李小兰 陈军 张军 张明飞 陈超

摘要 利用Micaps、地面观测等资料，对贵州省铜仁市2007—2016年降雪天气过程进行统计分析，结果表明：（1）铜仁市降雪主要发生在市东部和南部，由东南向西北递减;（2）根据地面冷空气路径将降雪环流类型分为东北回流型和偏北路径型，分别占90%和10%;南支槽、700 hPa低空急流和切变线、地面冷锋是产生降雪的主要天气影响系统;降雪时，中层500 hPa南支槽位于95°～105°E之间，地面上贝加尔湖西侧附近均存在一个1 060 hPa左右的强冷高压中心，1 030 hPa海平面等压线可作为铜仁市降雪开始的特征线;（3）铜仁区域降雪水汽输送主要靠700 hPa层，850 hPa层次之，涡度、垂直速度整层均为正值，且东部物理量条件比西部好;（4）合成探空显示降雪时铜仁区域环境温度从低层到高层基本为冷层，850～700 hPa存在明显的逆温层，500、700、850 hPa及地面平均温度分别为-14℃、-2℃、-6℃和0.5℃。

关键词 降雪;环流特征;预报指标

中图分类号：S161.6   文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）03–0084–03

雪是贵州冬季的灾害性天气之一，常与冻雨相继出现，形成低温雨雪冰冻灾害天气，对农业生产、交通运输、居民财产等造成重大损失。如2008年的贵州持续低温雨雪冰冻天气，对贵州各行各业造成了巨大的经济损失[1]。近年来，不少专家学者对降雪天气展开了研究，陈海山等[2]研究指出，中国北方冬季暴雪发生频次较高区域主要位于东北，在空间分布上呈现由西北向东南增加的态势，且存在明显的年代际变化特征;万瑜等[3]研究认为，产生暴雪时对流层低层豫南地区同时存在两个水汽来源，一是700 hPa西南急流对孟加拉湾水汽的输送，二是850 hPa东南气流对东海南部水汽的输送，低层较强的水汽输送及辐合、贯穿整个对流层的湿层、维持较高的比湿和整层可降水量对暴雪的形成与持续有一定的指示意义;杨祖祥等[4]分析指出双偏振雷达的ML产品和HCL产品对安徽冬季降水粒子的探测和降水相态的判定有一定的参考价值。对于南方降雪而言，500 hPa南支槽及地面冷锋是关键性影响因素，较深的南支槽和较强的锋区利于贵州降雪。贵州首席预报员杜小玲等[5]对2011年初贵州持续低温雨雪冰冻天气进行了深入研究，文章指出强冻雨、冰粒及降雪天气的温度场、锋区结构、大气运动状况等存在差异，当出现降雪天气时，锋面逆温高度较高、逆温梯度最小、逆温厚度薄，逆温区无暖层，云层伸展高度超过 500 hPa，具有深厚的垂直上升运动和冷云降水的特点。吴哲红等[6]把2011年降雪和冻雨过程与2008年进行对比分析，结果表明，降雪与冻雨最明显的特征是降雪时层结基本无逆温，逆温层的出现是降雪转换成冻雨的重要原因。也有专家开展了数值模拟研究，如赵美艳等[7]对2008年初南方冰雪天气逆温层特征进行模拟分析，揭示了逆温层维持的机制，认为逆温层底部的降温主要是由近地面的西北冷平流及空气的上升绝热冷却所致。尽管不少专家对低温雨雪过程进行了研究，但大部分研究局限于对一次过程的分析，且研究范围较大，一些小区域气候特征并不能表现出来。

贵州省铜仁市处于贵州东北部，冬季受北方强冷空气影响频繁，降雪过程较多，区域内南北差异较大，对其进行系统性的研究仍有必要。通过对铜仁市近10 a的降雪资料进行分析，统计出降雪指标，为今后预报提供一定的参考。

1 资料和方法

使用铜仁市2007—2016年地面观测降雪数据，Micaps系统常规业务数据和探空数据。通过筛选近10 a铜仁市降雪天气过程，并定义某日一个或多个国家观测站点出现降雪现象为1次降雪过程，同1日≥4个国家观测站同时出现降雪现象时为1次典型的降雪天气过程（铜仁市共10个国家观测站点），1次典型降雪过程持续时间不限，共采纳30次典型的降雪天气过程。采用统计分析、合成分析、插值处理等方法进行研究。

2 铜仁市降雪时空特征分析

2.1 降雪时间变化特征

统计2007—2016年铜仁市10个国家观测站点的降雪情况（图1），近10 a除了2015年没有典型的降雪天气过程外，其余年份均出现了明显的降雪过程。最多的年份为2008、2011、2012年，均出现了5次。从降雪持续时间来看，2008年降雪过程持续了21 d。

2.2 降雪空间分布特征

2007—2016年降雪过程主要发生在铜仁市的东部、南部，由东南向西北逐渐递减，该市东部万山区、玉屏县、松桃县、碧江区降雪日最多，万山区达146 d，该市西部思南县最少，仅有31 d（图2）。

3 降雪环流特征

根据地面冷空气路径，总结了两种环流类型，即东北回流型和偏北路径型（图3）。结合统计分析地面冷中心位置、冷中心强度、冷空气路径、指标等压线、南支槽位置及高空风等分布情况，得出如下环流特征：

（1）东北回流型：地面冷空气从两湖盆地南下，由于受到科氏力的作用向西回流，从贵州东北方向入境。该类型个例占90%。分析该类型环流特征（图3a）可知，降雪时南支槽位于95°E～105°E之间，槽前西南风速达到20 m/s以上，最大可达44 m/s;700 hPa为西南急流，位于贵州省南部至湖南南部一带，切变线位于淮河上游至重庆北部到四川南部一带，西南急流达14 m/s，最大达28 m/s，铜仁市位于西南急流左侧;850 hPa主要为东北气流，有时为高压后部的东南气流，东北气流或东南气流形成降雪的冷垫，风速在4 m/s以上，最强可达14 m/s;地面上，在贝加尔湖西侧（95°E，45°N附近）存在一个强冷高压中心，其中心强度在1 042.5～1 060 hPa，降雪时铜仁市区域海平面气压场上等压线值在1 030 hPa左右，该特征等压线可作为铜仁市降雪开始的海平面气压指标，当大于1 040 hPa的等压线向西推进至铜仁市西部边界时，同时，南支槽移出铜仁市上空，铜仁市降雪停止，天氣趋于转好。

（2）偏北路径型：地面冷空气从青藏高原南下，经四川盆地从偏北路径影响贵州，该类型个例占10%。分析该类型环流特征（图3b）可知，降雪时南支槽位于95°E～105°E之间，槽前西南风速达到26 m/s以上，最大可达44 m/s;700 hPa西南急流位于贵州省南部至湖南南部一带，切变线位于黄河下游至重庆北部到四川南部一带，西南急流达14 m/s，最大达28 m/s，铜仁市位于西南急流左侧;850 hPa为东北气流，风速在6～20 m/s;地面上，在贝加尔湖西侧偏南（95°E，45°N附近）存在一个强冷高压中心，其中心强度在1 052.5～1 060 hPa之间，降雪时铜仁市海平面气压场上等压线值均在1 030 hPa以上，该特征等压线可作为铜仁市降雪开始的气压指标，当大于1 040 hPa的海平面等压线压过铜仁市南部边界时，此时南支槽移出铜仁市上空，铜仁市降雪停止，天气趋于转好。

4 降雪物理量指标

统计2007—2016年铜仁市30次典型的降雪天气过程相关物理量格点值，并采用插值方法将物理量数据插值到铜仁市10个国家站位置上，再计算出各类物理量的平均值。由结果可知，在水汽条件方面，700 hPa比湿较大，在3.3～4.0 g/kg之间，850 hPa次之，说明东北风里仍带有一定的水汽;水汽通量表明水汽输送强度也主要靠700 hPa，强度在5.3～6.7 g/（cm·s）之间，而850 hPa与500 hPa南支槽前水汽输送强度相当;相对湿度场850 hPa之下达到饱和;水汽通量散度场可知低层850 hPa为水汽辐合，700 hPa之上为水汽辐散;从环境场的动力抬升来看，从低层到高层为深厚的垂直运动，涡度场上整层为正涡度，500 hPa达到最大。此外，从比湿、垂直速度物理量场上看，东部铜仁、万山、玉屏、松桃4个区县的平均物理量值比其他区县要大，东部区域比其它区域更利于产生降雪，这与图2降雪空间分布一致。

5 降雪探空特征

降雪的产生对温度层结有一定的要求，有研究指出，贵州不同相态降水是静止锋后冷气团一侧锋面降水造成的结果，温度层结、湿层高度、逆温梯度、云顶温度、逆温底温度与地面温度对不同降水相态的形成具有重要影响[8]。通过对铜仁市降雪日的平均物理量垂直分布进行合成，从降雪日合成探空温湿曲线可知，铜仁产生降雪时环境温度从低层到高层基本为冷层，850 hPa～700 hPa存在明显的逆温层，500 hPa平均温度在-14℃左右，700 hPa平均温度在-2℃左右，850 hPa平均温度在-6℃左右，地面平均气温在0.5℃左右（图4）。少数降雪天气过程700 hPa可出现浅薄暖层（逆温强度达3℃），冰晶、雪花在中高层形成后，经过浅薄的暖层并未完全融化，快速经过浅薄暖层后进入850 hPa冷层，然后下落至0.5℃左右的地面时，以降雪相态出现;结合露点曲线可知，降雪时低层700 hPa以下水汽为饱和区，中层500 hPa以上水汽相对较干;从风场垂直分布来看，850 hPa以下为东北风，700 hPa以上为西南风，地面风速在2 m/s左右，850 hPa风速在8 m/s左右，700 hPa风速在16 m/s左右，500 hPa风速在26 m/s左右。

6 结语

对2007—2016年贵州省铜仁市的降雪天气过程，分别从降雪时空分布、环流特征、物理量、温度层结等方面进行统计分析，得出了如下结论和降雪指标：

（1）降雪时空分布上，近10 a铜仁市在2008、2011、2012年均出现了5次典型的降雪天气过程，降雪时间最长持续了21 d;降雪主要产生在市的东部、南部，由东南向西北逐渐递减，降雪日东部万山最多达146 d，西部思南最少，为31 d。

（2）根据地面冷空气路径，将降雪环流形势总结为两种类型，即东北回流型和偏北路径型，分别占90%和10%，南支槽、700 hPa低空急流和切变线、地面冷锋是产生降雪的主要天气影响系统。降雪时南支槽位于95°E～105°E，700 hPa切变线位于四川南部至重庆北部一带，850 hPa为东北风或东南风形成降雪的冷垫;地面上，在贝加尔湖西侧（95°E，45°N附近）均存在一个强冷高压中心，其中心强度在1 047.5～1 060 hPa，1 030 hPa海平面等压线可作为铜仁市降雪特征线。

（3）物理量场上，铜仁区域水汽输送主要靠700 hPa，850 hPa次之;环境场动力抬升方面，从低层到高层为深厚的上升运动，涡度场上整层为正涡度，500 hPa达到最大。

（4）铜仁区域降雪时环境温度从低层到高层基本为冷层，850 hPa～700 hPa存在明显的逆温层，500 hPa平均温度在-14℃左右，700 hPa平均温度在-2℃左右，850 hPa平均温度在-6℃左右，地面平均气温在0.5℃左右;降雪时低层700 hPa以下水汽为饱和区，中层500 hPa以上水汽相对较干。从风场看，850 hPa以下为东北风，700 hPa以上为西南风，地面风速在2 m/s左右，850 hPa风速在8 m/s左右，700 hPa风速在16 m/s左右，500 hPa风速在26 m/s左右。

参考文献

[1] 国家气候中心.2008年初我国南方低温雨雪冰冻灾害及气候分析[M].北京：气象出版社，2008.

[2] 陈海山，罗江珊，韩方红.中国北方暴雪的年代际变化及其与大气环流和北极海冰的联系[J].大气科学学报，2019，42 （1）：68-77.

[3] 万瑜，曹兴，杨莲梅.中亚低涡背景下中天山地区一次短时强降水过程中尺度特征[J].气象与环境学报，2018，34（4）：1-10.

[4] 杨祖祥，谢亦峰，项阳，等.2018年1月初安徽特大暴雪的双偏振雷达观测分析[J].暴雨灾害，2019（1）：4.

[5] 杜小玲，高守亭，彭芳.2011年初貴州持续低温雨雪冰冻天气成因研究[J].大气科学，2014，38（1）：61-72.

[6] 吴哲红，陈贞宏，白慧.2011年与2008年贵州低温雨雪冰冻天气锋区特征对比[J].干旱气象，2013，31（4）：763-770.

[7] 赵美艳，徐海明.2008年初南方冰雪天气逆温层特征及其维持机制[J].气象科学， 2010（6）：814-821.

[8] 甘文强，蓝伟，杜小玲，等.2018年1月底至2月初贵州低温雨雪天气成因初探[J].暴雨灾害，2018，37（5）：410-420.

责任编辑：黄艳飞