严重影响，也给人们的生产生活和出行带来不便。许多学者对暴雪进行了研究，并取得了一定的研究成果[1-5]。丁栋生等[4]对冬季一次“雷打雪”过程进行分析，指出上干冷、下暖湿是这种现象出现的大尺度背景；杨柳等[5]分析认为，暴雪产生在对称不稳定的大气中，对称不稳定是暴雪发生和发展的一种动力机制。笔者利用高空地面观测资料、欧洲数值预报，结合CINRAD/SB多普勒天气雷达产品，分析2016年11月21—22日发生在三门峡市的大暴雪天气过程，以期为今后暴雪的预报提供参考依据。

1过程概况

2016年11月21—22日三门峡全市出现了大范围雨雪天气过程，21日08∶00—22∶00三门峡市大部分地区出现小雨天气，降雨量分别为三门峡站3.9 mm、灵宝站2.3 mm、渑池站4.6 mm，卢氏站无降水。21日22∶00至22日夜里，三门峡全市出现大暴雪，降雪主要集中在22日白天，降雪量分别为三门峡站22.9 mm、灵宝站25.7 mm、渑池站29.4 mm、卢氏站22.2 mm。降雪期间最大雪深分别为三门峡站25 cm、灵宝站26 cm、渑池站29 cm、卢氏站15 cm。此次降雪过程三门峡站、灵宝站、渑池站刷新1981年以来雪深极值记录。1981—2015年雪深极值分别为三门峡站17 cm、灵宝站15 cm、渑池站22 cm、卢氏站23 cm。此次过程同时伴有打雷和强降温现象。20—22日三门峡站、灵宝站、渑池站、卢氏站最低气温48 h内分别下降10.7、10.5、11.7、12.0 ℃，最低气温分别为三门峡站-4.4 ℃、灵宝站-5.3 ℃、渑池站-5.1 ℃、卢氏站-5.5 ℃，均达到寒潮标准。卢氏在21日13∶43出现雷电，持续10 min。

此次暴雪天气过程造成三门峡灵宝市阳平镇、阳店镇、焦村镇、苏村乡、西闫乡、朱阳镇等乡镇的338座菌类（香菇、羊肚菌等）养殖大棚，35间彩钢房以及8个猪、鸡、羊等养殖圈舍不同程度倒塌，冻死羊9只。受灾人口691人，香菇等菌类受灾面积8.5 hm2，成灾面积6.0 hm2。另外，大雪还造成涧西区建设村康乐市场、八一路市场、苏村乡集贸市场、故县镇枣香市场、涧东区东关市场等5个市场大棚棚顶坍塌，面积约5 000 m2。此次灾害造成直接经济损失280余万元，其中农业损失200万元，基础设施损失80万元。

2环流特征分析

2.1高空形势从图1可看出，11月21日08∶00，500 hPa在兰州到成都有一低槽，700 hPa相比500 hPa略有滞后，是一个前倾槽，850 hPa在抚顺—邢台—长治—铜川—宝鸡有一冷切变线，三门峡市处在槽前、切变线南边西南暖湿气流里，有利于降水产生[6]。到22日08∶00，500 hPa低槽东移至长武—宝鸡—广元一线，700 hPa低槽和500 hPa低槽位置相近，700 hPa在河南省境内民权—许昌—卢氏一带有一切变线发展生成，中层辐合明显，有利于强降水产生[7]。因此受低槽前偏南气流和700 hPa切变线共同影响，22日白天三门峡市降雪持续且加大，全市出现了大暴雪。到22日20∶00，500 hPa低槽东移减弱，三门峡市处在平直西风气流里，700 hPa低槽减弱，切变线东移南压，三门峡市处于切变线北部偏北气流里，随着降水系统过境，三门峡市降水也逐渐减弱结束。

2.2地面形势11月21日08∶00（图2a），在贝加尔湖西侧有一冷高压，冷中心强度达1 060 hPa，三门峡市处在冷高压底部，在邢台—洛川有一冷锋，三门峡市处在冷锋前降水区里，有利于降水产生。到22日20∶00（图2b），随着冷高压不断东移南压，三门峡市逐渐转受冷高压控制，降水逐渐结束。

此次冷空气较强，地面冷高压中心达1 060 hPa，达到三门峡市秋季1 045 hPa以上寒潮指标，20—22日三门峡市出现了48 h寒潮。由于此次冷空气过强，冷暖气流交汇，对流发展旺盛，使得三门峡市南部卢氏境内出现了短暂打雷现象[8]。

3物理量场分析

3.1相对湿度从11月21日08∶00 850 hPa相对湿度（图3a）上看，三门峡市处在大湿区里，相对湿度达100%，水汽处于饱和状态，有利于降水产生，到22日08∶00（图3b），三门峡市仍然处于100%的大湿区中，但大湿区一直在向东南方向移动。到了22日夜间，大湿区移出三门峡市，降水结束。

3.2涡度场22日08∶00 700 hPa，三门峡市处在10×10-5s-1正涡度区里（图4），也就是说三门峡市处在水汽辐合上升气流里，有利于降水产生[9]。

4雷达产品特征分析

4.1组合反射率演变特征降水粒子的相态是影响雷达回波强度的主要因子之一，因而，冬季的降雪过程雷达回波强度一般都不强。根据三门峡市降雪雷达回波特征指标，当组合反射率强度达15 dBz时就能产生降雪。而此次降雪过程雷达回波强度最大达35 dBz，回波强度维持在35 dBz，这是比较少见的，也是这次降雪过程能够达到如此量级的原因之一。

此外，分析这次过程雷达组合反射率演变（图5）发现，降雪开始时有南北2条回波带，呈东西向窄带状分布，后来北部窄带回波东移过程减弱消失，南部窄带回波加强维持，正好自西向东影响三门峡市灵宝市、陕州区、湖滨区、渑池县和义马市，而且回波源源不断沿着这个窄带东移，形成明显的“列车效应”，有效增强了强降雪的维持时间，这是这次降雪过程能够达到特大暴雪量级的另外一个原因。

4.2回波顶产品特征分析这次降雪过程的雷达回波顶高演变（图6）发现，回波顶均维持在6 km以上，最大达11 km，明显高于一般降雪过程的2～3 km回波顶高。说明这次降雪过程云层厚度比较厚，这是产生强降水天气的重要条件之一。而达到11 km的回波顶高说明这次降雪过程有局地对流发展，不稳定能量比较充沛。

5结论

（1）500 hPa低槽、700 hPa低槽带切变线配合地面强冷空气是产生三门峡市大暴雪天气的有利天气形势配置。

（2）在秋季11月份，当冷高压中心位于贝加尔湖附近，且冷高压中心高达1 045 hPa以上时，三门峡市易出现秋季寒潮。

（3）11月份，天气处于秋、冬交接时候，暖湿气流比较强盛，雪中的液态水含量较多，易出现暴雪或大暴雪。

（4）源源不断的30 dBz强回波的维持以及“列车效应”是产生此次大暴雪过程的重要原因之一。

（5）11月份，雷达回波顶高达到 11 km时，三门峡市出

现打雷现象，这是冬季极其少见的。

（6）较厚的云层厚度、强的不稳定能量为这次强降雪提供了有利的环境条件。

参考文献

[1] 蒋大凯，王翼，韩江文，等.东北南部强降雪天气的多普勒雷达产品特征[J].资源科学，2010，32（8）：1471-1477.

[2] 周之栩.风廓线雷达资料在暴雪天气过程中的应用[J].气象与环境科学，2012，35（4）：69-72.

[3] 尤红，肖子牛，曹中和，等.“2.28”云南罕见春季强对流雷达回波特征分析与数值模拟[J].高原气象，2010，29（5）：1270-1279.

[4] 丁栋生，李树林.一次“雷打雪”天气过程的初步分析[J].气象，1994，19（10）：52-53.

[5] 楊柳，苗春生，寿绍文，等.2003年春季江淮一次暴雪过程的模拟研究[J].南京气象学院学报，2006，29（3）：379-384.

[6] 张小玲，张涛，刘鑫华，等.中尺度天气的高空地面综合图分析[J].气象，2010，36（7）：143-150.

[7] 王新敏，布亚林，李平，等.河南省暴雪天气特征及预报模型[J].河南气象，2000（4）：1-2.

[8] 姚蓉，叶成志，田莹，等.2011年初湖南暴雪过程的成因和数值模拟分析[J].气象，2012，38（7）：848-857.

[9] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2007.