九江一次东北冷回流造成的暴雪天气分析

梅 婷 张晶晶

（九江市气象台 江西九江 332000）

一、天气过程概况

受高空低槽东移，中低层西南急流和地面强冷空气南下影响，从20日14时开始，冷空气前沿逼近我市，开始由零星小雨逐渐转为冰水混合物并逐步降温，随着冷空气进一步南下，21日凌晨我市开始自北向南转为固态降水，至21日14时降水短暂减弱。在此期间以彭泽4.2厘米雪深最大，都昌4.2毫米雪量最大。由于地面温度还不够低，并未出现太厚的积雪，以湿雪为主。而后17时开始至22日11时，我市固态降水进一步加大，至22日20时，降水逐渐减弱。此阶段以庐山11.3厘米雪深最大，武宁12.9毫米雪量最大。

23日～25日由于强冷空气南下的冷高压持续控制，全市出现持续低温和严重冰冻天气，尤其25日早晨出现了这次雨雪过程的最低气温，以九江本站-9.0℃为最低，德安-8.8℃次之，其中九江站最低气温破1991年-6.7℃记录（彭泽撤站、九江县未建站，故无数据）。这次过程偏北风力加大，星子站出现7级大风（14.7m/s），九江、修水、永修、都昌、九江县、瑞昌站出现极大风力6级。

二、大气环流背景场

这次过程500hPa高空实况的平均场高纬表现为“两槽一脊”型。

1.乌拉尔山暖脊强烈发展且稳定维持，东北冷涡势力明显偏强，低涡底部有强西风带；

2.南支槽。此次过程南支槽表现活跃，我市一直处在南支槽前西南气流中，中低纬地区南支槽的不断东移和转竖的横槽同位相叠加，利于槽的加深。

3.海平面气压。从17日开始在西西伯利亚地区冷空气开始堆积，19日08时贝加尔湖以西有一个闭合完整的冷高压中心，中心强度为1060hPa。19日20时堆积的冷空气首次开始分裂南下，21日17时冷舌已经伸至湖南地区。在20～25日之间蒙新高压冷势力强大而稳定，不断分裂强冷空气南下（图2b）。降水随着冷空气南下而不断南压。由于强冷空气影响，持续低温和积雪造成严重冰冻。

图2 风矢量流线剖面图

三、天气形势分析

图1a表明21日8时，500hpa高纬上乌拉尔山以东和鄂霍次克海地区分别有暖脊和高压发展，两个脊夹持一个大的冷涡，其间有一宽广的低压槽，形成倒“Ω”型。低涡在蒙古地区伸出一条横槽，低涡底部有一条强西风带，强锋区位于40°N左右。南支槽位于云南—贵州—四川。700hpa风速、风向切变线位于长江流域一带，长江以南有一条显著急流区，急流核在贵州—福建—浙江南部一带，风速≥24m/s。江淮、江南、西南地区直至华南地区都处在显著湿区中。850hpa上弱暖切变线位于江西中部，我市位于切变线和暖湿气流的辐合出口区左侧。而925hPa上东北冷回流已经南下影响沿江，0℃线压过我市，冷垫已经形成，迫使暖空气爬升。孟加拉湾有印缅低槽发展，槽前正涡度平流有利于辐合抬升和南支槽的加深东移。地面图上西西伯利亚平原和贝加尔湖之间有强大的冷高压，中心气压为1060hPa，此配置符合江西暴雪模型[1-2]。槽前暖湿气流加强，此时我市北部大部分地区降水相态为纯雪，而南部由于冷垫刚形成，开始出现湿雪。到14时700hPa急流减弱，降水逐渐减弱。

图1 1月21-22日高空实况分析综合图

21日20时，700hPa急流再次加强，降水又开始趋于明显。22日08时（图1b），500hPa仍然维持两槽一脊，印缅低槽加深，南支槽缓慢东移。700hPa切变线仍然维持，急流带稍向南摆动，风速突增至28m/s，850hPa发展出低涡，切变线位于吉安—抚州一线。925hPa冷温槽明显加深，东北冷回流影响赣州，0℃线压至赣南，汕头至台湾海峡一带转为偏东北风，地面冷锋锋区压至华南沿海一带。

从图2也可以反映出我市在降雪开始前，整层风的流场变化，从850hPa到500hPa乃至400hPa都是斜升气流，说明其间有风速风向的切变导致产生倾斜。而在31°N以北1000hPa至700hPa都已经出现偏北气流，层次较厚，说明冷下垫面在30°N以北已经稳定形成，我市冷垫还未稳定，地面温度还不够寒冷。

四、常规物理量要素

19日20时水汽通道还没有打开，从20日08时开始由于700hPa西南急流风速增加，水汽被源源不断地输送到我市，水汽通道逐渐形成并且贯通，此时我市还是以弱冰水混合物相态为主。20日20时水汽通道完全形成，在700hPa上存在一个10g/(cm2·hPa·s)的正中心，表明水汽条件达到饱和；此后水汽通道维持，22日20时水汽通量大值区逐渐抬升，700hPa以下开始逐渐转干。

而从水汽通量散度场上来看，我市20日20时和22日08时在700hPa和850hpa之间有值为-11×10-7g/(cm2·hPa·s)和-8×10-7g/(cm2·hPa·s)的负中心，表明此时水汽辐合作用非常明显。由于大垂直速度导致上升运动明显并且带有充足水汽，降水的量级也就愈发可观。可以看出这次过程，700hPa暖湿气流沿受东北冷回流影响的下垫面被迫抬升造成大量级降水。

五、大气层结温度特征分析

在九江以北的武汉、安庆两站，850hPa至700hPa存在逆温层，表现为冷性（温度≤0℃）[1]，武汉站逆温层厚度为1km，而安庆站则有1.5km，逆温层结较厚，而南昌此时从925hPa到700hPa之间也存在逆温层，但是表现却是暖性（温度≥0℃），逆温层有1.6km。冷锋锋区前沿压至武汉—合肥—南京一线。故我市以南地区仍然以雨为主，我市从冰水混合物开始向固态降水转换。

六、雷达回波演变分析

（一）雷达回波强度分析

在降雪初期，回波发展并不强烈，结构松散稀疏，回波的强度也不强。其后随着切变线的略微南压，回波开始逐渐发展，影响我市的回波达到30～32dBZ，开始逐渐变强，结构也开始变密且稳定东移，回波顶高度增加到5～6km，降水开始加强。由于此时我市南部温度较北部高，北部以纯雪为主，而南部主体还是以湿雪为主，并未出现深厚积雪。21日14时之后，回波主体开始减弱，此时降水逐渐减弱。在21日17时回波主体在东移过程中逐渐北抬，强度达到30～35dBZ，此时以积云层状云混合降水为主，由于700hPa西南急流加强更加明显，北部东移南压的回波和南边北抬的回波合并沿切变线南缘加强东移，我市市区、庐山、德安、星子、都昌等县市回波强度达到39dBZ，顶高一度达到8.2km，此时由于冷垫稳定，地面温度已经达到0℃以下，故我市降水主要以干雪为主，降雪持续5～6h，随后回波主体再次减弱直至消散，降雪减弱后停止。

（二）径向速度产品分析

这次过程开始前，在雷达有效探测范围内风场逐渐调整为在1.5°仰角零速度线呈现出“S”型，零速度线狭窄，低层西南风随高度顺转为南风，暖层深厚，在低层有充足的暖湿空气辐合上升，暖平流加强，风速梯度增加，入流度相对较高，为降水发展做了充分的水汽准备条件。

此后，暖平流遭到破坏，风场再次调整。零速度线开始由“S”型曲线转为反“S”型曲线，风随高度逆时针旋转，冷平流开始向上发展，此时在低层出现90°折角，说明风向垂直切变大，并且此时出现了对称的“牛眼”结构，中心最大速度值达到15m/s，但正负速度面积不大，在对应于25km左右有一切变层，可以看出低层冷垫面已经形成，冷锋过境，降水加大，反“S”型曲线维持，而后“牛眼”结构模糊，中心最大速度减弱。21日17时后，反“S”型曲线再次变得清晰，“牛眼”结构再次清晰建立，中心最大速度值再次达到15m/s，随着低层冷平流向上发展，零速度线开始慢慢变宽，风场结构变得不清晰，雨雪过程则逐渐减弱停止[2]。

七、结束语与讨论

1.从形势上看，高层200hPa有84m/s的西风急流带稳定维持，500hPa中高纬表现为“两槽一脊”，南支槽活跃东移和转竖的横槽同位相叠加，低槽得到发展加强。中低层表现为强西南急流（24m/s到28m/s）突增，暖湿气流和输送明显，但925hPa上却表现为从东北南下影响的一支冷性回流，导致冷垫面先形成，地面温度降低。冷垫维持稳定是造成这次持续低温和严重冰冻的主要原因。

2.从850hPa至500hPa乃至400hPa上存在一支斜升气流，风速和风向都存在一定的切变，高低空急流耦合作用是导致这次降水的动力抬升机制和主要原因。

3.逆温层相对较厚，不利于降雪的发生发展。地面温度低于0℃并且存在暖性逆温层时，主要还是以液态降水为主，当暖性逆温层变为冷性逆温层时，有利于降雪的发展和维持。

4.降雪开始前，反射率因子上表现为回波的主体一般不强，结构松散，以层状云降水为主，回波顶高不高。径向速度场表现为狭窄清晰呈“S”型的零速度带，有利于暖湿水汽的相对入流度增加，降水云团发展。当降水明显时，反射率场表现为积云或积状云层状云混合降水回波，强度一般能达到30～35dBZ，回波顶高在8～9km左右，径向速度场表现为一对对称的正负速度中心，“牛眼”结构维持。零速度带变宽且模糊，风场结构不清晰，可以预示着雨雪过程逐渐减弱停止。

5.当东北风影响低层后，冷垫逐渐形成，降雪开始。低层到高层逐渐由南向北转换，当东北风完全控制整层后，降雪趋于结束。但降雪强度与南北风向转换的快慢是否有一定的联系，还需要再进一步的讨论。