西安一次“雷打雪”天气过程分析

摘 要：利用综合气象要素、多元融合实况格点产品、探空资料、雨雪相态和雷达特征的结果，分析了2023年11月11日发生在西安地区的1次“雷打雪”天气过程。结果表明：该过程是在冷暖空气交汇的典型天气形势下发生的，伴有雷电，预报难度较大。降雪过程发生在有利的天气形势下，包括西南暖湿气流和低槽东移，提供了充足的水汽和动力条件。中低层湿度条件良好，为降雪过程提供了足够的不稳定能量，随着冷空气侵入，冷垫逐渐增厚。雨雪相态转换复杂，受多种因素影响，出现了雨、雨夹雪和湿雪等降水相态。雷达特征显示降水初期回波分散，后期逐渐增强，降水粒子较小且分布不均匀，-10 ℃层高度冰相粒子浓度较大，可能是雷电形成的机制之一。

关键词：“雷打雪”天气；西安；雨雪相态

中图分类号：P446 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）08–0-03

“雷打雪”天气，是指在降雪的同时出现雷暴现象，是一种较为罕见的自然天气现象。这种天气现象不仅会给人们的生活带来诸多不便，还会对气象学研究者的工作带来挑战。国内外学者对“雷打雪”天气的研究虽不够深入，但也取得了一些有意义的成果。

在国外，尤其是欧美国家，气象学家利用先进的仪器设备和研究方法，对雷暴和闪电的成因、发生机制、影响范围等进行了详细的研究。例如，通过对高空急流、冷锋与暖湿气流交汇等气象条件的分析，发现这些因素都可能导致冬季雷暴的发生。此外，他们还研究了山地地形对雷暴的影响，发现山地地形可以催化雷暴的产生，并且使雷暴更加强烈。

在国内，学者在借鉴国外研究经验的基础上，结合我国的实际情况，分析了我国不同地区、不同季节的“雷打雪”天气现象，发现我国南方地区在冬季出现“雷打雪”天气的概率较高，北方地区则相对较少[1-3]。虽然冬季打雷在我国北方并不常见，但在以下4种情况可能出现打雷[4]：一是超级单体风暴，能够产生大量的雷暴和闪电。这种风暴在冬季不常见，但仍有出现的可能。二是当冷锋与暖湿气流交汇时，可能导致雷暴和闪电，因为前期的气温偏高，在寒潮快速南下的过程中冷暖气团交汇形成了强烈对流。三是高空急流，这种快速流动的气流可能导致雷暴和闪电。在冬季，高空急流的影响可能更加明显，因为高层大气更加稳定，有利于高空急流的产生。四是山地催化的雷暴，当山地地形与适当天气条件结合时，可能出现山地催化的雷暴。这种雷暴通常比其他类型的雷暴更强烈，因为山地地形可以提供更好的对流条件。

虽然国内外学者在“雷打雪”天气的研究方面已经取得了一些成果，但由于这种天气现象的复杂性和不确定性，仍有许多问题需要进一步探讨。利用气象观测资料、雷电定位资料、双偏振雷达资料，针对西安地区2023年的一次“雷打雪”天气进行复盘，从天气背景、物理机制、双偏振雷达特征等方面分析探讨了其发生条件，为今后同类天气事件的分析和预报提供参考。

1 天气实况

1.1 全市降水分布情况

2023年11月10日夜间至11日白天，强冷空气在蒙古高原原地气压加强，当地最高气压达1 065 hPa，达到下半年新高，同时加强并继续南下至中国北方，导致北方出现大雪和寒潮天气。西安地区出现下半年来的第一场雪并伴有雷电活动，出现少见的“响雷打雪”现象。

10日20：00起，随着短波槽的东移，槽前的西南暖湿气流进一步加强，与南下强冷空气的交汇剧烈，导致大气层结不稳定，有利于对流天气的发生和发展。700 hPa西安区域有西南暖湿气流，且处于辐合区，中低纬度南支槽较强，为暴雪天气提供充足的水汽条件。11日08：00 500 hPa上随着低槽东移，气流平直，除了偏东南的蓝田有弱降雪，其他区域降雪过程趋于结束。

从降水量情况来看，2023年11月11日02：00～11：00，碑林区、西咸新区、临潼区局地暴雪，全市共83站出现降水，11日02：00～11：00最大累计降水量和最大小时降水均出现在省人大机关大院站，主要降水时段为06：00～11：00，最大累计降水量为13.3 mm，最大小时降水4.5 mm（07：00～08：00）；全市共出现闪电8次（图1）。

1.2 探空资料分析

从11日08：00泾河探空图（图2）来看，底层有东北风，说明有较强平流入侵，近地面低层至500 hPa有明显的风切变，中低层湿度条件好，地面至400 hPa基本维持相对湿度大于80%的高湿层结区域，动力和水汽条件充足。K指数为11.6，地面至400 hPa整层都处于不稳定层结，说明不稳定层较厚，为降雪过程提供了足够的不稳定能量。

2 雨雪相态分析

此次天气过程主要降水时段集中在11日06：00～11：00，图3显示了此次过程西安市的雨雪分布。可以看出，除秦岭高海拔山区降水相态一直以纯雪为主外，浅山和平原地区存在复杂的雨雪相态转换。过程前期（03：00～06：00）温度较高，浅山和平原地区以小雨或雨夹雪为主；06：00起随着气温下降，浅山及城区转为湿雪，周至、长安、鄠邑平原部分地方为雨夹雪或湿雪，且雨夹雪范围随时间逐渐减小；09：00～11：00

气温略有回升，与之对应的周至、鄠邑、长安、蓝田平原地区以及北部区县部分地方存在湿雪转雨夹雪。此外，由于此次降雪含水量较高，加之路表温度偏高，无新增积雪。以上实况分析结果与人工站观测结果和摄像头实况监控基本一致。整体而言，此次天气过程呈现出雨雪相态转换复杂、降雪含水量高的特点。

3 雷达特征分析

实况监测资料显示，西安11月11日02：00～11：00出现降水天气，主要降水时段出现在06：00～11：00，前期雷达回波分散、组织性差，06：00起逐渐发展为30 dBz以上的层状云回波（图4）。具体过程如下。

3.1 发展初期（02：00～06：00）

11月11日02：00，西安西部有10～25 dBz的回波发展并逐渐向东移，回波弱、回波生消快、影响范围小，且呈现多发、散发的状态，主要影响范围为城区及以北区县，降水较弱。

3.2 主要降水阶段（06：00～09：40）

06：10起位于咸阳地区的回波迅速发展增强至35 dBz以上，东移过程中影响范围扩大，大于30 dBz以上的回波控制西安未央区、新城区、莲湖区、灞桥区及西咸新区，降水明显增大。06：50回波中心进一步发展增强至39 dBz，强中心范围增大主要位于城六区。

从双偏振产品来看，差分反射率（ZDR）1.2 dBz，说明降水粒子较小；差分相移率（KDP）分布不均匀，总体0.1°～0.3°/km，局地可达1.taJXrZQeNBmgEjeZ6xkWI1ndyfGaF5jnPr9z4pnw2Ig=0°/km以上，说明降水粒子密度分布不均匀，局地降水较大；相关系数（CC）总体较高可达0.99以上，但局地0.85左右，说明降水分布不均匀。对比同一时次0.5 km高度的水凝物粒子（HCL）显示降水相态为雨雪混合物，且-10 ℃层高度冰相粒子浓度较大，可能是雷电形成的机制之一。

此后，07：00～09：40源源不断有大于35 dBz的强回波中心由西向东移动影响城区，“列车效应”造成了城区该时段内城区降水较大。从水凝物粒子识别产品来看，07：10全市降水由雨夹雪转为纯雪。

3.3 降水减弱阶段（09：50～11：00）09：50后雷达回波在东移过程中减弱，西部无新的回波生成，回波中心逐渐减弱至20 dBz，结构松散，降水总体减弱，11：00逐渐结束。

图4 西安X波段相控阵雷达11月11日02：50、06：10组网组合反射率和06：50相关系数（CC）以及07：10水凝物粒子识别（HCL）产品

4 总结与思考

此次“雷打雪”天气过程是典型的冷暖空气交汇造成的，且伴有雷电，预报难度较大。结合上述气象要素、探空资料、雨雪相态和雷达特征的分析，可以得出以下结论：

（1）此次“雷打雪”天气过程是在有利的天气形势下发生的，包括700 hPa的西南暖湿气流和500 hPa的低槽东移，为降雪提供了充足的水汽条件和动力条件。

（2）从探空资料来看，中低层湿度条件好，地面至400 hPa维持相对湿度大于80%的高湿层结区域，K指数较大，说明不稳定层较厚，为降雪过程提供了足够的不稳定能量。

（3）雨雪相态转换受多种因素影响，浅山及平原地区出现多种降水相态。雷达特征显示降水初期分散、组织性差，后期逐渐发展为层状云回波，强度增强，粒子小且分布不均。相关系数总体高，但局部较低，说明降水分布不均。对比同一时次水凝物粒子显示降水为雨雪混合物，-10 ℃层高度冰相粒子浓度大，可能与雷电形成有关。

（4）虽然此次“雷打雪”天气过程降水量较大，但由于含水量较高且路表温度偏高，因此并未形成明显的积雪，对交通和日常生活的影响相对较小。

此次“雷打雪”天气过程是在多种气象要素共同作用下发生的，具有雨雪相态转换复杂、降雪含水量高等特点。通过综合分析各种气象资料和数据，可以更好地理解“雷打雪”天气过程的成因和机制，为未来的气象服务提供参考。

参考文献

[1] 王仁乔，宋清翠.“雷打雪”现象发生机制初探[J].气象， 1990（3）：45-48.

[2] 李新芳，李锡怀.洛阳“雷打雪”现象发生机制分析[J].四川气象，1999（1）：41-42，35.

[3] 郑丽娜，靳军.“2.28”山东罕见“雷打雪”现象形成机制分析[J].高原气象，2012，31（4）：1151-1157.

[4] 董秋婷，刁军，贺明慧，等.基于新型探测资料的沈阳地区一次“雷打雪”天气过程分析[J].青海气象，2022（4）：8-13.