1、.年初中国南方暴雪凝冻天气成灾分析周风才李皴陈九龄王新平（民航华东地区空中交通管理局气象中心上海） ：摘要：本文对与年初中国南方暴雪凝冻天气相关的天气系统的时间尺度和空间配置的分析，认为：拉尼娜效应、极涡中心偏亚欧大陆的环流配置、低层冷空气长时间的偏中路扩散南下、冬季阻塞高压的建立和稳定、中层暖湿空气的持续活跃、副高位置和印缅槽相对位置的偏北及持续稳定、异常的气温垂直分布等是造成此次灾害性天气过程的主要原因。关键词：暴雪凝冻天气天气系统异常成灾分析 引言年月日 月日中国南方省市均遭遇了百年一遇的暴雪凝冻天气灾害。本次灾害天气范围广、强度大、时间长、受灾严重。该天气过程持续时间长达多天，有亿多人
2、口受灾，其中因灾死亡人，直接损失超过亿元，间接损失则更不可计数。受其影响，电力、地面交通几近瘫痪。民航方面，仅华东、中南地区民航系统就有长沙、南昌、合肥、南京等个机场先后关闭，取消、延误航班超过万架次，其中月日一天上海虹桥、浦东两机场就取消航班近架次，经济损失巨大。暴雪凝冻天气过程的特征之一：维持时间长从月日一月日，整个南方地区的暴雪凝冻天气过程的强度虽然随时问有所起伏，但整个降雪和凝冻天气却并未完全中断，本过程持续时间长达天。本次过程共计有个时间段有凝冻天气产生。其中持续时间最短为个小时，最长达到个小时（月目点一月日点，表略）。暴雪凝冻天气过程的特征之：成灾范围广本次暴雪凝冻天气北起淮河流域
3、南至南岭山脉，西从四川、云贵高原东至上海长江入海口，共计覆盖了中国个省（市、自治区），成灾面积接近万平方公里，其中受灾最严重的区域超过万平方公里（图略）。本次过程凝冻灾害面积超过万平方公里的有个时段，受灾面积最广的达万平方公里（年月日点）。对成灾原因的分析，将有助于建立灾害天气预警机制和防灾减灾防御体系，也将有助于归纳预报该类天气过程的思路。天气背景分析年冬季（指年初，下同）的天气形势与往年有很大的不同，表现为大尺度的极涡环流形势、冬季中纬度百帕的阻高形势、中低层的冷空气活动路径等都出现了异常。丁一汇教授 【 】 认为异常的天气形势主要包括了：低层冷空气长时间滞留在长江以南、孟加拉湾暖湿气流异
4、常强大、拉尼娜效应。而陶诗言教授 【 】 等则强调了阻塞形势的异常出现和位置持续偏东的作用。余志豪教授例则认为副高稳定以及西南暖湿气流的几次加强是促成本次天气过程的主要因素。可以说年冬季的暴雪凝冻天气过程是在多种尺度的天气背景的异常情况下出现的。拉尼娜效应：从年月全球海表面温度及距平分布状况（图略）分析，自年月以来，赤道和中东太平洋海温呈现拉尼娜状态，至年月中西太平洋已连续个月海表温度较常年同期偏低 以上。这次拉尼娜现象是年来发展最为迅速的一次，也是前六个月累计海温下降幅度最强的一次。年来，.最强的一次拉尼娜现象与中国最强的一次暴雪凝冻天气过程同时出现，这应该不是偶然的。汉斯 格拉夫教授 【
5、】 认为拉尼娜效应影响浅层大气，使之变得湿冷，且能持续较长的时间，来自中国近海带有湿气的南风吹到中国，与中国中南部上空的冷空气相遇，导致了降雪或凝冻天气的发生。.极涡和大气环流与东亚季风强弱、环流的经向度有着密切的关系 【 】 【 】 。通过合成分析，对比年月日月日极涡（冷性低涡）位置和近年同一时间段的平均位置（剔除年资料，该年为较强拉尼娜年，以下同，图），有以下差异：、年冬季（月日月日，下同）亚欧大陆高纬地区的平均高度场明显低于平均高度场；、极涡中心在明显偏向东半球的欧亚大陆一侧，而平均状况则是偏向西半球北美大陆一侧；、亚欧大陆中高纬地区高度场的经向度明显要小于平均情况的经向度，表明年大尺度
6、环流十分稳定。朱乾根教授 【 认为冬半年北半球两个极涡位置和强度与我国大范围持续低温密切相关。年冬季冷性低涡的确有两个中心，其中东半球的中心位于。附近，且其比西半球的要强：两往年西半球的要明显强于东半球的。年极涡的异常偏东是维持冬季我国长时间、大范围低温的主要因素之一。圈 年月日至月日点图 年年月日至月日点的极涡（冷性低涡）平均位置 极涡的平均位置。中纬度阻高形势：阻塞高压的稳定、崩溃与寒潮天气、东亚季风和长江流域的梅雨密切相关 【 ，但对冬季华南暖湿气流和中国大陆低层冷空气活动路径的影响程度尚不很清楚。对年冬季（月日至月日）和近五年来（ ）相同时间段内的中纬度环流场进行了合成分析和比较（图）
7、。发现：年冬季中纬度出现了明显的阻塞高压形势（中心在。附近），面平均场则没有明显的阻高中心；进一步分析出现暴雪凝冻天气的次天气过程，则 天同样有稳定的阻高中心出现，平均位置基本稳定在。当阻高位置在附近时，通常冷空气从新疆地区侵入后，进而影响内蒙古、华北，然后或从东北地区出境，对南方地区影响不大；而今年冬季阻塞高压位置却明显东移，使西风的南支产生了多波动现象，且波动频率增大，波幅减小，波动前方（槽前）的上升运动区正好位于我国南方。今年初中国南方的雪灾正是南方系统（南支槽）和北方系统（阻高）相互作用的结果。低层冷空气移动路径：暴雪天气与低层冷空气的持续时间、弱气压场配置有很大的关联性 】 。饼。本
8、次暴雪凝冻天气过程期间我国大陆侯平均地面气压场分布（图）有以下的特点：、地面高压脊线平均位置在附近并与纬线几乎为正相交。、侯平均地面气压场一直未出现中国大陆的 “ ”型高压分布，表明该时间段没有寒潮过程或强冷空气活.动：、等压线的 “锲 ”型分布，表明冷空气一直维持中路的扩散和补充；从冷空气的垂直分布（图略）来看，其主要集中在及以下层面。年的冷空气活动路径和气压场平均态分布，使南方地区一直维持弱高压脊形势，浅层冷空气长时问的维持为较长时间的暴雪和凝冻天气提供了理想的温度场。.日平均最低温度及其距平的意义对上海虹桥机场年月日 月日的日最低气温（点）与近十年该时段同一时刻平均气温（图）的比较，发现
9、该时间段共有次明显的冷空气活动（温度波峰和波谷交替），最低气温变化趋势是下降的，且年的温度较往年偏低，另外最大曲线波谷段与暴雪时段相吻合。图 年月日至月日点图 年年月 月日中纬度环流场和阻塞高压点中纬度平均环流场异常的气温垂直分布降雪和冻雨天气的形成过程与环境温度的配置关系很大 【 埘。在本次暴雪凝冻天气过程中，中国南方地区（以汉口为北界、赣州为南界的东北西南向区域）呈现出 及以下层面气温偏低、中空（旷）气温相对偏高、而 及以上层面又相对干冷，形成明显的三明治温度垂直分布形态。年月日一月日期间南方地区因浅层冷空气较强，中层冷空气相对较弱，或无冷空气活动，甚至有较强暖空气活动的迹象，长沙、贵阳、
10、赣州、武汉站平均的时气温垂直分布（图）呈现下冷、暖、更冷的三明治式分布，并有明显的逆温及等温层。其中月日这种三明治式气温垂直分布更为明显（图略）。站气温垂直分布表明：、本次过程长江以南各地气温垂直分布均呈三明治式分布（二冷夹一暖）；若除去本次冷空气的南界赣州，则在武汉、南昌、长沙站，其浅层温度明显低于其中层温度，这有利于冻雨这种灾害性天气的发生；、本次暴雪凝冻天气过程，到层面气团作上升运动（图略），在 以上层面获得了环境空气的能量支持，从而得以持久地发展；、在气温垂直分布呈三明治式分布的地方，上升气团中的水汽在高层凝结成冰晶，当其下落并再次进入逆温层时往往冰晶会融化成水滴，而该水滴在进入低层较
11、强冷空气层时将会变成过冷水滴，从而形成雨淞，当该过程长期持续存在时则会造成严重灾害；、本次过程中三明治式气温垂直分布区域与暴雪凝冻天气的分布范围基本一致，说明此类气温垂直分布模式与暴雪凝冻天气有很强的正相关性。南海高压和印缅槽对暴雪的作用低空急流的水汽输送对暴雪的维持起到至关重要的作用卜 】 。年南海高压洲发生异常，其呈东北东到西南西的走向，并长时间维持稳定在。附近，尤其是副高外围的西南急流长期维持，其持续输送着暖湿气流。在暴雪凝冻天气发生的主要区域，此时的平均温度平流场的暖平流也相当明显。在同一时段印缅槽也有异常发展，在到上，印度半岛加尔各答和达卡上空为西北气流，而.。以东则长期为西南气流控
12、制，这使得孟加拉湾和印度洋暖湿气流源源不断进入中国内陆地区，造成该地区有大量暖湿空气的堆积（图）。自从年月日以来，中国华南地区在。一。之间，江南静止锋长期存在，同时在上有对应的切变线，并长期存在随急流向东输送的湿度大值区（图）。以上的天气形势配置十分有利于暴雪凝冻天气的发生渊。.图 年月点地面等压线天平均场（依次为：月日，：日、：日、：日、：日一月日）图上海虹桥机场年月日 月案日的逐日早晨六点气温曲线（黑色折线）和同时问的十年（ ）平均气温曲线（红色折对本次灾害性天气过程预报失败的反思此次大范围、长时间的中国南方暴雪凝冻天气虽然是百年一遇，预报难度比较大。仅就过程而言，本次过程已经超越.了一般
13、天气系统的时间尺度和空间尺度范围。它的发生和发展，是大尺度环.流与特定天气势在时间和！间的巧妙配，并现明的累积效应 年月日起有 冷气自北向南推进产生降与冻雨无气，在该季节这应属正常的现象，不舍也不应该引起过多关注，即使其连续州无则仍属 常范围实际预报时对天气系统认识上的固有思维模式，约束了对暴雪凝球天气持续时间预报思路的拓展对异常天气形势与小概率扶尺度气侯事件的若注和把握，是未来预测宄害性天气的关键思路之叫 、 ：贵阳 长沙 ：赣州：武汉田贵阳等站时在月日一月日期同平均气温垂直分布曲线示意圈扎莨圈 年月 月日平均高度弱和温度平流垢图 年月 月日急流圈叠加大温区配置田（平均水黼量散崖局和平均风向
14、风速场）结柬谱对本攻暴雪凝珠天气过程的成灾分析，发现该过程量膀可用典的气象学论来诠释但此过程却妊超出了一般的天气尺度的范围。面对严重的灾害以下几点则必需引起重视：、提高对中低层环流异常和超稳定易成宄的认识。在一般预员思维中往往重规气团及其气屉的各共不稳定及其所 起的强对流天气和气象灾害；而对长期超稳定的天气气候背景则往往易产生麻痹心理；故必须提高对晷娄超稳定性天气景积效应成灾的警惕性，这也是落实防灾减灾能略所应循重考虑的方面。、车欢暴雪凝冻天气只有在恃定异常天气背景和善种物量场（各层面流场、气压场和温度场水汽输邀.丈值区， “三明泊 ”式的气温垂直分布）的共同作用下，才能维持太范围、长时同的辱
15、雪凝冻天气、对天气尺度进行再认识。通常气候尺度、无气尺度、中小尺度等均有其自身的客观标准和特点，但偶尔也会产生复杂的情况出现多种尺度的融和嵌套。本攻过程则属后者，其不能简单归结为天气尺度.和气候尺度。用传统的一成不变的大、中、小尺度的概念去分析和判断某系统的发生、发展和消亡容易误入某一僵化的思维定势，从而对预报造成不利的影响。、分析结论：本次灾害性天气过程是由多种因素共同作用的结果，即：拉尼娜效应、极涡中心偏亚欧大陆的环流配置、低层冷空气长时间的偏中路扩散南下、冬季阻塞高压的建立和稳定、中层暖湿空气的持续活跃、副高位置和印缅槽相对位置的偏北及持续稳定、异常的气温垂直分布等是造成此次灾害性天气过
16、程的主要原因。参考文献丁一汇中国气象学会年低温雨雪冰冻灾害专家座谈会张庆云高守亭孙淑清纪立人周晓平赵思雄陶诗言天气学和天气预报的研究进展 大气科学 年期余志豪雪灾真相新都市报第版 一，： 李崇银穆明权异常东亚冬季风激发的数值模拟研究大气科学， “穆明权李崇银东亚冬季风异常对的激发一个数值模拟研究，东亚季风和中国暴雨国科学院大气物理研究所编北京气象出版社， 中 （）：李崇银频繁的强东亚大槽活动与 的发生中国科学（辑），）： 李崇银穆明权东亚冬季风一暖池状况循环的关系科学通报，（）： ， 。 （ ），（）： 朱乾根，寿绍文等，天气学原理与方法，气象出版，吴国雄丑纪范等副热带高压研究进展及展望大气科
17、学第卷第期叶笃正等陶诗言等北半球冬季阻塞形式的研究北京科学出版社天气学和天气预报的研究进展大气科学第卷第期 盛春岩：杨晓霞一次江淮气旋暴雪天气过程分析山东气象，（）张腾飞：鲁亚斌：张杰：普贵明一次低纬高原地区大到暴雪天气过程的诊断分析高原气象，（）杨柳：苗春生：寿绍文：黎中菊年春季江淮一次暴雪过程的模拟研究南京气象学院学报，（）王崇洲，贝敬芬一次暴雪、雨凇、冰雹天气过程的综合分析气象，（）陈丽芳。南方两次相似降雪（雨）过程的对比研究山东气象，（）.陈佩君：徐云南通地区暴雪的天气条件对比分析气象，（）孙继松粱丰等北京地区一次小雪天气过程造成路面交通严重受阻的成因分析大气科学第卷第期吕胜辉王积国邱菊天津机场地区冻雨天气分析气象科技第卷第期王迎春等北京连续降雪过程分析应用气象学报第卷期赵桂香一次回流与倒槽共同作用的暴雪天气分析气象卷期 朱明辉等南岳雨凇分析气象科技第卷第期 朱爱民，寿绍文长江中下游地区 “ ”暴雪过程分析气象，（）第一作者简介： 周风才，高级工程师。联系方式：民航华东地区空中交通管理局气象中心，
