一次冬季暴雪成因分析

焦作市气象局 肖杰

引言

暴雪是一个恶劣的天气，危害性较大。2008年的异常低温雨雪，导致了大规模的经济损失，因此做好暴雪天气预报具有十分重要的意义。几十年来我国的气象工作者对暴雪做了很多研究[1-6],王东勇等[7]指出，对于黄淮地区而言，其出现暴雪天气的原因在于近地面925hPa周围存在一个较强的低空急流；张迎新等[8]通过大量实验表明，高低层的风向是回流降水的主要诱发因素，中高层西南气流、低层偏东气流碰撞在一起，便会诱发降水；李如琦等[9]认为暴雪发生在低层水平螺旋度负值中心和整层螺旋度正值中心的东南边缘，总螺旋度强弱的变化反映了暴雪天气系统的趋势；池再香等[10]研究指出，对称不稳定大气是暴雪出现的基本条件，低空急流加快了对流层低层暖湿气流的上升速度，对不稳定能量进行了强烈刺激，进而出现了严重的暴雪天气。

2009年11月10日夜到12日早上，因在北方拿下冷空气及近地面东风回流与南方强盛暖湿气流共同作用下，焦作迎来了第一场暴雪，本文重点分析了其影响系统及物理机制，为以后暴雪天气预报给予了可靠理论指导。

1 过程概况

因在北方南下冷空气及近地面东风回流与南方强盛暖湿气流共同作用下，2009年11月10日晚上一场暴雪悄然而至，其降雪量达27.3～39.5毫米，12日早上最大积雪深度为20.0～30.3厘米，其中焦作市区、博爱和温县的积雪深度创有气象记录以来的最高值，其它县（市）也均为有气象记录以来的次高值。

强降雪主要集中在10夜里、11日下午到12日早上8时。其中10日20时到11日20时雨雪总量达11.1（修武）～21.0（焦作）毫米，到11日20时积雪深度除焦作超过10厘米达暴雪标准外，其它县（市）均不足10毫米属大到暴雪；11日20时到12日20时雪量达15.9（沁阳）～20.4（温县）毫米，各县（市）均达到暴雪标准。连续两天出现大到暴雪，在焦作有气象记录以来还是第一次。

2 暴雪过程环流背景及主要影响系统分析

北方南下冷空气及近地面东风回流与南方强盛暖湿气流共同作用是这场暴雪的主要原因。此次暴雪过程是在比较有利的环流背景下产生的：500hpa上低槽东移，700hpa强盛的西南暖湿气流，850和925hpa的东风急流，地面河套锢泅锋和华北冷空气不断扩散南下形成的东风回流。

2.1 500hpa低槽东移

10日08时500hpa图上，河南省受弱脊控制，10日白天以多云天气为主，延安、汉中到重庆一线有低槽东移，造成10日夜里的强降雪天气。新疆西部有一宽广低槽，槽后有强冷平流配合，预示着有分裂的短波槽东移发展。11日上午降雪有一次间歇，11日下午到夜里受分裂东移的低槽影响，全市再次出现强降雪天气。

2.2 700hpa强盛的西南暖湿气流

10日20日700hpa图上，我区已经处于较强的西南气流中。位于河套地区到山西中部的暖切变未来是东扩的，东段略微南压。从10日20时到11日20时，郑州站的西南风速一直是加强的，影响我区的强降雪主要是切变线南侧强盛的西南暖湿气流。中层的西南暖湿气流和近地面东或东北风气流形成“天南地北”形势，这是河南省产生大暴雪的典型形势。

2.3 850和925hpa的东风急流

从850hpa的形势演变可以看出，降雪开始，我区一直处在东风或东南风气流中。11日20时，加强成一条东南风急流输送到河南省的中部，将东部沿海丰富的水汽不断输送到我区上空。同时，在河南省东部，有一条东北风与东南风的切变，大大增强了我区上空的辐合上升运动。

同样，分析强降雪过程中925hpa的形势演变，我区一直处在从渤海伸向河南省的强盛的东北风急流中。它的稳定存在将渤海弯附近的水汽不断输送到我区上空，为暴雪天气的产生提供了一条重要的水汽通道。12时08时，东北风急流消失，我区降雪基本结束。

2.4 地面河套锢泅锋和华北冷空气不断扩散南下形成的东风回流

11月10日20时的地面图上，焦作市处于华北冷高压底部东风气流中，新疆地区有一冷高压，两高之间在河套地区形成锢泅。华北冷高压中心1047hpa，而伸入河套内部的倒槽中心只有1000 hpa，形成明显的回流天气。自渤海回流到华北平原的干冷空气和中层强盛的西南气流相遇，干冷空气比较重，冷空气不断扩散南下，在低层形成冷垫，暖湿气团爬升到干冷空气上面，辐合抬升不断加剧，形成强降雪。12日白天，西路冷空气入侵，河套锢泅破坏，降雪停止。

3 物理量诊断分析

为充分认识暴雪形成的物理机制，从以下几个方面诊断：

3.1 温度场分析

分析850hpa温度场演变，8日20时，锋区位于北纬37度线以北，9日白天继续南下，10日白天锋区基本上已压过我区，我市温度持续下降。10日20时-4度等温线位于我市北部，郑州站温度为-2度，地面图上我市的温度在2-3度，降水开始时，为雨夹雪，随着锋区的继续南压，10日夜里我市温度降到0度以下，转为纯雪。11日白天到夜里-4度等温度线继续南下到河南省中部地区，我省的北部地区为雪而南部为雨，可见-4度等温线是雨雪的分界线。

另外分析郑州和南阳站的探空曲线，可以看出，在降水过程中，850和925之间存在着一个逆温层，从而造成了河南省南部大范围的冻雨天气。

3.2 散度场分析

10日20时，我市处在-10×10-6s-1的散度低值区中，而500hpa以上，处于高值区中，200和250hpa上散度值都大于20×10-6s-1（250hpa散度值达到30×10-6s-1）。这种低层强辐合高层强辐散有利于上升运动的加强,使大量水汽汇聚我市上空，形成强降雪。

3.3 垂直速度场分析

10日20时，从山西经我省西北部伸向重庆一带为一个20×10-2hpa·s-1的强烈上升运动闭合大值区，我市的上升速度值25×10-2hpa·s-1左右，对应10日夜里强降雪。11日08时，上升速度值大大减小，为-1×10-2hpa·s-1左右，11日上午降雪有个间歇。11日下午到夜里再次处于强上升速度区，降雪加强。12日白天，上升速度大值区东移我区，由于西路冷空气入侵，我省下沉速度加强，降雪结束。

4 结论

（1）此次暴雪过程是在比较有利的环流背景下产生的：500hpa上低槽东移，700hpa强盛的西南暖湿气流，850和925hpa的东风急流，地面河套锢泅锋和华北冷空气不断扩散南下形成的东风回流。（2）这次过程河南省的北部地区基本为雪而南部为雨，-4度等温线是雨雪的分界线。在降水过程中，850和925之间存在着一个逆温层，从而造成了河南省南部大范围的冻雨天气。（3）自渤海回流到华北平原的干冷空气和中层强盛的西南气流相遇，干冷空气比较重，冷空气不断扩散南下，在低层形成冷垫，暖湿气团爬升到干冷空气上面，辐合抬升不断加剧，形成强降雪，这种“天南地北”的系统配置非常有利于河南省产生大到暴雪。