2018 年三门峡市典型回流暴雪过程诊断分析

姜珊

（三门峡市气象局，河南 三门峡472000）

1 概述

暴雪过程是冬季较易出现的灾害性天气，降雪或雨夹雪过程，以及随后伴随的道路积冰积雪均对交通运输和工农业生产产生了严重影响，给公众出行也带来了极大不便。同时随着各部门之间的联动联防工作更加成熟的开展，对冬季暴雪预报和决策服务工作提出了更高的要求。回流暴雪是一种较为典型的暴雪天气过程，前人对其成因和系统特征也进行了卓有成效的研究[1-3]。2018 年1 月3-4 日河南省三门峡市出现了一次罕见的全区性强降雪天气过程，通过分析此次暴雪过程环境场的高低空配置、回流性质、物理量特征及高低空急流的作用，有助于充分认识本地回流降雪的结构特征，进一步提高回流暴雪天气预报的准确性。

2 暴雪实况和灾情概况

2018 年1 月3-4 日三门峡市出现少见的全区性强降雪天气，全市普降大到暴雪，灵宝市和卢氏县出现大暴雪，过程降雪概况：市区5.8 毫米，最大雪深6 厘米；灵宝26.7 毫米，最大雪深30 厘米；渑池9.3 毫米，最大雪深10 厘米；卢氏19.9 毫米，最大雪深20 厘米。此次强降雪天气过程降雪量大，积雪量厚，灵宝站降雪量和雪深均突破1 月历史极值（历史极值为降雪量25.1毫米，雪深26 厘米）。（如表1）。

表1 过程降雪量及最大雪深

此次强降雪天气过程主要造成灵宝市经济损失9.6 万元。据统计，阳平镇3 个村庄的香菇种植棚共400 平方因雪倒塌，经济损失2 万元。焦村镇香菇种植棚694 平方米、猪舍50 平方米因雪倒塌，受灾人口9 人，经济损失7 万元。五亩乡台头村一猪舍倒塌，压死生猪5 头，经济损失6000 元。豫灵镇一收粮食点彩钢棚（800 平方）因雪压垮。苏村乡梨子沟村蔬菜大棚一个（400平方）因雪损坏。川口乡庄里村一个草莓大棚因雪损坏（200 平方）。

3 高空天气形势分析

2 日08 时500hPa 图上（图1），亚欧大陆大的环境背景场为明显的两槽一脊型。西部的低压中心位于新疆北部与哈萨克斯坦交界地区，从中延伸出的低槽影响新疆省大部分地区，至青藏高原断裂形成明显南支槽。东部的强低压中心位于日本海上，两个中高纬低压系统中间在贝加尔湖南侧蒙古国境内形成明显高压脊。

在过程开始前，中国中西部地区基本都位于西部低压中心带来的宽广低槽内部或低槽前沿，随时间推移，西部低压中心不断分裂出短波槽东移，最终与不断东移北上的南支槽合并加强，至3 日20 时我市已经位于明显的槽前西南气流中。此后低槽东移过境，在4 日20 时低槽已经移出我市，三门峡市基本转受槽后西北气流控制，降雪过程逐渐停止。500 hPa 的两槽一脊形势配置给此次强降雪过程提供了良好的环境背景场。

中低层700hPa 和850hPa 上，随时间推移西南急流和东风急流加强明显，700hPa 上槽后冷空气与南支槽前西南气流交汇于三门峡地区，冷暖交替增强了层结系统的不稳定性，有利于降雪天气过程的产生[4]。

图1 2018 年1 月2-4 日时500-850hPa 高空形势配置

4 地面天气形势分析

2 日08 时地面图上（图2），三门峡市位于东路冷高压前沿。在14 时开始已经有冷空气逐渐渗透南下，影响河南省北部地区。

到3 日08 时，东路冷空气已经迅速南下控制河南省大部分地区，三门峡市转受冷高压控制，气压梯度明显增大。此后华北地区不断有冷空气经由河北山西地区入侵南下我市，为强降雪的产生带来了持续的有利条件。

东路冷空气是冬季出现明显回流暴雪过程的一个重要指示因子[3]，此次降雪过程的东路冷空气强度大，持续时间长，源源不断的冷空气输送为三门峡市降雪的出现带来了有利条件，此外冷空气的引导南下也促进了地面“冷垫”的形成，对激发低层的不稳定能量有明显促进作用。

图2 2018 年1 日2-3 日08、14、20、08 时地面图

5 物理量场分析

5.1 动力条件

从灵宝站（110.8°E,34.5°N）沿着经线做散度剖面（110°E-120°E），对此次暴雪过程的上升运动条件进行分析。从散度剖面场上看，从2 日08 时（图3）三门峡地区低层就出现了一定的弱辐合形势，辐合中心出现在灵宝附近。到3 日降雪过程开始，近地面层又逐渐转为辐散场为主。

这应该是由于此次明显雨雪过程降水期间的拖曳作用导致低层逐渐转为辐散态势，由于灵宝、卢氏地区降雪量大，因此辐散中心也出现在此地。

与之对应500 至850hPa 转为深厚强辐合层，高层转变为辐散层。这种层结形势有明显的高空辐散中低层辐合趋势，有利于近地面水汽的垂直输送和降雪过程的长时间维持。4 日低层辐散和中高层辐合态势一直维持，导致此次降雪过程同时持续不断。

图3 2018 年1 日2-4 日散度剖面图

5.2 热力条件

从灵宝站（110.8°E,34.5°N）沿着纬圈变化制作假相当位温剖面（31°N-38°N）分析三门峡地区降雪量最大地区的能量条件演变情况。在此次降雪过程开始前，以2 日20 时为例（图4a），假相当位温垂直分布呈现南高北低的趋势，南部地区假相当位温线更为密集，说明该地区的不稳定能量相对较大，容易因局地扰动出现抬升运动，导致不稳定层结出现，最终导致降水天气产生。850hPa 以下三门峡地区有明显的低值中心存在，即低层以冷空气控制为主, 高层暖湿空气强度较强, 叠加在近地面层的冷层之上，也就是前人所称的经典“冷垫”和“暖盖”配合结构[4]。结合水汽输送条件，低空急流向北输送强暖湿空气与底层冷空气相遇, 对后续冷暖交汇能量激发产生强降雪有显著的积极作用。随时间推移，至3 日20 时（图4b）假相当位温线密集区域逐渐北抬至灵宝地区附近，该地不稳定度迅速上升，与强降雪开始时段互相印证。

图4 2018 年1 月2-3 日假相当位温剖面图

（a 为1 月2 日20 时，b 为1 月3 日20 时）

5.3 水汽条件

从700hPa 来看，2 日08 时开始西南风逐渐加强，携带水汽北上（图5a）。强劲的西南急流为降雪的产生提供了较好的水汽供应条件,随后至4 日我市已经位于明显湿区中，风速辐合加强的态势也非常明显。3 日20 时至4 日14 时（图5b）我市灵宝市和卢氏县长时间处于西南急流出口区北侧，有显著正涡度存在，水汽在本地大量累积，为当地长时间降雪提供了源源不断的水汽供应。在4 日20 时（图5c）以后急流携带水汽东移，大湿区逐渐离开我市，湿度条件转差，此次降雪过程也逐渐结束。

从850hPa 上来看，随时间推移，东风急流逐渐加强西伸影响我市。2 日20 时（图5d）我市仅有局地水汽的累积，至3 日14时（图5e）我市已经位于强劲的东风急流中，水汽输送条件迅速转好。3 日夜至4 日（图5f）本地相对湿度达到最大，三门峡地区700-850hPa 均为明显水汽输送层，湿层深厚，这是强降雪过程持续的必要条件[5]。

图5 2018 年1 月2-4 日700 至850hPa 相对湿度和风场演变

（a 为2 日20 时700hPa 相对湿度和风场分布；b 为3 日20时700hPa 相对湿度和风场分布；c 为4 日20 时700hPa 相对湿度和风场分布；d 为2 日20 时850hPa 相对湿度和风场分布；e为3 日14 时850hPa 相对湿度和风场分布；f 为4 日14 时850hPa 相对湿度和风场分布）

6 结论与讨论

6.1 三门峡市此次暴雪的天气形势为500hPa 高空为两槽一脊型，南支槽与亚欧大槽分裂出北支槽合并东移，低层有明显西南急流和东风急流的汇合，地面蒙古冷高压东移至东北地区从东路南下，形成明显“冷垫”结构，地面场为明显东高西低形势，符合典型回流暴雪特征。

6.2 暴雪过程产生时中高低空急流有非常重要的作用。冷空气自850hPa 以下随强劲的东北风回流至河南省，暖湿气流在700hPa 和850hPa 随西南急流以及东风急流输送至三门峡市西部和南部，叠加在“冷垫”上。低空急流前部暖湿气流辐合抬升，高空200hPa 急流右后侧的辐散抽吸作用使上升运动加强。

6.3 回流暴雪过程的水汽输送主要来自700hPa 强劲的西南气流，水汽源地为孟加拉湾，充足的暖湿气流叠加在近地面层干冷的空气上，为回流暴雪天气产生提供了良好的水汽条件和不稳定触发条件。

6.4 假相当位温密集区由南向北伸展，暖湿气流叠加在干冷气流上，为经典“冷垫”和“暖盖”配合结构。

6.5 此次回流暴雪过程是三门峡地区一次典型暴雪过程，环流形势场、风场、物理量场配合较好，其反映出的特征也具有明显代表性，对后续暴雪过程尤其是回流暴雪预报有一定的启发作用。