2024年初两次雨雪冰冻天气过程对公路通行影响的对比分析

摘要：2024年1月31日-2月5日、2月18-25日我国先后出现两次大范围雨雪冰冻天气过程（分别简称“0131”过程和 “0218”过程），两次过程具有相态复杂、雨雪量大、影响范围广、持续时间长等特点。利用全国2430个国家气象站观测数 据以及交通流量和公路阻断信息，对比分析了两次雨雪冰冻天气过程对公路通行的影响；同时，选取降雪量、冻雨、积雪 深度、地面温度、地面结冰作为影响公路通行的气象指标，构建冰雪天气指数，探讨冰雪天气强度与公路通行影响的关

系。结果表明：两次过程发生于春节前后人口流动高峰期，“0218”过程影响范围更广，造成交通流量的降低幅度总体高 于“0131”过程；两次过程中陕西、山西、河南、湖北、湖南以及贵州6省公路通行受积雪或结冰影响严重，路段封闭段次 多，但影响程度存在地区差异，其中山西、河南、湖北、湖南“0131”过程影响更重，陕西、贵州“0218”过程影响更重；两次过 程中冰雪天气指数强度与公路阻断影响度的变化趋势一致，与交通流量变化率呈反比，反映出冰雪天气指数对于冰雪天 气下的公路交通影响研判具有良好指示意义。

关键词：雨雪冰冻天气；交通流量；路段封闭；天气指数；公路阻断信息

中图法分类号：P429

文献标志码：A

DOI： 10.12406/byzh.2024–071

Comparative analysis of two rainfall/snowfall and freezing weather events

impact on the highway in early 2024

TIAN Hua1， SONG Jianyang1， GAO Jingjing1， ZHAO Luqiang1， LI Kunyu2， YAN Minyue3

（1. Public Meteorological Service Center of CMA， Beijing 100081 ; 2.National Meteorological Center， Beijing 100081 ;3. Highway

Network Monitoring and Emergency Response Center of the Ministry of Transport， Beijing 100029）

Abstract： In early 2024， from January 31 to February 5 and from February 18 to 25， two widespread rainfall/snowfall and freezing events weather occurred in China， hereinafter referred to as the \"0131\" and \"0218\" events. The two events were characterized by complex precipitation phases， large amounts of rainfall and snowfall， a wide range of influence， and long duration. Utilizing the observation data from 2 430 national weather stations， as well as the traffic volume and highway block information， the impact characteristics of the two rainfall/snowfall and freezing weather events on highway traffic were compared and analyzed. In addition， the snowfall， freezing rain， snow depth， surface ground temperature， and surface ground ice were selected as the elemental indexes affecting highway traffic. Then an ice and snow weather index was constructed to explore the relationship between the intensity of ice and snow weather and the impact on highway traffic. The results indicate that the two weather events occurred during the peak periods of people traveling to their hometowns before the Spring Festival and returning after the festival. The \"0218\" event had a wider impact range， resulting in a higher overall reduction in traffic flow compared to the \" 0131\" event. During the two events， the highway traffic in Shaanxi， Shanxi， Henan， Hubei， Hunan， and Guizhou was severely affected by snow accumulation or ice， with many road section closures. However， there were regional differences in the degree of impact. Specifically， the \"0131\" event had a stronger impact on Shanxi， Henan， Hubei， and Hunan. While the \"0218\" event had a more significant impact on Shaanxi and Guizhou. During the two events， the intensity of the ice and snow weather index was consistent with the trend of impact degree of road blockage， and inversely proportional to the rate of change in traffic volume， indicating that the ice and snow weather index has a good guiding

significance for the assessment of the impact of rain and snow freezing weather on highway traffic.

Key words： rainfall/snowfall and freezing weather; traffic volume; highway section closure; weather index; road blockage information

引 言

雨、雪、冰冻等不利天气严重影响道路交通和运 输安全，不仅会降低交通通行效率，造成交通拥堵或 阻断，还会增加交通事故风险。Hassan和Barker（1999）发现不利天气条件下交通流量平均减少5%，路 面有积雪时减少幅度可达10%～15%。吴彦等（2013） 利用沿天山高速公路恶劣天气交通管制信息分析指 出，高速公路冰雪灾害的危害程度依次是道路结冰、风 吹雪、强降雪。Qiu和Nixon（2008）通过荟萃分析（Me- ta-analysis）研究1967-2005年34个降水事件影响发 现，雨天和雪天交通事故率平均增加71%和84%。Becker等（2022）评估了降水情况下不同碰撞类型增加 的相对风险，发现雪天对卡车的单车碰撞事故影响最 大，弯道和下坡路段相对事故风险最大。宁贵财等 （2016）研究了我国2005—2014年雨、雪、雾、沙尘、大风 和冰雹等不利天气条件与交通事故的关系，发现雨雪 天气造成事故起数、经济损失及伤亡人数位居前二 位。王洁等（2020）分析了河北省交通事故天气条件， 发现雪天事故总量较雨天、雾天少，但事故等级高，影 响恶劣。以上研究表明，雪天或冰冻天气在抑制出行 程度和增加交通事故风险方面的影响极为显著。

研究不利天气对公路交通的影响规律，对于保障 公路交通通行安全和高效运行具有重要意义。近来 年，学者们针对雨雪冰冻天气对公路交通的影响开展 了一系列研究。汤筠筠和杨涛（2008）分析总结了2008 年雨雪冰冻天气下公路交通滞留、拥堵成因和受灾特 点，并指出凝冻造成路面严重结冰、受灾位置处于交 通运输主通道、发生时正值春运高峰期是造成大量人 员和车辆滞留的原因。李兰等（2011）利用2008年初持 续低温雨雪冰冻期间武汉城市公共交通线路逐日停 运数据定义持续低温雨雪冰冻天气过程的城市公共 交通影响度，并选择积雪深度、日平均气温等关键气 象因子建立了气象评估模型。刘明明等（2011）利用主成分分析方法研究得出温度、湿度、降雪量和积雪日 数是山区公路雪灾的主要因子，然后通过构建山区公 路冰雪灾害强度模型，评估了重庆城口地区2008年 冰雪灾害危险性等级。刘勇洪等（2013）依据灾害学 原理构建冰雪灾害对北京城市公路交通运行的预警 评估模型和评判标准，以此评估了北京历史上38次 冰雪灾害事件的影响程度。以上雨雪冰冻天气对公 路交通的影响分析多以定量统计为主，在结合交通流量和公路阻断信息等行业资料开展定量化研究方 面尚存在不足，且研究选用的气象影响因子主要以 气温、降雪量、积雪深度为主，未考虑冻雨、地面温度 等对公路通行的影响。而结合交通流量和公路阻断 信息等行业资料，综合考虑冻雨、地面温度等气象因 子对公路通行的影响开展研究，可以加深认识雨雪 冰冻天气对公路通行的影响规律，从而更好地为公路 交通气象预报提供服务。

2024年1月31日-2月5日、2月18-25日我国先 后出现两次大范围雨雪冰冻天气过程（分别简称 “0131”过程和“0218”过程），造成湖北、湖南、江苏、安 徽等20省（区、市）636万人次不同程度受灾，农作物受 灾面积6.7×105hm2，直接经济损失197.5亿元。同时， 两次过程与春运叠加，对公路保畅、电力保供、群众 出行和生产生活带来严重影响，是2009年以来春运 期间最严重的低温雨雪冰冻灾害（中华人民共和国应 急管理部，2024；张芳华等，2024）。为此，本文首先分 析了这两次雨雪冰冻天气过程的特点；在此基础上， 应用交通流量和公路阻断信息，对比分析了两次过 程对公路通行的影响特征；最后选取降雪量、冻雨、 积雪深度、地面温度和地面结冰作为影响公路通行 的气象指标，构建冰雪天气指数，探讨冰雪天气强度 与公路通行影响的变化关系，以期为今后此类天气 的公路交通预报服务提供参考。

1资料与方法

1.1资料说明

本文使用资料包括：（1）两次过程期间欧洲中期天 气预报中心（ECMWF）第五代大气再分析资料（ERA5）

每日08时（北京时，下同）500hPa位势高度和850hPa 风场资料，空间分辨率为0.25°×0.25°，用于雨雪冰冻 天气过程的高空形势分析。（2）2024年1-2月全国 2430个国家气象站地面温度、气温、降水量、积雪深 度、冻雨日值观测资料，来源于国家气象信息中心，用 于两次过程积雪深度、冻雨等对比分析和冰雪天气指 数计算，其中降水量、积雪深度日统计时段为08-08 时。（3）2024年1-2月各省公路（包括高速公路、国道 和省道，下同）的日交通流量，来源于全国智慧路网监 测平台，该资料基于互联网导航和全国重载货运等移 动位置信息，通过路段推测、道路匹配等算法计算得 到（薛明等，2006），用于交通流量变化特征分析。（4）两 次过程期间每日07时和17时公路阻断信息，来源于交通运输部路网监测与应急处置中心，记录了公路编 号、公路名称、封闭位置，收费站关闭个数等，用于公 路阻断影响分析，其中日公路阻断信息统计时段为 07—07时。

1.2有关定义及冰雪天气指数的构建

为探讨冰雪天气强度与公路通行影响的变化关 系，分别定义了交通流量变化率、公路阻断影响度，并 构建了冰雪天气指数。

1.2.1交通流量变化率的定义

借鉴杨珍珍（2023）定义的交通流量数据分类和边 界阈值确定方法，构建雨雪冰冻天气过程下的交通流 量变化率，其主要由恶劣天气下交通流量和正常情况 下交通流量表征，公式如下

2两次雨雪冰冻天气过程概况

图1为两次过程开始日和结束日08时的500hPa 位势高度场和850hPa风场叠加图，可见两次过程均 是由冷暖空气共同作用引起；期间高层副热带高压（以 下简称副高）系统均比较强盛，588dagpm线位于华南 沿海一带，副高中心区域位势高度出现较大范围的 592 dagpm闭合线，850 hPa也均出现明显的西南低空 急流，有利于低层孟加拉湾、中南半岛、南海一带暖湿 气流北上输送。“0218”过程的冷暖空气活动较“0131” 过程强。“0131”过程以南支槽东移为主，暖湿气流仅 北上至长江中下游及黄淮、江淮、江汉平原一带，在此 与中纬度冷槽带动下的冷空气交汇并维持，暖湿空气 缓慢爬升到冷空气上方，导致河南南部、苏皖北部、湖 北、湖南北部、贵州等地出现雨夹雪、雨转雪、雪、冻雨 等降水相态反复变化；陕西中部、山西南部、河南东 部、湖北中部、安徽北部、江苏北部等地最大积雪深度 达15～25cm（图2a）。而“0218”过程暖湿气流北上至华北、东北地区，与较强冷空气相遇后，在华北北部、 东北地区产生降雪。19-20日冷空气主力在中纬度 冷槽的带动下东移南下，迫使暖湿空气南退，天气区 明显分为两部分，一部分在安徽、江苏地区，另一部分 维持在湖北东部、湖南、贵州等地。21-24日冷空气 由安徽北部、湖北东部、湖南北部等地逐步南压，25日南压至江南南部。期间黄淮至江南北部均出现雨转 雪或雨夹雪或冻雨的复杂降水相态转换，且多地伴有 强对流天气。虽然“0218”过程影响范围广，冷暖空气 强度大，但积雪程度总体低于“0131”过程，最大积雪 深度有10～15cm，出现在河北中部、山西中部、河南 中部、安徽北部等地（图2b）。

针对两次雨雪冰冻天气过程影响的华北、华东、 华中、华南、西南以及西北地区东部（以下简称“中东部 地区”），对比两次过程冻雨和降雪情况（图3）可见，两 次过程均具有相态复杂、雨雪量大、影响范围广、持续 时间长等特点，其中冻雨持续时间及最大降雪量相 当，但“0131”过程的最大积雪深度更深，“0218”过程 的冻雨影响范围更广。

3两次雨雪冰冻天气过程对公路交通的影响分析

3.1对交通流量的影响

从两次过程交通流量变化率（图4）空间分布来看， 雨雪冰冻天气均造成公路服务水平降低。其中， “0131”过程对山西、河南、陕西的公路通行影响最严 重，交通流量降低率为41%～62%；“0218”过程对山西、湖北、河南的公路通行影响最严重，交通流量降低 率为40%～49%。对比来看，“0218”过程对公路交通 影响范围更广，除山西、河南、陕西外，中东部大部份 省份的交通流量降低率高于“0131”过程。 3.2对公路阻断的影响两次过程均导致10余省（市）境内多条公路因降雪 或道路结冰发生路段封闭。其中，“0218”过程影响涉 及18余省（市），较“0131”过程影响范围大（图5a）。两 次过程对陕西、山西、河南、湖北、湖南以及贵州6省公 路通行影响严重，6省境内均涉及20余条公路，累计发 生路段封闭100余段次（图5b）。

综合交通流量和公路阻断信息，以下重点针对上 述6个公路通行影响严重省份的公路阻断影响度、高 速公路交通流量逐日变化以及冰雪天气强度与公路 通行影响的关系特点进行分析。两次过程中，6省的 公路阻断影响度具有一定差异（图6）。“0131”过程较 “0218”过程对河南的交通影响明显严重，具有时间 长、程度大的特点，连续5d公路阻断影响度大于1.0；“0218”过程对河南的交通影响仅在21日的公路阻断 影响度大于1.0，具有时间短、程度大的特点。此外， “0131”过程中山西、湖北、湖南公路阻断影响度大于1.0的连续日数在2～3d左右，明显高于“0218”过程。 两次过程对陕西、贵州的交通影响也具有时间长的特 点，但“0218”过程中陕西、贵州公路阻断影响度大于1.0的连续日数均较“0131”过程明显增多，影响更为严重。

从2024年1-2月高速公路交通流量逐日变化 （图7）可见，陕西、河南、湖北、湖南、贵州的高速公路日 交通流量总体高于山西。春运（1月26日）开始后，各 省日交通流量均呈现明显增加，而后出现3次阶段性 降低。第一次（1月31日开始）和第三次（2月18日开 始）受雨雪冰冻天气影响，日交通流量急剧下降并至 过程结束后才开始缓慢回升；第二次（2月9一10日）， 受春节假日出行影响，日交通流量出现短暂回落后， 又迅猛增加。总体来看，两次过程分别发生在春运 期间节前出程和节后返程交通流量迅猛增加的高峰 时段，受其影响，车行缓慢或滞留，其中“0218”过程 影响的交通流量下降幅度明显高于“0131”过程，日最低交通流量低于1月正常水平，公路通行受到严重影响。

统计6省高速公路的道路封闭情况（表略）发现，两 次过程对南北走向的高速公路影响显著。比如， “0131”过程中途径陕西、山西、河南、湖南、湖北等地 境内的京昆（G5）、二广（G55）、呼北（G59）、银百（G69），以 及“0218”过程中途径山西、陕西、四川、贵州等地境内 的京昆（G5）、包茂（G65）、银百（G69）等高速公路均多日 发生路段封闭，封闭路段多为位于高海拔的山区路段 或临近湖泊、水体等桥梁占比较多的路段。

3.3冰雪天气强度与公路通行影响的关系从两次过程平均冰雪天气指数的空间分布（图8）来看，冰雪天气强度较强的省份主要集中在中东部地 区。两次过程强度对比来看，河南“0131”过程强度明显偏强，贵州、湖南则“0218”过程偏强；陕西、山西和 湖北两次过程强度相当。

从两次过程期间冰雪天气指数、公路阻断影响 度、气象指标占比和交通流量下降变化率的逐日变化 （图9）来看，冰雪天气指数与公路阻断影响度呈现一致 的变化趋势，即冰雪天气强度越强，对公路通行的影 响程度越严重；交通流量变化率与冰雪天气指数、公 路阻断影响度呈反比，即冰雪天气强度增大，交通流 量下降变化率幅度越大，说明冰雪天气指数对于研判 冰雪天气对公路交通的影响具有较好的指示作用。 具体来看，“0131”过程中陕西、山西、河南、贵州逐日 冰雪天气指数变化幅度小，交通流量下降变化率幅度 也较平缓；而湖北、湖南逐日冰雪天气指数变化幅度大，交通流量下降变化率幅度也较大。“0218”过程中 上述6省交通流量变化率幅度大，均呈现急剧下降和 快速回涨的特点。

雨雪相态变化、降雪量、积雪深度、地面温度以及降雪性质是造成冰雪天气强度与公路通行影响差异 的主要原因。对比两次过程期间各省冰雪天气指数 与气象指标占比和交通流量下降变化率、公路阻断影 响度变化（图9）可知，陕西、河南对公路通行影响的主要因素为降雪结冰和积雪，山西主要为积雪，湖北主 要为积雪、降雪结冰和冻雨结冰，湖南、贵州主要为降 雪结冰和冻雨结冰。

两次过程期间陕西的冰雪天气指数差异不大，降 水相态均以雪和雨夹雪为主。“0218”过程中期（2月 20-22日），西安和陕北部分地区出现冻雨，导致部分高 架桥和隧道路段发生交通事故，公路阻断影响度和交通 流量下降变化率明显高于“0131”过程（图9a）。

两次过程期间山西的降水相态以雪和雨夹雪为 主。“0131”过程降雪范围大，持续时间长（5d以上），中 雪以上站点占比达20%～40%，平均地面温度≤0℃ 的站点占比超过90%，积雪深度≥3cm的站点占比达 40%～60%。而“0218”过程降雪主要集中在2月20— 21日，中雪以上站点占比达50%以上，但因过程初期 平均地面温度偏高，积雪深度不厚。两次过程冰雪天 气强度总体差异不大，但“0131”过程影响时间长，对 公路通行的影响程度高于“0218”过程（图9b）。

“0131”过程期间河南降水相态以雪和雨夹雪为 主，个别站点出现冻雨，降雪的站点占比接近100%， 积雪深度≥3cm的站点占比达60%～80%。“0218”过 程中河南冻雨范围虽然大于“0131”过程，但积雪范围 和强度明显小于“0131”过程，故冰雪天气强度及公路 阻断影响度总体不及“0131”过程（图9c）。

两次过程期间湖北均出现雨、雨夹雪、雪和冻雨 天气，降雪站点数多于冻雨站点数，且积雪深度≥3cm 的站点占比高于40%。两次过程湖北平均的冰雪天 气强度相当，但“0131”过程大雪以上范围和积雪深度 ≥5cm的范围均明显大于“0218”过程，公路阻断影响 度高于“0218”过程（图9d），其中公路封闭段次数和 高速公路收费站关闭数分别是“0218”过程的1.03倍（图5a）和2.3倍（图略）。

“0131”过程中湖南出现降雪和冻雨的站点数相 当，约20%的站点出现积雪和结冰。湖南“0218”过程 前期（2月20-22日）出现降雪和冻雨的站点数相当， 约20%的站点出现积雪，过程后期（2月23一24日）约 60%的站点出现结冰，平均冰雪天气强度明显高于 “0131”过程，但中雪以上的范围以及积雪深度≥3cm 的范围明显低于“0131”过程，公路阻断影响度低于 “0131”过程（图9e）。“0131”过程中湖南公路封闭段次 数和高速公路收费站关闭数分别是“0218”过程的1.06 倍（图5）和1.2倍（图略）。

两次过程期间贵州的冰雪天气强度差异明显，尽管 均呈复杂雨雪相态变化和积雪少的特征，但“0218”过 程冻雨范围广、持续时间长，冰雪天气强度明显高于 “0131”过程，造成的公路通行影响也更为严重（图9f）。

杨琨和薛建军（2013）对我国不同地区的积雪深度 与降雪量的关系进行分析指出，积雪深度变化值和相 应降雪量的比值平均在0.79cm·mm1左右，且具有明 显的地域差异；其中北方地区比值波动较小，在1～ 1.15cm·mm1，以干雪为主，南方地区比值波动较大，普遍小 于1cm-mm-，以湿雪为主。干雪的水分含量少，不易融 化，积雪深度更深；湿雪由于含水量较高，积在地面的 雪密度大，导致积雪深度相对较小。湿雪落地后冻结 成冰速度较快，使得路面摩擦系数减小明显，因而对交 通安全影响更严重。本文规定若积雪深度变化值和相 应降雪量的比值≥1cm·mm，则为干雪，否则为湿雪。

表2给出两次过程期间6个公路通行影响严重省份的平 均干雪站点占比。由此可知，两次过程的降雪性质存 在地区差异，其中陕西、山西、河南、湖北4省干湿并存， “0131”过程干雪占比较“0218”过程略高，湖南、贵州以 湿雪为主，这可能也是两省积雪相对较少的原因之一。

4结论与讨论

利用全国2430个国家气象站观测数据以及交通 流量和公路阻断信息，分析了2024年初（1月31日—2 月5日、2月18-25日）中东部地区两次雨雪冰冻天气 过程对公路交通的影响特点，探讨了冰雪天气强度与 公路通行影响的关系特征，得到如下主要结论：

（1）两次过程均具有相态复杂、雨雪量大、影响范 围广、持续时间长等特点；两次过程的冻雨持续时间 及最大降雪量相当，但“0131”过程的最大积雪深度更 深，“0218”过程的冻雨影响范围更广。

（2）两次过程分别发生在节前出程和节后返程公 路交通流量迅猛增加的高峰时段，造成中东部地区公 路服务水平明显降低。“0131”过程中，山西、河南、陕 西公路交通流量降低幅度大，降低率为41%～62%； “0218”过程中，山西、湖北、河南公路交通流量降低率 为40%～49%；“0218”过程对公路交通流量降低的影 响范围和幅度总体高于“0131”过程。

（3）两次过程中陕西、山西、河南、湖北、湖南以及 贵州受降雪或结冰影响，路段封闭段次多，公路阻断 严重，但公路阻断影响度存在地区差异。其中，山西、 河南、湖北、湖南“0131”过程公路阻断影响度更严重；陕西、贵州“0218”过程公路阻断影响度更严重。

（4）两次过程中冰雪天气指数和公路阻断影响度 的变化趋势一致，即冰雪天气强度越强，对公路通行 的影响程度越重；交通流量变化率与冰雪天气指数、 公路阻断影响度呈反比，冰雪天气指数对于研判冰雪 天气下公路交通影响具有良好的指示意义。雨雪相 态变化、降雪量、积雪深度、地面温度以及降雪性质是 造成冰雪天气强度与公路通行影响差异的主要原因。

公路通行除了受天气影响外，与公路所处地理位 置、道路线型关系密切。冬季山区、桥梁等特殊位置 易发生结冰，弯坡道路受降雪、结冰影响易引发交通 事故。此外，公路通行也与恶劣天气交通安全管理措 施（如限速限行、增加巡逻、加强道路维护）、应对处置 能力（如扫雪除冰设备和人员力量储备、机械化和智慧 化除冰除雪作业模式）等密切相关。由于缺乏阻断起 止地点、影响时间和影响里程等更为详细的公路封闭 信息，本文重点从天气角度分析了雨雪冰冻天气对公 路通行的影响，后续可以收集更详实的交通影响资 料，进一步开展研究。

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