2018年浙江低温雨雪天气的特征和成因分析

周弘媛，钱卓蕾，周晓燕，季丹丹

(1.绍兴市柯桥区气象局，浙江 绍兴 312100； 2.绍兴市气象局，浙江 绍兴 312000)

浙江地处中国东部沿海，长三角南翼，属于亚热带季风气候区，雨雪冰冻灾害发生的概率较低，据统计1960年以来浙江仅出现过87次的雨雪冰冻灾害，且在全球变暖的大背景下，低温雨雪冰冻灾害的发生具有减轻趋势，对其预报难度较大；加上浙江经济、社会的高速发展，低温雨雪冰冻作为冬半年的主要灾害天气，对农业生产、交通运输、电力通讯及人民生活等方面的影响严峻。张玲等[1]研究发现，极端低温雨雪冰冻天气发生时，对流层垂直温度异常，底层温度异常偏低，中高层气温异常偏高；沈玉伟等[2]研究发现，冷空气强度适中更有利于降雪的长时间持续，水汽通量大值区的演变与降雪过程有良好的对应关系；傅洁等[3]研究发现，不同降水相态对应不同的逆温层顶高度，高度越高，对降纯雪越有利。通过对降雪天气的总结，可以把握降雪预报的主要方法，精准的做好雨雪冰冻预报预警工作，有效提高科学防灾减灾气象支撑能力，因此，每次雨雪冰冻过程都具有重要的研究意义。

1 资料与方法

2018年1月24日至2月6日期间，受北方冷空气补充南下影响，浙江大部分地区出现罕见的雨雪冰冻天气，灾害影响强度达严重和较重等级。期间全省平均气温仅1.6 ℃，较常年同期偏低3.6 ℃，为1951年以来同期第4低，近10年最低(次于2008年)；全省平均低温冰冻日数(0 ℃以下)为9 d，为1978年以来同期最多，山区冻雪尤为严重，其中1月30日、2月1、4—6日浙中北大部出现-3～-5 ℃、部分-5～-10 ℃、山区-10 ℃以下的严重冰冻天气。

1月24—31日全省自北而南先后出现降雪，1月24—28日降雪天气主要在浙北地区，其中25日傍晚至26日早上降雪强度最强，浙北地区普降中到大雪，局部暴雪；30—31日降雪移至浙中南部地区。过程最大积雪深度，浙西北地区15～30 cm，杭州湾地区普遍4～10 cm，金华、丽水北部和衢州西部2～5 cm；城市积雪深度较大的有长兴22 cm，临安和德清19 cm，湖州18 cm，安吉15 cm。

由于本次雨雪冰冻过程时间长、强度大、范围广，对浙江省内交通、农林、人民生活造成严重影响与巨大损失。据浙江省民政厅统计，截至1月30日，全省受灾人口36万人，农作物受灾面积11.57万hm2；倒损房屋51间，因灾造成直接经济损失17.3亿元。交通方面出现较大范围的高速限行、列车停运、航班取消、农村公路封道等情况；农林业方面农业设施倒塌达758 hm2，长时间的雨雪冰冻造成蔬菜瓜果、毛竹、经济林木大量冻伤，加上期间光照不足，严重影响生长发育。绍兴、金华、衢州等地11地市出现不同程度输电线路覆冰、覆雪，其中山区的覆冰较为严重。

本文利用Micaps资料、Ecf再分析资料、自动站等非常规资料，通过大气环流、物理量诊断分析等方法，分析2018年1月下旬至2月上旬的高低空环流特征、动力、水汽及热力条件。

2 结果与分析

2.1 气候背景

2017年10月起太平洋中东部海面温度异常偏冷，即进入拉尼娜状态。在这样的冷海温背景下，东亚地区多经向环流，来自极地的冷空气偏强偏多，以至于1月平均气温较低。同时，来自西北太平洋的暖湿气流活跃，为2018年1月下旬浙江大范围的雨雪冰冻天气提供了稳定的气候背景，与王凌等[4]研究发现的我国南方强雨雪冰冻灾害大多在拉尼娜背景下发生的结论一致。

2.2 高空形势

如图1所示，灾害性天气过程往往伴随着大气环流系统出现，此次雨雪冰冻过程可明显发现，500 hPa上，1月20日8时起，乌拉尔山附近已有一高压脊，我国东北地区至贝加尔湖一带有一条东北-西南走向的横槽，整个欧亚大陆呈现两槽一脊的环流形势。23—26日乌拉尔山高压脊受暖平流北上影响进一步加强，鄂霍次克海至日本海附近有一个低涡槽稳定维持，新疆至长江中下游地区存在着广泛的西风带，引导北方冷空气南下。另外，由于温度槽落后于高度槽，横槽不断的分裂成小槽南下；25日8时乌拉尔山阻高已形成，南支槽与北支槽叠加，西南气流加强，与冷空气交汇，造成浙中北地区降雪明显，26日随着低槽入海，降雪量明显减少。27日横槽稳定且有所发展，南支槽东移加强，槽移至孟加拉湾以东地区，浙北地区出现暴雪，浙中地区相态转为以雨为主。28日贝加尔湖附近阻高南落，低涡后部西北气流引导阻高北部冷空气迅速南下，形成新一波冷空气，浙中北地区又转小雪。29日冷涡进一步增强，浙北地区转晴冷天气。

图1 1月25日8时的高空环流

伴随着500 hpa高空环流的演变，24—25日700 hpa上有2条明显的急流，分别位于内蒙古东部—华北北部—山东半岛的西北风急流和贵—湘—赣—皖南的西南急流，同时还在四川北部发展成1个低涡系统，且涡度前有明显的风切变，随着涡切东移，浙北地区处于西南急流中，降雪明显增强。26日8时系统过境转西北气流控制，降雪量减少。27日南支槽加强，急流轴位于贵—湘—赣—皖南一线，加上与北风冷空气结合，在浙北地区降雪再次加强。28日起，西南急流南落，浙北逐步转为西北气流控制，雪止转晴冷天气。

2.3 物理量场

2.3.1 水汽条件

充分的水汽是暴雪发生的必要条件，水汽通量一定程度可以反映大气中水汽含量。如图2所示，研究700、850 hpa高度上水汽通量发现，24日8时西南急流仅发展至皖赣交界，水汽通量中心位于湘桂地区，中低层水汽通量还较小；24日14时，西南急流发展至浙北地区，浙北地区处于偏南风、偏北风辐合区域，此时浙北降雪已开始，但是此时浙江地区水汽通量较小；25日11时西南急流进一步发展，急流轴位于湘南-浙北一线，700 hpa上浙北风速已达25 m·s-1左右，水汽通量对应加强，浙北地区降雪逐步加强；26日2时起西南气流回落，浙北地区转冷高前部偏东气流控制，水汽通量明显减小，降雪量明显减少，14时浙北转偏北气流控制，降雪略有中断；27日2时，西南急流发展，浙北开始转雪；27日20时西南急流再次发展加强至苏南，700 hpa上浙北风速25 m·s-1左右，水汽通量也相应加强，浙北地区再次出现明显降雪；28日西南急流回落，浙江逐渐转偏北气流，降雪趋于结束。由此发现水汽输送与整个降雪过程关系上，700 hpa较850 hpa关系密切，且急流轴位置对降雪有较大影响。29日总体转高压前部偏北气流控制，水汽条件转差，北部雨雪止。

图2 1月25—26日850 hpa的水汽通量

2.3.2 温度条件

如图3所示，从850 hpa温度场和风场分析，随着冷空气南下，等温线不断南压，24日8时，850 hpa 上-6 ℃苏南，-3 ℃位于浙北中部，0 ℃位于浙中南地区，等温线基本呈西北-东南走向，浙北地区陆续出现降雪现象；随冷空气进一步南下，25日温度梯度增大，26日0 ℃线南压至浙闽交界，-3 ℃位于浙南地区，浙中北地区气温普遍在-3～-9 ℃，其中25日傍晚至26日早上降雪强度最强，浙北地区普降中到大雪，局部暴雪；27～28日等温线略有北抬，-3 ℃线回至浙中北地区，但水汽条件转差，降雪减弱。南方地区850 hpa≤-3 ℃，是降雪的必备条件，与季致建等[5]在分析丽水地区40年大到暴雪气候时得出的结论一致。

图3 1月25—26日850 hPa的温度场与风场

2.3.3 热力条件

从柯桥站的探空资料分析，在24日20时已出现一定逆温，逆温层存于900～700 hpa，且逆温不明显，绍兴大部分地区转雨夹雪或雪，而湖州等浙北地区已出现明显降雪；25日20时逆温层发展，逆温层存在于850～700 hpa，温差约5 ℃，柯桥等浙中北地区出现明显降雪；26日8时逆温层有所减弱，浙北大部分地区白天起出现降雪中断；27日白天逆温层略有加深，柯桥阴有雨或雨夹雪；27日夜里起逆温消失，柯桥地区转雨，明显的降雪过程结束。另外分析发现，柯桥降雪期间，中间层存在逆温，且地面温度基本在0 ℃以下，850 hpa温度-3 ℃以下，700 hpa温度-1 ℃以下，500 hpa温度-10 ℃以下，与季致建等[5-7]结论类似。

3 小结

利用Micaps资料、Ecf再分析资料、自动站资料，通过大气环流、物理量诊断分析等研究分析发现，强劲的西南暖湿气流、北方强冷空气、中低层逆温的存在及有利的温度配置都是造成2018年1月下旬低温雨雪天气的主要原因。

拉尼娜事件为乌拉尔山阻高的形成与维持提供了有利的大尺度气候背景，阻高横槽型环流背景有利于冷空气不断南下，且冷空气强度较大。冷空气势力不断加强南压，是本次极端低温雨雪天气的大尺度环流背景。

700 hpa急流带水汽输送给此次低温雨雪天气创造了充沛的水汽条件，低空急流左前方的强烈上升运动又为雨雪天气提供了动力条件，700 hpa上的水汽通量及风速大小对预报降雪有较好的指示意义。

700 hpa暖湿气流和850 hpa干冷气流交汇，上暖下冷，形成逆温层，而逆温层的形成与降雪相态有直接关系，是今后开展降雪预报的关键。