辽宁中东部地区一次降雪天气过程诊断

沈斌 乔延艳 全美兰 宁大可 刘多文 赵思文

摘要 利用地面自动站气象要素资料、NCEP再分析资料对2017年1月26—27日辽宁省中东部地区降雪过程进行了诊断分析，探讨了天气形势特征以及物理量场与降雪落区的对应关系。结果表明，此次降雪梯度性明显，降雪时间短、强度大。高空冷槽东移南下过程中发展加深配合蒙古气旋形成与加强共同作用，导致此次降雪的发生。辽西地区低层弱辐合、中层辐散、高层辐合的配置形式不利于抽吸作用，上升运动不强烈。另外，系统过境时垂直方向有下沉运动以及整个过程水汽含量较低，这些不利条件可能与此次过程辽西地区无降雪有关。中东部地区暴雪的产生主要是由低层系统强烈的动力抬升作用所致。中东部降水位置与垂直上升运动位置相对应。850 hPa相对湿度大值区间移动速度较快，这可能与此次降雪过程强度强、持续时间短有关。

关键词 系统配置；低空急流；水汽；动力机制

中图分类号：P458.121 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2018）05-058-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.05.021

近年来辽宁地区强降雪极端事件频发，初春或秋末经常出现湿雪或雨夹雪等高影响天气，对交通、电力和设施农业生产的影响显著。随着经济社会的快速发展，冬季大雪以上降水给城市交通、高速公路运输及国民经济带来的损失也越来越严重，人民生命安全受到严重威胁。对暴雪天气的准确预报能有效降低其带来的不利影响，因此，有必要加强冬半年降雪天气的预报技术研究，为降雪预报提供基础科技支撑。

对于辽宁地区暴雪的研究，阎琦等[1]从动力学角度对2015年初辽宁地区2次低涡暴雪过程进行了分析。结果表明，2次过程的共同特点是850 hPa附近有低涡生成或加强，低涡是暴雪引发的直接原因。蒋大凯等[2]研究发现，辽宁地区暴雪过程中 850 hPa正涡度中心先于强降雪出现，具有一定的预报指示意义。陈传雷等[3]对辽宁2007年3月一次罕见的特大暴雪过程进行诊断分析，研究发现降水强度及落区与温度平流的强弱及冷暖过渡带位置有较好的对应关系。孙欣等[4]对东北地区2007年3月一次百年不遇的暴雪过程进行了天气学分析，研究表明深厚强锋区、北上江淮气旋、低空急流等要素的强弱和位置与降水强度、落区关系密切。目前，关于辽宁地区暴雪的研究较分散，系统性较差，还需加强多方面的分析。

1 天气概况

2017年1月26日08：00至27日08：00，辽宁省中东部地区出现降雪天气。全省平均降雪量为3 mm，最大降雪出现在本溪市区，降雪总量为13 mm。此次降雪过程有2个较为明显的特征。特征一，降雪梯度性明显。南部暴雪，中部、东部大雪，北部、南部小雪，西部无降雪。特征二，整个降雪过程持续时间短，但降雪强度大。本溪市降雪从26日14：00左右开始，15：00降雪量突然增大，小时降雪量达3.3 mm。16：00降雪量达到最大，为4.6 mm。之后逐渐减小，20：00左右停止，降雪持续6 h。宽甸县降雪从15：00左右开始，且降雪量较大，小时降雪量达1.2 mm。之后降雪强度持续增大，在19：00达到最大，为3.4 mm。之后逐渐减小，21：00左右停止，降雪持续7 h。

2 环流背景分析

2.1 500 hPa环流

25日20：00，中高纬度呈两槽两脊型，贝湖以北至内蒙中部有高空槽存在，强度不大。同时，新疆以东有短波槽缓慢东移。26日08：00，随着辽宁东部高压脊发展加强，阻挡了冷空气东移，导致冷空气在贝湖以东堆积。受西来短波槽冷空气的补充，贝湖地区冷槽在东移南下的过程中发展加深。受高空槽影响，辽宁省出现一次明显降雪过程。

2.2 850 hPa环流

25日20：00，850 hPa环流上，中纬度环流表现为两高一低的形势。內蒙古以北至河套地区有切边线存在，辽宁位于受西南气流控制。26日08：00，内蒙古与黑龙江交界处形成等高线的闭合中心（中心位于50°N，125°E），切变线东移南下至黑龙江西部至河北北部一带。辽宁位于槽前，受西南风向控制，西南急流建立。26日20：00，随着冷空气持续补充南下，低涡中心东移北上，低压槽东移至辽宁以东地区，辽宁省风向转为槽后西北气流控制，强降雪过程逐渐减弱停止。

2.3 地面系统

25日20：00，新疆北部地区及黄海至日本海附近持续有高压存在，两高之间形成低压带。随着低压带整体东移北上，逐渐形成低压中心并加强。26日08：00，低压中心位于内蒙古、黑龙江及吉林交界处，低压中心值达1 010 hPa，气旋底部是一个狭长的低压槽区。之后气旋东移北抬，至26日20：00，气旋位于黑龙江东北部，辽宁处于气旋底部偏北气流控制。27日08：00，气旋主体东移入海，辽宁省转为高压前部西北大风影响，降水结束。

3 物理量诊断

3.1 动力条件

3.1.1 散度 分析散度图可知（图略），26日08：00辽宁地区低层（850 hPa）辐合发展，存在南北2个辐合中心，最大辐合中心值为-1.5×10-5 hPa/s，辽宁东部低层辐合强，西部低层辐合弱。中层（400 hPa）均为辐散。而高层（300 hPa）则表现为东部地区辐散、西部地区辐合。辽西地区这种低层弱辐合、中层辐散、高层辐合的配置形式不利于抽吸作用，上升运动不强烈，这也使得此次降雪过程辽西地区未产生降水。而中东部地区低层辐合，中高层辐散的动力结构，加之低层辐合明显强于中层辐散，说明此次强降雪的产生主要是由低层系统强烈的动力抬升作用所致。26日20：00后，低层转为辐散，高层辐合发展，上升运动减弱，降水强趋于结束。

3.1.2 垂直速度 分析垂直速度图可知（图略），26日08：00低层到高层垂直速度均为负值，说明在辽宁上空有强烈的上升运动。从850 hPa高度的垂直速度场上来看，垂直速度最大值为-2×10-3 m/s，位于黑龙江省中部，辽宁中东部垂直速度大，西部垂直速度小。26日20：00，850 hPa上，辽宁东部垂直速度为负，西部垂直速度转为正。辽宁东部地区持续的上升运动为此次强降雪的产生提供了良好的动力条件。垂直方向有下沉运动也使得此次降雪过程辽西地区未产生降水。

3.2 水汽条件

3.2.1 水汽通量 从26日08：00 850 hPa水汽通量场可以看出（图略），辽宁省水汽条件主要来源于黄海及渤海，水汽通量大值区有2个，分别位于山东西部和辽宁东部，中心强度达到5 g/（s·cm·hPa），其中大于3 g/（s·cm·hPa）的范围已覆盖全省，输送带正好与850 hPa急流对应。850 hPa上>20 m/s的西南低空急流使得渤海湾水汽源源不断地输送至辽宁省，为降雪带来充足的水汽条件。26日20：00，随着西北冷空气东移南下，水汽通量大值区也随着向东南移动，辽宁省降水趋于结束。

3.2.2 水汽通量散度 分析850 hPa水汽通量散度场（图略），降雪前期（25日20：00），水汽通量辐合区位于内蒙古地区并逐渐东移南压，辐合强度增大。26日08：00最强，辐合中心位于吉林南部，中心值为-8×10-7 g/（s·cm2·hPa）。此时辽宁西部为辐散区，东部为辐合区，这与强降水落区和降水最强时段相对应。26日20：00，辐合区继续东移南压，降水趋于结束。

3.2.3 相对湿度 从水汽含量的变化情況可以看出（图略），26日08：00辽宁地区相对湿度较小，只有40%左右，大值区主要位于外蒙古地区。26日20：00，相对湿度大值区向东南方向移出辽宁省。辽西地区无降水与当地水汽含量较低有很大关系。而相对湿度大值区东南方向移动速度较快，也与此次降雪过程时间短、强度大有重要关系。

4 结论

（1）此次降雪表现出2个特征。其一，降雪梯度性明显。整个降雪过程东南部暴雪，中部、东部大雪，北部、南部小雪，西部无降雪。其二，降雪时间短、强度大。发生暴雪的本溪市和丹东市宽甸县，降雪总量分别为13 mm和11 mm，小时最大雪强分别为4.6 mm和3.4 mm，而降雪持续时间分别只有6 h和7 h。

（2）高空冷槽东移南下过程中发展加深配合蒙古气旋形成与加强共同作用，导致此次降雪的发生。高空气流与低空急流的叠置，加速了降雪区域低层的辐合运动，低空急流对水汽的不断输送，为降雪的出现提供了丰富的水汽条件。

（3）辽西地区低层弱辐合、中层辐散、高层辐合的配置形式不利于抽吸作用，上升运动不强烈。另外，系统过境时垂直方向有下沉运动以及整个过程水汽含量较低，这些不利条件可能与此次过程辽西地区无降雪有关。

（4）中东部地区暴雪的产生主要是由低层系统强烈的动力抬升作用所致。中东部降水位置与垂直上升运动位置相对应。850 hPa相对湿度大值区间移动速度较快，这可能与此次降雪过程强度强，持续时间短有关。

参考文献

[1] 阎琦， 温敏， 陆井龙，等.两次引发辽宁暴雪过程低涡的动力发展机制[J]. 气象与环境学报，2016， 42（4） ：406-415.

[2] 蒋大凯， 乔小湜， 张宁娜，等.2009年2月辽宁一次暴雪过程动力条件诊断[J].气象与环境学报， 2012， 28（1）： 17-23.

[3] 陈传雷， 蒋大凯，陈艳秋，等. 2007年3月3—5日辽宁特大暴雪过程物理量诊断分析[J].气象与环境学报， 2007， 23（5）： 17-25.

[4] 孙欣， 蔡芗宁， 陈传雷，等.“070304”东北特大暴雪的分析[J].气象， 2011， 37（7）： 863-870.

责任编辑：郑丹丹