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毕节市三次强凝冻过程中雨雪转换天气分析

范文

姚浪　吴姗　罗淼　吕静　周庶

摘要：2008、2011、2018年毕节市出现持续15d以上的强凝冻天气，本文通过对持续凝冻过程中的日天气现象进行统计，对降雨、冻雨、雨夹雪、雪日进行分类天气环流分析，将持续凝冻中发生冻雨分为500hPa西风型、500hPa西北风型、静止锋减弱型，雨夹雪分为四川短波槽型、700hPa切变型，降雪分为东亚大槽型、南支槽型、横槽转竖型;同时对各类天气现象出现时的物理量进行提取归纳，总结出各类天气现象出现时的物理量特征。

关键词：毕节市;凝冻;冻雨;雨夹雪;雪;大气环流

中图分类号：S161文献标识码：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200115040

收稿日期：2019-11-04

基金项目：贵州省气象局科研业务登记项目“毕节市三次强凝冻年雨雪相态转换成因研究”（项目编号：黔气科登[2019]01-01号）

作者简介：姚浪（1989-），男，本科，工程师。研究方向：气象服务。

引言

毕节市位于贵州省西北部，地处川、滇、黔3省结合部，是贵州省冬季凝冻最多的地区。2008年1月13日—2月15日，贵州出现低温雨雪冰冻天气，唐延婧等通过对中东部凝冻严重的前期和西部凝冻严重的后期做了对比，揭示了此次灾害天气的几个主要天气特征[1]。2011年1月，贵州再次出现仅次于2008年初的低温雨雪冰冻天气，过程长达32d，伴随3次明显的冷空气影响，具有持续时间长、间断性突出、中期降雪突出的特点[2]。2018年，贵州中西部出现持续15d以上的凝冻天气，道路结冰严重，造成交通事故频发。以往学者对贵州的凝冻天气已开展了大尺度背景的环流研究，但在持续凝冻天气中常伴随有雨、冻雨、雨夹雪、雪等降水相态转换，本文拟通过对毕节市3次持续凝冻过程的降水相态进行统计分析，归纳总结出不同降水相态的天气形势和物理量特征[3-5]。

1资料和方法

分析2008年1—2月、2010年12月—2011年1月、2018年1—2月期间毕节8县区气象观测站天气现象日资料，将日天气现象出现大于4站次天气现象定义为该类天气现象日，通过天气现象分类划分出各类天气出现的日期，结合Micaps实况高空、地面和探空观测资料进行天气形势分析，总结各类天气现象出现的天气环流特征。最后通过C#编程提取各类天气现象发生时的500hPa、700hPa、850hPa高度，温度、比湿、上升运动、水汽通量散度等物理量，归纳总结物理量特征。

23次凝冻天气实况

2008年1月13日—2月14日、2010年12月30日—2011年1月31日、2018年1月25日—2月12日毕节市出现强凝冻天气过程，其中2008年凝冻天气过程中降雪日数最多为大方县26d，最少为黔西县、赫章县15d，全市平均降雪日数达到19d;全市冻雨日数最多为大方县33d，最少为赫章县19d，全市平均冻雨日数为27d;积雪日数最多为威宁县12d，最少为纳雍县、织金县2d，全市平均积雪日数为6d。2011年凝冻天气过程中降雪日数最多为七星关县24d，最少为赫章县10d，全市平均降雪日数达到18d;全市冻雨日数最多威宁县32d，最少为赫章县7d，全市平均冻雨日数为23.3d;积雪日数最多为大方县19d，最少为赫章县、金沙县4d，全市平均积雪日数为8.4d。2018年凝冻天气过程中降雪日数最多为大方县12d，最少为金沙县6d，全市平均降雪日数达到8.5d;全市冻雨日数最多大方县18d，最少为金沙县5d，全市平均冻雨日数为10.9d;积雪日数最多为威宁县、大方县5d，最少为织金县0d，全市平均积雪日数为2.6d。

3雨雪相态转换天气形势分析

3.1雨转冻雨型

天气现象发生日期：2008年1月14日、2010年12月31日—2011年1月1日、2018年1月25—26日。在地面冷锋影响前，毕节市温度在0℃以上，当地面冷锋影响毕节市后，地面气温下降到0℃以下，毕节市出现雨转冻雨天气。

3.2冻雨型

天气现象发生日期：2008年1月17—21日、23日、25日、2月4日、2011年1月1日、3—5日、8日、21—22日、25—26日、2018年1月26—27日、2月1日、8日。

3.2.1500hPa西风型

中高纬在乌拉尔山常伴有阻塞高压，在N50°～60°、E80°～140°之间多为低值系统或深厚横槽发展，500hPa在N25°～30°之间以平直西风气流为主，700hPa在贵州区域多伴有西南急流，850hPa偏东北或偏东气流影响，中高层干冷、毕节上空湿层浅薄，云顶高度在700hPa上下。

3.2.2500hPa西北风型

在中国西南地区500hPa上形成较强西北风，低层多为东北风或东风回流，畢节市处在地面锋面后。

3.2.3静止锋减弱型

中高空无明显影响系统，低层多受偏东风影响，地面静止锋在白天减弱东退至毕节市西部，夜晚加强至云南东部，毕节全市处于锋后，在锋区摆动中常在夜晚到早晨出现冻雨天气。

3.2.4探空分析

毕节市在持续凝冻过程中出现冻雨时，地面温度低于0℃，中西部湿层浅薄，云顶高度在700hPa上下，锋面逆温层顶温度通常在0℃以下，无融化层。毕节东部地面温度低于0℃，湿层比西部厚，但云顶高度也在700hPa上下，湿度条件较好时可达650hPa上下，有融化层和无融化层2种层结。

3.3冻雨、雨夹雪型

天气现象发生日期：2008年1月15—16日、24日、26—29日、2月3日、2月5—6日、9日、14日、2011年1月2日、6—7日、23—24日、27—29日、31日、2018年1月28—30日、2月7日。

3.3.1四川短波槽型

500hPa在四川至河套地区以南有短波槽发展，在高空短波槽东移时影响毕节，但由于湿层伸展高度不够，易造成毕节市出现雨夹雪天气。

3.3.2700hPa切变型

500hPa高空低槽的位置偏北、偏东，700hPa槽后偏北风和偏南风切变南下影响毕节，850常为偏东或偏北气流，500hPa为干层，中低层有切变辐合，湿层伸展高度不够，造成毕节市出现雨夹雪天气。

另一类满足降雪天气形势，但由于层结条件达不到降雪的温度条件，通常是700hPa附近有暖层，温度高于0℃出现融化层，导致降雨夹雪。

3.3.3探空分析

毕节市在持续凝冻过程中出现雨夹雪、冻雨时，地面温度常低于2℃，中西部湿层较冻雨形势更厚，云顶高度在700～600hPa上下，锋面逆温层顶温度通常在0℃以下，无融化层;地面温度低于0℃，云顶高度可伸展到600hPa以上，但在锋面逆温层顶温度在0℃以上，存在融化层。

3.4降雪型

天气现象发生日期：2008年1月22日、30日、1月31日—2月2日、7—8日、10—13日、2011年1月9—11日、13—15日、17—20日、30日、2018年1月31日、2月2—5日。

3.4.1东亚大槽型

两槽一脊发展，东北冷涡南部大槽叠加脊前强北风影响，使高空冷槽更加深厚、位置更加靠南，同时结合青藏高原东部短波槽东移后与中纬度冷槽连通，形成东北—西南向深厚大槽系统。

3.4.2南支槽型

孟加拉湾南支槽疊加新疆冷槽东移南下或河套地区至四川一带高空低槽型，500hPa在新疆到巴尔喀什湖一带有冷槽或冷涡发展或在河套地区至四川一带有高空低槽发展东移，同时孟加拉湾南支槽发展，在东移过程中南北支槽连通，形成东北—西南向或南北向深厚高空低槽系统，冷槽东移影响毕节市。

500hPa在河套地区以南至四川一带有高空冷槽发展东移，孟加拉湾有南支槽发展，毕节市500hPa处于槽前强偏西南气流，高空冷槽位置偏北偏东，未直接影响到毕节市，但700hPa切变线南压时影响毕节市，850hPa多为偏东北气流，低层有切变辐合，南支槽前西南气流为毕节市上空带来湿冷空气，使湿层伸展高度增加。

3.4.3横槽转竖型

500hPa在东北地区有深厚冷涡发展，在贝加尔湖以南到新疆以北为横槽发展，横槽转竖后形成深厚的东北—西南向高空冷槽，冷槽东移南下影响毕节市。

3.4.4探空分析

毕节市在持续凝冻过程中出现降雪时，地面温度常低于2℃，湿层伸展到600hPa以上，云顶温度常低于-9℃，无融化层。

4物理量分析

4.1温度层结

降雪时500hPa毕节市温度低于-9℃，冻雨或雨夹雪时500hPa温度较高，700hPa有冷层和暖层2种形态。

4.2水汽条件

发生此3类天气现象毕节市比湿500hPa在0～3g/kg、700hPa在2～6g/kg、850hPa在2～4g/kg，其中发生雨夹雪或降雪时500hPa、700hPa水汽通量辐合大于发生冻雨时。

4.3上升运动

雨夹雪或降雪时500hPa上升运动强于发生冻雨时，700hPa上发生降雪时上升运动强于发生冻雨或雨夹雪时，其中有少数雨夹雪天气过程中垂直方向上升运动强，但由于700hPa附近有暖层导致降水相态为雨夹雪。

5小结

对2008、2011、2018年毕节市3次强凝冻过程进行天气现象统计，将雨、冻雨、雨夹雪、雪按出现日期划分后进行天气分析并总结各类天气现象出现时的天气环流特征：雨转冻雨时，地面将受冷锋影响，地面气温降至0℃以下;冻雨天气环流分为500hPa西风型、500hPa西北风型、静止锋减弱型，垂直方向上湿层浅薄，云顶高度在700hPa上下，锋面逆温层顶温度通常在0℃以下和0℃以上均可出现冻雨天气;冻雨、雨夹雪时天气环流分为四川短波槽型、700hPa切变型，湿层厚度较冻雨天气略高，云顶高度在700～600hPa上下，锋面逆温层顶温度通常在0℃以下，无融化层。另一种为云顶高度可伸展到600hPa以上，但在锋面逆温层顶温度在0℃以上，存在融化层;降雪时天气环流分为东亚大槽型、南支槽型、横槽转竖型。此时毕节市上空湿层深厚，云顶高度伸展到600hPa以上，云顶温度常低于-9℃，无融化层。

参考文献

[1] 唐延婧，宋丹. 2008年初贵州低温雨雪凝冻灾害天气成因分析[J]. 气象科学，2008（S1）：78-83.

[2]杜小玲，高守亭，彭芳. 2011年初贵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.

[3]杨贵名，孔期，毛冬艳，等. 2008年初“低温雨雪冰冻”灾害天气的持续性原因分析[J]. 气象学报， 2008， 66（5）：836-849.

[4]万汉芸. 2008年初贵州省毕节地区低温雪凝天气成因浅析[C].中国气象学会2008年年会极端天气气候事件与应急气象服务分会场论文集. 北京：中国气象学会，2008：207-210.

[5]何玉龙，黄建菲，吉廷艳. 贵阳降雪和凝冻天气的大气层结特征[J]. 贵州气象， 2007， 31（4）：12-13.

（责任编辑贾灿）

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