朔州市2025 年初春降雪过程分析与积雪估测
徐卫丽 刘瑞兰 杜兰兰 贾晓霞
山西省朔州市气象局 036001
引言:
山西初春时节降水过程往往伴有多种相态,同样的降水量, 0% 温度线高度与不同的地面温度形成积雪深度差异较大,降水伴随降温常形成的积雪和结冰,给交通、电力设施、工农业带来严重影响。从环流背景上分析,我国北方暴雪多为回流型,低层回流不仅对水汽有贡献,还能形成冷空气垫,利于西南暖湿气流爬升,加强地面的动力抬升作用,增强垂直运动 [1-3]。关于降水量与积雪深度的相关性,王一颉对山西冬半年雨转雪过程进行归类和分析,探讨地面气温在降水相态转换的作用,提炼出积雪深度预报指标 [4],刘瑞兰系统地研究了朔州市 2001 年-2022年 10-4 月所有降雪过程,得出降水量与雪深 P 系数 [5]。本文分析朔州市 2025 年初春一次降雪天气过程,旨在探讨造成大的降水的动力和水汽条件,以及根据现有测站降水量和积雪深度观测数据,估测高海拔关键路段积雪情况,为暴雪预警发布提供科学依据。
1 天气实况及特点
2025 年 3 月 14 白天到夜间,朔州市出现一次大范围降雪天气,各县降水量
,平鲁区西南部、应县南部乡镇出现暴雪。这次将雪天气过程降水相态复杂,1. 平川四县白天雨、雨夹雪、雪交替出现,2. 右玉县、山阴县、应县降水量超过 10mm ,积雪深度仅 2-4cm ,3、应县南部山区到繁峙砂河路段,根据过路司机和视频博主报道,估测降水量 >10mm ,积雪深度 15-20cm 。
2 暴雪影响系统
3 月 14 日 08:00, 500hPa 东亚中高纬地区为“2 槽 1 脊”,新疆东部有高空槽,日本冷涡低槽,两槽之间脊区浅且宽广,山西受新疆东部槽前西西南气流引导; 700hPa 冷切变线位于河套地区,其前部的偏南风将东海暖湿气流向山西输送,对应 850hPa 上相同位置有倒槽,东路冷空气经渤、黄海海向山西北部输送水汽,地面河套为回流倒槽,动力、水汽条件都较好,是山西典型暴雪天气形势。平川区各站上午陆续开始降水, 20:00500hPa 高空槽稍东移, 700hPa 切变线压在本区域,水汽来自内陆长江流域;相同位置 850hPa 上冷切变倒槽,切变线前偏东风风速增大,水汽来自渤海,低层水汽输送更有利,且朔州东部还有风速辐合,地面河套倒槽向北发展,形成固丘峰,动力条件增强,降水效率更高,降水主要集中在20:00 前后。
3 动力水汽条件,相态转换
分析朔州市14 日垂直速度、水汽条件,13 日 20:00850hPa 比湿 2g ˑkg-1 ,14日08:00增大到4gˑkg-1,空气含水量在增加,垂直速度 -0.07hPa s-1,700hPa 比湿 3g⋅kg-1 ,上升区在中、西部,最大垂直速 -0.09hPa ˑs-1,, 850hPa 偏东风起到冷垫作用, 700hPa 冷切变前增强的西南暖湿气流在上面爬升,09 时开始从东向西各县先后开始出现降水,水汽凝结从冷垫以上开始, 850hPa 层温度 1-2% ,降水到地面,相态雨夹雪或雨。 700hPa 系统东移缓慢,切变线前西南风风速逐渐增大,水汽输送在加强,20:00 达 10m⋅s-1 ,相对湿度 90% 以上,垂直速中心最大值-0.72hPa ˑs-1,23:00 风速 12m⋅s-1 ,达到低空急流; 850hPa 东南风 17:00 开始增大,20:00 风速 4m⋅s-1 ,相对湿度达 90% 以上,垂直速度也达到最大,中心值 -0.43 hPa ˑs-1,23:00 风速增大到 6m⋅s-1 , 4g ˑkg-1 比湿从 08:00持续到 23:00,上下层配合,18:00 至 23:00 是集中降水时段。850hPa 温度场分析,白天东路冷空气影响山西中北部, 0∘C 线从东向西推进,20:00 均低于 0∘C 后出现平川县转为纯雪。EC 细网格预报 14 日 11:00应县南部高海拔地区 850hPa 高度 155gpm 温度 1∘C ,判断白马石(海拔1648m )砂河路段降水相态为雪,结合应县站 13.0mm 降水量推测高海拔路段积雪 13-20cm 。
3.1 雷达产品特征
大同雷达分析显示 17:5415dBz 以上回波移入右玉县,18:06 开始出现降水,相态雨,18:23 气温下降到 2.5∘C ,相态转为雨夹雪;上游回波加强, 19:2530dBz 以上回波进入国家测站范围,降水加强,此时气温下降到 0.6∘C ,降水相态转为雪,强回波持续到 20:31,右玉县 20:00小时降水量 5.1mm 。 v 产品: 18:551.5∘ 仰角西南风开始增大,19:50 高度 2.9km ( 700hPa )达到 12m⋅s-1 , 持续到 20:31,对应右玉县最强降水时段,风速开始增大比最大雨强出现时间早近1 小时。
4、小结
(1)本次雨雪天气发生在初春,是一次地面为回流倒槽的降雪天气过程,降水从白天开始,降水相态复杂,但就降水量而言,有三站超过 10mm 达暴雪,但由于开始降水为雨或雨夹雪,积雪深度不足10 厘米。应县白马石砂河路段高海拔地区没有观测设备,结合周边测站降水量及视频参照物比对,推测降水量超过 10mm ,积雪深度 13-20cm ,达到暴雪。
(2)东部探空资料显示,低层偏东气流带来湿冷空气,迫使700hPa 以上西南气流在冷垫上爬升,起到动力抬升作用; 0% 线随着850hPa 冷空气西进也向西推,覆盖本区域时降水相态转为雪。大同 C波段雷达特征: CR 15dBz 以上回波移入开始出现降水,30dBz 以上回波进入,降水加强,V 产品 1.5∘ 仰角西南风开始增大,降水加强,比最大雨强出现时间早近 1h 。
(4)雨雪转换季节,降水开始时间不同,形成积雪深度差异较大,根据测站降水数据和数值模式温度预报,推测山区降水量、积雪厚度,给暴雪预警发布和政府决策提供科学依据 。
参考文献
[1] 胡玲 , 刘锦 , 周波涛 . 东高红 , 等 . 天津城区暴雪的环流形势与雷达特征分析﹝ J ﹞ . 气象与环境科学 ,2020.43(1):34-42.
[2] 王丛梅 , 李永占 , 刘晓灵 . 河北省南部回流暴雪天气结构特征﹝ J ﹞ . 气象与环境学报 ,2015.31(3):23-28.
[3] 周晓宇 , 赵春雨 , 崔妍 , 等 .1961-2017 年中国东北地区降雪时空演变特征分析﹝ J ﹞ . 冰川冻土 ,2022.421(3):766-779.
[4] 王一颉 , 赵贵香 , 马严枝 , 等 . 降水相态转换机制及积雪深度预报技术研究﹝ J ﹞ . 干旱气象 ,2019.37(6):964-971.
[5] 刘瑞兰 , 徐卫丽 , 朱彩粉 , 等 . 朔州市积雪深度影响条件分析及预报研究﹝ J ﹞ . 科技研究 ,2024.21(5):56-58,