锦州地区冬季大雪到暴雪时空分布特征系统分型及预报指标分析

2022-04-28 15:45:02 | 浏览次数：

摘要通过对1961—2010年锦州地区出现的大雪到暴雪天气过程资料进行统计分析，找出大雪、暴雪月分布特征、年代际分布特征、空间分布特征、影响系统分型及预报指标，对今后锦州地区大雪到暴雪的准确预报具有很好的参考作用。

关键词大雪到暴雪；时空分布；系统分型；预报指标；辽宁锦州；1961—2010年

中图分类号 P457.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）20-0219-03

锦州地区地处中纬度，属暖温带大陆性季风型气候，四季分明，冬季较长约为120 d（从当年11月15日至次年3月15日，即气温稳定通过0 ℃的开始和结束时期），约占全年天数的33%。每年冬季均会出现1～3次最多5次大到暴雪天气过程，强降雪在增加土壤墒情的同时，由其造成的积雪和结冰等给交通、航空、电力、设施农业和人们生产生活等带来很大负面影响[1]。该文通过对锦州地区冬季大到暴雪天气过程时空分布特征、影响系统分型及预报指标等进行分析，为准确预报提供参考，以便广大市民提前做好防范措施，把影响减小到最低程度。

1 资料与方法

采用1961—2010年共50年锦州市区、凌海市、义县、北镇市、黑山县5个站点出现的大到暴雪资料，利用统计学方法和Excel软件对锦州地区大到暴雪、影响系统及物理量场等资料进行分析，找出锦州地区大雪到暴雪灾害性天气时空分布特征、影响系统分型及预报指标，为预报员准确预报冬季大雪到暴雪天气过程提供参考。

大雪定义：24 h降雪量≥5 mm；暴雪定义：24 h降雪量≥10 mm，积雪深度达10 cm以上[1]。

2 大雪到暴雪时空分布特征

统计全市1961—2010年气温稳定通过低于0 ℃（11月15日至3月15日）期间大雪、暴雪（纯雪）出现日数平均数作为锦州市大雪、暴雪出现日数。

2.1 大雪到暴雪时间分布特征

2.1.1 大雪、暴雪各月分布特征。图1为1961—2010年11月15日至次年3月15日全区各月出现大雪日数分布，可以看出：11月出现大雪日数最多，为9.2 d；其次为3月，为8.2 d；再次为1、2月，均为5.4 d；12月最少，为5.2 d。图2为1961—2010年11月15日至次年3月15日全区各月出现暴雪日数分布，可以看出：12月出现暴雪日数最多，为4.0 d，其次为3月，为3.2 d；再次为11月，为2.8 d；2月1.8日，出现日数最少的为12月，仅为0.2 d。

2.1.2 大雪、暴雪年代际分布特征。将1961—2010年每10年划分1个年代，共分为5个年代，图3、4为锦州地区20世纪60年代至21世纪00年代大雪、暴雪年代季变化特征图，可以看出锦州地区大雪出现日数呈波动变化，20世纪60年代大雪出现日数较多为7.2 d；70年代最少为4.0 d；80年代小幅上升为5.2 d；到90年代出现日数最多为7.8 d；21世纪00年代又有小幅下降为7.0 d。暴雪变化和大雪有所不同，从20世纪60年代到21世纪00年代暴雪变化接近M型，20世纪60年代和21世纪00年代暴雪出现日数接近，为2 d左右，70年代和90年代接近，为3 d左右，80年代出现日数最少不足1 d。从大雪暴雪总日数来看，90年代出现日数最多，为11 d；60年代和00年代接近，为9 d；70年代次少，为7.4 d；80年代最少，为6 d。

2.2 大雪、暴雪空间分布特征

从图5可以看出，大雪、暴雪空间分布有所不同，出现日数最多的为锦州市区47 d，其次为凌海44 d，再次为北宁42 d，义县、黑山并列最少均为41 d。单从大雪日数看，锦州市区出现日数最多为36 d，黑山最少为27 d，其他地区介于二者之间。单从暴雪日数看，凌海、黑山最多均为14 d，北镇次之13 d，锦州11日，义县最少为7 d，仅是凌海黑山地区暴雪日数的1/2。

3 影响锦州地区大雪到暴雪天气系统分型

普查锦州地区产生大雪到暴雪天气的500 hPa高空环流形势，基本有2种类型，即槽脊型和冷涡型。

3.1 槽脊型

根据冷空气源地和路径的不同，将西北路径冷空气影响称之为槽脊Ⅰ型，将偏北路径冷空气影响称之为槽脊Ⅱ型。

3.1.1 槽脊Ⅰ型。欧亚大陆中高纬度地区500 hPa环流形势多为一脊一槽型或两槽一脊型，在乌拉尔山附近有高压脊建立并强烈发展，经常脊顶部位达极地地区，脊前西北气流引导冷空气在贝加尔湖（或蒙古）附近不断堆积（图6），并向东南方向扩展影响本区。

3.1.2 槽脊Ⅱ型。500 hPa高压脊前沿已达贝加尔湖以东地区（图7），脊顶部位达极地地区，脊前偏北气流引导极地冷空气迅速南下，影响本区，风力强、降温明显。

3.2 冷涡型

3.2.1 单涡型。单涡型多为两脊一槽环流势演变而来，在贝加尔湖、鄂霍茨克海分别有高压脊发展，在东北地区上空形成切断低涡（图8），受贝加尔湖高压脊前西北（偏北）气流作用，涡后冷空气不断堆积并向东南方向移动从而影响本区。

3.2.2 多涡型。欧亚大陆中高纬度环流由多个纬向排列低涡所控制，其南部为较平直西风环流，多小槽活动（图9），低涡底部分裂冷空气南下，侵入东移小槽后部，促使快速发展加深，影响本区。

锦州地区一旦产生大雪、暴雪天气，则与之相配合的地面系统主要有蒙古气旋、地面倒槽、江淮气旋或华北气旋等低值系统，只有南来或西南来的暖湿气流与北方或西北方南下的强冷空气在锦州地区交汇，才能产生大雪到暴雪天气。

4 大雪到暴雪预报指标分析

由于资料有限，选取2011—2013年冬季全区共出现的24次大雪到暴雪天气过程，就其发生时的热力条件、动力条件和水汽条件等进行统计分析，找出具有指示意义的指标，以便在今后预报中参考。

4.1 热力条件指标

假相当位温代表大气中温、压、湿的综合特征量，其垂直分布也可以反映大气的对流不稳定性。统计锦州冬季24次大到暴雪850 hPa与500 hPa假相当位温差值发现，有21次差值为负值（-30～-6 ℃），说明大气处于稳定状态，降雪为稳定降雪；有3次差值为正值均为4 ℃，说明大气存在不稳定能量，降雪为对流性降雪。由此可以看出锦州地区冬季87%的降雪为稳定性降雪，T8—T5在-30～-6 ℃；12%为不稳定性降雪，T8—T5为4 ℃。

4.2 动力条件指标

将大凯等[2]研究表明在辽宁冬季降雪中一般为稳定性降雪，24次大到暴雪中低层假相当位温随高度的变化分析结果，也验证了将大凯等的研究结论，因此锦州地区冬季只要500 hPa是槽脊型、冷涡型，地面配合南来低值系统或者850 hPa有切变线存在，就具备降大到暴雪的初始条件，能否降大到暴雪主要取决于低层水汽条件。

4.3 水汽条件指标

源源不断的水汽输送和强烈的水汽辐合，为暴雨的形成和持续提供了充足的水汽条件[3-6]，而大雪到暴雪天气的维持同样需要充沛的水汽供应。

4.3.1 低层西南急流。低层（850 hPa）西南急流被称为水汽、热量、动量强输送带，因此不论是暴雨还是暴雪都跟这强输送带有关[7]，2011—2013年冬季全区共出现6次暴雪天气过程，这6次850 hPa均有西南急流风速在12 m/s以上，急流中心风速最大达22 m/s。其他18次大雪过程中，有12次有西南急流风速在12 m/s以上，中心最大风速18 m/s。有6次没有西南急流。

4.3.2 850 hPa、700 hPa比湿和温度露点差。分析2011—2013年冬季全区的大雪到暴雪天气过程，850 hPa、700 hPa比湿和温度露点差各月有所不同，具体如表1所示。可以看出，锦州地区冬季出现大雪到暴雪时850 hPa比湿一般在1～6 g/kg，T—Td<4；700 hPa比湿在0.4～4.5 g/kg，出现大雪时T-Td<2，但出现暴雪时T-Td>5，最大达20。

5 结语

（1）大雪、暴雪月分布特征。11月出现大雪日数最多为9.2 d，12月最少为5.2 d；12月出现暴雪日数最多为4.0 d，出现日数最少的为1月仅为0.2 d。

（2）大雪暴雪年代际分布特征。大雪20世纪90年代出现日数最多为11 d，20世纪60年代和21世纪00年代接近，为9 d，70年代次少，为7.4 d，80年代最少，为6 d；从20世纪60年代到21世纪00年代暴雪变化接近M型，暴雪出现日数接近，为2 d左右，70年代和90年代接近，为3 d左右，80年代出现日数最少，不足1 d。

（3）大雪、暴雪空间分布特征。大雪、暴雪空间分布有所不同，出现日数最多的为锦州市区47 d，其次为凌海44 d，再次为北镇42 d，义县、黑山并列最少均为41 d。

（4）大雪、暴雪类型。锦州地区大雪到暴雪分为2种类型，500 hPa为槽脊型和冷涡型，地面有南来低值系统、850 hPa有低空急流与之相配合。

锦州地区87%的大雪到暴雪天气为稳定性降雪，850 hPa和500 hPa假相当位温差值在-30～-6 ℃。

锦州地区产生大到暴雪的关键指标是水汽条件，只有源源不断的水汽供应，才能产生大到暴雪[8]。

6 参考文献

[1] 阎访，王丽荣.石家庄一次罕见秋季暴雪天气过程物理诊断分析[J].气象与环境学报，2010，26（10）：17-24.

[2] 将大凯，闵锦忠，等.辽宁两类降雪过程的对比分析及定量降雪预报指标[J].气象科学，2012，32（2）：219-225.

[3] 王旭仙，武麦凤.江汉流域一次致洪暴雪过程的诊断分析[J].气象科学，2007，27（B12）：52-56.

[4] 李君，韩国泳.0509号台风麦莎进入山东前后水汽分布特征[J].山东气象，2006，26（3）：1-4.

[5] 王海东，李怀川，等.一次低涡东移引发的大暴雨过程诊断分析[J].暴雨灾害，2008，27（4）：341-345.

[6] 张瑜，汤燕冰.江汉流域持续性暴雨水汽输送状况分析[J].浙江大学学报：理学版，2009，36（4）：470-476.

[7] 陈佩君，徐云.南通地区暴雪的天气条件对比分析[J].气象：29（12）：45-47.