第 26 卷 第 1 期2017 年 2 月自 然 災(zāi) 害 學 報JOUNAL OF NATUAL DISASTESVol26 No1Feb2017收稿日期 : 2016 03 15; 修回日期 : 2016 05 12基金項目 : 中國氣象局預(yù)報員專項項目 ( CMAYBY2015 056)Supported by: CMA Special Forecaster Project ( Grant No CMAYBY2015 056)作者簡介 : 賴珍權(quán) ( 1984 ) ， 女 ， 工程師 ， 碩士 ， 主要從事氣象災(zāi)害研究 E-mail: lai0208163 com文章編號 : 1004 4574( 2017) 01 0156 09 DOI: 1013577/j jnd201701192016年初廣西罕見的一次低溫雨雪冰凍災(zāi)害天氣分析賴珍權(quán)1， 翟麗萍1， 張禹德2， 黃 榮1( 1 廣西氣象臺 ， 廣西 南寧 530022; 2 95364 部隊 ， 廣東 湛江 524329)摘 要 : 基于 NCEP 再分析資料 、EC 資料和常規(guī)觀測資料 ， 應(yīng)用天氣分析和診斷分析方法 ， 對 2016 年1 月廣西的低溫雨雪天氣進行了分析 ， 結(jié)果表明 : ( 1) 此次低溫雨雪天氣與阻塞高壓的強而穩(wěn)定密切相關(guān) 。冷空氣之強盛為歷史所罕見 ， 與歷史同期相比 ， 地面冷高壓顯著偏強 ， 850 hPa 的 0線明顯偏南 。850 hPa 華南強鋒區(qū)的長時間維持 ， 是造成此次過程的重要原因之一 。( 2) 雨夾雪與雪的條件相似 ， 主要是溫度垂直結(jié)構(gòu)存在差異 ; 而降雪與降雨相比 ， 溫度垂直結(jié)構(gòu) 、云頂高度 、逆溫層頂部氣溫以及暖層的厚度 、高度 、強度 、地面氣溫均有明顯的區(qū)別 。( 3) 降水相態(tài)由雨轉(zhuǎn)為雪時 ， 廣西上空的鋒面垂直結(jié)構(gòu)有明顯的變化 。( 4) 持續(xù)而強盛的水汽輸送 、濕層深厚有利于陰雨 、雪天氣的發(fā)生及持續(xù) 。相關(guān)分析結(jié)論可為廣西低溫雨雪冰凍預(yù)報提供技術(shù)參考 。關(guān)鍵詞 : 低溫雨雪 ; 阻塞高壓 ; 華南強鋒區(qū) ; 鋒面逆溫 ; 降水相態(tài)中圖分類號 : P429 文獻標志碼 : AAnalysis of a rare low-temperature snow and freezing disasterweather at the begining of 2016 in Guangxi ProvinceLAI Zhenquan1， ZHAI Liping1， ZHANG Yude2， HUANG ong1( 1 Guangxi Meteorological Observatory， Nanning 530022， China; 2 Unit No95364 of PLA， Zhanjiang 524329， China)Abstract: Based on NCEP( National Center for Environmental Prediction) reanalysis data， EC data and conven-tional observation data， the rare low-temperature， snow and freezing weather in January 2016 in Guangxi Provincewas analyzed with methods of weather analysis and diagnostic analysis esults show that: ( 1) The strong and sta-ble blocking high pressure plays very important role in this low temperature rain-snow case， and the strong cold airis rarely seen in history Compared with the same period from 1971 to 2000， the ground cold high pressure is sig-nificantly stronger， and 0 line at 850 hPa is located at lower latitude The long lasting strong front zone in SouthChina is one of the major causes of the cold rainy and snowy weather in Guangxi ( 2) Conditions for sleet and snoware similar， besides a litter difference at the vertical temperature structure， while there were obvious differences be-tween snowfall and rainfall， such as the vertical temperature structure， cloud top height， temperature at the top ofinversion layer， warm layer thickness， warm layer height， warm layer strength， and surface temperature ( 3) Whenrain turns to snow， the vertical frontal structure changes obviously ( 4) Continuous and powerful water vapor trans-port and deep moisture layer are beneficial to occurrence and persistence of the cold rain and snow weather The re-sults above may provide a technical reference for forecast of the the snow and freezing weather in Grangxi Province第 1 期 賴珍權(quán) ， 等 : 2016 年初廣西罕見的一次低溫雨雪冰凍災(zāi)害天氣分析Keywords: snow and freezing weather; blocking high; strong frontal zone in South China; frontal inversion; pre-cipitation phase低溫雨雪冰凍天氣為冬季主要的一種災(zāi)害性天氣 ， 對農(nóng)業(yè) 、交通 、旅游等有重大的影響 1 2， 低溫雨雪冰凍天氣過程中及冰雪融化期間還會造成地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生 3， 自 2008 年中國南方發(fā)生了大范圍的低溫冰凍天氣之后 ， 國內(nèi)學者對低溫雨雪事件的關(guān)注和研究更加深入 ， 低溫雨雪冰凍成為了研究的一個熱點問題 。彭艷等 4對 2008 年 1 月中國南部持續(xù)低溫雨雪冰凍天氣期間東亞地區(qū)中低空大氣環(huán)流異常特征進行了分析 。廖玉芳等 5分析表明長時間的大氣環(huán)流異常是造成此次低溫雨雪冰凍天氣的主要大氣環(huán)流背景 。宗志平等 6就 2008 年初凍雨強度變化及與逆溫層特征之間的關(guān)系作了詳盡的分析 。阻塞高壓是中高緯大氣環(huán)流異常經(jīng)向發(fā)展并穩(wěn)定的形勢 ， 其形成與維持可引起區(qū)域乃至半球范圍的大尺度氣團動量和熱量的強烈經(jīng)向交換 ， 導(dǎo)致天氣氣候異常 。陶詩言等 7， 趙思雄等 8指出歐亞大陸大氣環(huán)流異常 ， 中高緯度穩(wěn)定的阻塞形勢對凍雨天氣的維持是十分有利的 。李艷等 9分析表明歐亞大陸 3 個關(guān)鍵區(qū)的阻塞高壓對該次低溫雨雪天氣天氣發(fā)生的環(huán)流背景中起著非常重要的作用 ， 并存在異常特征 。劉曉梅等 10分析指出 2011 年華南西部低溫雨雪天氣有貝加爾湖阻塞高壓顯著偏強 、極渦面積偏大 、副高面積偏小等特征 。李小龍等 11發(fā)現(xiàn)中國東部低海拔地區(qū)與高海拔的貴州中西部地區(qū)凍雨天氣的發(fā)生機制有所不同 。楊貴名等 12指出冷暖氣團長期對峙是 2008 年低溫雨雪冰凍天氣持續(xù)的主要原因 。孫晶等 13通過對北方兩次不同類型降雪過程的微物理模擬也發(fā)現(xiàn)了云中水成物類型分布與溫度密切相關(guān) 。曾明劍等 14分析指出逆溫區(qū)暖層強度 、厚度 、高度及地面溫度決定了降水類型 。Stewart 等 15和 The'riault 等 16還通過數(shù)值模擬方法 ， 研究了不同降水類型發(fā)生時的逆溫層溫度 、厚度 、次凍層厚度和地面溫度等條件 。杜小玲等 17分析表明強凍雨 、冰粒及降雪天氣的溫度場 、鋒區(qū)結(jié)構(gòu) 、大氣運動狀況等存在差異 。目前對低溫雨雪冰凍天氣的相關(guān)研究已有許多 ， 并取得了許多的研究成果 。廣西由于屬于低緯地區(qū) ， 除了北部高寒山區(qū) ， 其它地區(qū)降雪很少見 ， 尤其廣西南部 。2016 年 1 月廣西出現(xiàn)了大范圍的低溫雨雪冰凍天氣 ， 此次過程具有氣溫低 ， 降雪范圍廣 ， 多地出現(xiàn)第一次降雪記錄 ， 雪線為有氣象記錄以來最南的特點 。出現(xiàn)降雪范圍如此之廣 ， 雪線如此之南的成因是什么 ? 出現(xiàn)降雪的相態(tài)成因是什么 ? 這些都是值得探討的問題 。本文使用的資料包括 : 常規(guī)觀測資料 、探空資料和 NCEP FNL( National Center for Environmental Predic-tion， global final analysis) 每日 4 次 1° ×1°再分析資料 ， 僅大氣環(huán)流異常分析中使用 EC 零場 2 5° × 2 5°資料 ， 其中以 1971 2000 年的要素平均值作為各場的氣候平均態(tài) 。1 過程特點及災(zāi)情2016 年 1 月 21 26 日受強冷空氣影響 ， 廣西出現(xiàn)一次大范圍低溫雨雪冰凍天氣過程 ， 此次過程具有氣溫低 ， 降雪范圍廣 ， 多地出現(xiàn)第一次降雪記錄 ， 雪線為有氣象記錄以來最南的特點 。1 月 21 26 日逐日全區(qū)平均氣溫比常年偏低 41 7 6， 過程最低日平均氣溫 3 6 ( 1 月 24 日 ) ; 1 月 24 日全區(qū)平均最低氣溫13， 是 2003 年后出現(xiàn)的最低值 ( 圖 1( a) ) 。1 月 24 日岑溪 、憑祥 、東興 、防城等 4 個站日平均氣溫破歷史最低紀錄 ， 那坡站平歷史最低紀錄 。防城港最低氣溫破 1992 年建站以來最低紀錄 ， 防城和潿洲島最低氣溫破 1 月歷史最低值 。根據(jù)國家氣象觀測站記錄 ， 1 月 23 25 日全區(qū)除北海市外的 13 個地市共 68 個市 ( 縣 、區(qū) ) 出現(xiàn)雨夾雪及雪 ( 圖 1( b) ) ， 部分地區(qū)有積雪 、冰凍及道路結(jié)冰 。欽州 、玉林 、靈山 、博白 、北流 、憑祥 、防城港 ( 1992 年建站 ) 等 7 個市縣出現(xiàn)當?shù)赜袣庀笥^測記錄以來第一次降雪 ， 陸川出現(xiàn) 1956 年以后第一次降雪 ， 浦北出現(xiàn)1975 年以后第一次降雪 ， 南寧 、邕寧 、武鳴 、上思 、龍州 、扶綏 、蒼梧等地出現(xiàn) 1983 年以后第一次降雪 。有氣象記錄以來廣西大范圍降雪的過程主要有 1975 年 12 月 12 14 日出現(xiàn) 72 站降雪 、1983 年 12 月 23 28 日先后有 60 站出現(xiàn)降雪 、1993 年 1 月 14 23 日先后有 62 站出現(xiàn)降雪 。與歷史過程比較 ， 此次降雪過程是近50 a 來 1 月份降雪范圍最大的過程 ， 也是 1975 年后降雪范圍最大的一次 ， 降雪最南到達 22°N 以南的防城港 ， 是 1951 年有氣象記錄以來雪線最南的一次 。·751·自 然 災(zāi) 害 學 報 第 26 卷圖 1 ( a) 2016 年 1 月 20 28 日廣西平均逐日氣溫 ( 單位 : ) ; ( b) 2016 年 1 月 23 25 日廣西降雪分布Fig1 ( a) Average daily temperature in Guangxi during Jan 20 28， 2016 ( unit: °C) ;( b) Distribution of snow in Guangxi during Jan 23 25， 2016此次低溫雨雪冰凍過程 ， 對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和冰雪旅游利弊同存 ， 但對廣西電網(wǎng) 、交通等行業(yè)及人民生產(chǎn)生活的各個方面產(chǎn)生不利影響 。據(jù)自治區(qū)民政廳截至 1 月 28 日 16 時 30 分統(tǒng)計 ， 2016 年 1 月 23 日以來 ， 廣西桂林市資源 ， 南寧市青秀 、邕寧 、江南 、武鳴 、馬山 、西鄉(xiāng)塘 ， 貴港市覃塘 、港南 、桂平 、港北 ， 崇左市寧明 、憑祥 、龍州 、大新 、扶綏 ， 百色市那坡 、樂業(yè) 、右江 、田東 、德保等地出現(xiàn)雪災(zāi)或低溫冷凍災(zāi)害 。災(zāi)害共造成 227 萬人受災(zāi) ; 農(nóng)作物受災(zāi)面積 2679 ×103hm2， 其中成災(zāi) 702 ×103hm2， 絕收 019 ×103hm2; 一般損壞農(nóng)房 14 戶 26 間 ; 直接經(jīng)濟損失 8 052 萬元 ， 其中農(nóng)業(yè)損失 7 522 萬元 ， 家庭財產(chǎn)損失 112 萬元 。2 環(huán)流特征及成因21 環(huán)流概述2016 年 1 月 21 25 日 500 hPa 高度平均場上 ( 圖 2a) ， 亞洲中高緯呈一槽一脊的形勢 ， 烏拉爾山與貝加爾湖之間為一強大穩(wěn)定的高壓脊 ， 中心達 564 dagpm， 逐日高度場上最強可達 571 dagpm， 脊前偏北氣流引導(dǎo)冷空氣經(jīng)貝加爾湖附近南下影響我國 。貝加爾湖以東至日本 ， 以南至長江流域為低槽區(qū) ， 逐日高度場可見( 圖略 ) ， 21 日極渦位于貝加爾湖與我國東北地區(qū)之間 ， 位置明顯偏南 ， 中心為 510 dagpm， 并伴有 50°C 的冷中心 ， 極渦向東南偏東方向移動 ， 24 日極渦快速東移出海 。新疆至內(nèi)蒙古一帶存在一東西向的橫槽 ， 冷空氣堆積 ， 橫前西北氣流將強盛的冷平流向南輸送 。由于阻塞系統(tǒng)的穩(wěn)定維持 ， 使亞洲大部地區(qū)受地面冷高壓控制 ， 冷高壓強度高達 1 080 hPa， 冷空氣異常強盛 。圖 2 2016 年 1 月 21 日 1 月 25 日 ( a) 500 hPa 平均高度場及距平場 ( 陰影 ) ， 單位 : dagpm( b) 地面氣壓平均場及距平場 ( 陰影 ) ， 單位 : hPaFig2 ( a) Average height field and height anomaly field( shaded area) at 500 hPa during Jan 21 25， 2016( unit: dagpm)( b) average surface pressure field and surface pressure anomaly field( shaded area) during Jan 21 25， 2016( unit: hPa)·851·第 1 期 賴珍權(quán) ， 等 : 2016 年初廣西罕見的一次低溫雨雪冰凍災(zāi)害天氣分析同期的 500 hPa 高度距平場上 ( 圖 2( a) ) ， 亞洲中高緯呈西高東低型 ， 烏拉爾山至貝加爾湖之間為正距平區(qū) ， 中心達 31 dagpm， 貝加爾湖以西為中心 11 dagpm 的負距平區(qū) ?？梢?， 與同期相比 ， 此次過程的烏拉爾山與貝湖之間的阻高顯著偏強 ， 貝湖以西的低槽深厚 。另烏拉爾山與貝加爾湖之間的正距平配合正的溫度距平 ， 有利于阻塞高壓的建立及維持 。以上分析表明 ， 此次罕見的低溫雨雪天氣的主要影響系統(tǒng)是中高緯阻塞高壓 、極渦 。亞洲中高緯地區(qū)冷空氣勢力較歷年同期顯著偏強 ， 這次低溫雨雪天氣與阻塞高壓的強而穩(wěn)定密切相關(guān) 。22 地面冷高壓明顯偏強及 850 hPa0線明顯偏南1 月 21 25 日地面氣壓平均場 ( 圖 2( b) ) 可見 ， 整個亞歐大陸由大陸強冷高壓控制 ， 冷高壓中心位于烏拉爾山與貝加爾湖之間 ， 平均強度達到 1 067 hPa， 較廣西歷年寒潮爆發(fā)平均 1 045 hPa 高 22 hPa， 歷年同期平均 1 038 hPa 高 29 hPa， 實屬罕見 。同時 ， 廣西的地面氣壓明顯較歷年平均高 ， 如桂林氣壓 1 月 21 25 日平均為 1 0326 hPa， 較 30 a 平均 1 0225 hPa 要高出 10 1 hPa。850 hPa0線平均位置南壓至廣西中部地區(qū) ， 較 30 a 平均位于長江流域一帶要偏南約 5 個緯度 ， 并且 850 hPa 0逐時南落 ( 圖 3) ， 24 日 08 時 ， 0線到達?？诟浇?， 足見此次過程的冷空氣強度之強盛 。23 850 hPa 華南鋒區(qū)強盛850 hPa 華南強鋒區(qū)維持是此次廣西大范圍雨雪天氣的重要原因之一 。圖 3 為 850 hPa 溫度沿 110°E的時間 緯度剖面 ， 圖中可見 1 月 21 24 日 ， 850 hPa 溫度場上華南地區(qū)維持有一支梯度大而窄的等溫線密集區(qū) ， 鋒區(qū)強盛 。計算 ( 20°N， 110°E) 與 ( 30°N， 110°E) 的南北溫差 ， 21 24 日平均溫差可達 20°C， 其中 23日 08 時 ， 隨著北面冷空氣影響 ，( 30°N， 110°E) 處溫度降至 10， 兩者溫差達到 24， 鋒面強度指標超出廣西歷年寒潮爆發(fā)時平均鋒區(qū)強度 20的臨界值 ， 強鋒區(qū)使得廣西長時間處于低溫天氣 ， 使得冷暖平流在華南地區(qū)交匯 。圖 3 850 hPa 溫度沿 110°E 的時間 緯度剖面Fig3 Time latitude section of temperature at 850 hPa along 110°E3 低溫雨雪冰凍天氣的成因分析正如過程特點中所述 ， 1 月 23 25 日降雪過程是近 50 a 來 1 月份降雪范圍最大的一次過程 ， 降雪最南到達 22°N 以南的防城港 ， 是 1951 年有氣象記錄以來雪線最南的一次 。23 日前 ， 廣西降水相態(tài)基本為雨 ， 廣西北部由于受冷空氣影響較早 ， 地面降溫明顯 ， 23 日 08 時轉(zhuǎn)為雪 ， 降雪時間長 。隨冷空氣不斷南下補充 ， 廣西降雪范圍逐漸南擴 ， 降雪范圍于 24 日 08 時最大 ， 北部主要以降雪為主 ， 南部以雨夾雪為主 ， 雪線到達 22°N防城港附近 。下面對雪的相態(tài)成因進行分析 。31 溫度垂直結(jié)構(gòu)分析大氣的溫度結(jié)構(gòu) ， 對確定地面觀測到的降水類型非常重要 18 19。圖 4 為 ( 22° 26°N， 106° 111°E) 區(qū)域平均溫度場及風速在垂直方向隨時間的變化 ， 由于中低層的西南或偏西急流影響 ， 22 23 日在 850 700hPa 有明顯的逆溫層存在 ， 下層為冷空氣入侵 ， 暖濕空氣沿著冷空氣墊爬升 ， 隨著冷空氣不斷侵入 ， 800 hPa·951·自 然 災(zāi) 害 學 報 第 26 卷以下降溫明顯 ， 冷墊增厚 ， 逆溫層厚度明顯變薄 、強度減小 ， 暖中心由 22 日 02 時 10， 降為 23 日 14 時 0，23 日 20 時后 ， 逆溫層溫度均小于 0， 無暖層存在 ， 有利于降水相態(tài)轉(zhuǎn)為雪 。圖中仍可見 ， 24 日 08 時 ， 整層平均溫度均在 0以下 ， 為溫度最低的時刻 ， 大范圍的雨夾雪或雪正是在溫度下降過程中出現(xiàn) 。圖 4 22° 26°N， 106° 111°E 區(qū)域平均溫度場及水平風的時間 高度剖面Fig4 Time altitude section of regional average temperature and horizontal wind ( 22° 26°N， 106° 111°E)32 探空垂直結(jié)構(gòu)特征利用 MICAPS3 平臺提供的 T log p 分析工具 ， 分析 24 日 08 時河池 、梧州 、南寧站上空的溫度垂直結(jié)構(gòu) 。影響降水相態(tài)的因素涉及到云物理 、環(huán)境大氣溫度等 20， 但要保證雪花降落到地面必須滿足兩條 ， 一是云中有適宜冰雪形成和增長的條件 ， 二是雪花降落的過程沒有被融化成雨滴 。圖 5 T log p 圖 ( a) 1 月 24 日 08 時河池 ( b) 1 月 24 日 08 時梧州 ( c) 1 月 24 日 08 時南寧 ( d) 1 月 23 日 20 時南寧Fig5 T log p diagram ( a) Hechi station at 2016 01 24 T 08: 00 00: 00 ( b) Wuzhou station at 2016 01 24 T08: 00( c) Nanning station at 2016 01 24 T 08: 00 ( d) Nanning station at 2016 01 23 T 20: 00·061·第 1 期 賴珍權(quán) ， 等 : 2016 年初廣西罕見的一次低溫雨雪冰凍災(zāi)害天氣分析24 日 08 時 ( 圖 5( a) ) ， 河池上空 733 665 hPa 存在鋒面逆溫 ， 逆溫厚度 68 hPa， 逆溫頂氣溫為 4， 逆溫底氣溫為 11， 逆溫梯度 7， 無暖層 ， 0層高度在 983 hPa， 地面氣溫 1， 云頂高度 471 hPa， 云頂溫度為 18。地面氣溫雖然大于 0， 但由于 0層高度接近地面 ， 雪降落到地面來不及融化 ， 但也由于地面溫度沒有處于 0以下 ， 不易出現(xiàn)大范圍的持久的冰凍天氣 。溫度垂直結(jié)構(gòu)為冰晶層 冷層 淺薄的暖層的結(jié)構(gòu) ， 降水相態(tài)為雪 。24 日 08 時 ( 圖 5( b) ) ， 梧州上空 760 709 hPa 存在鋒面逆溫 ， 逆溫厚度 51 hPa， 逆溫頂氣溫為 0， 逆溫底氣溫為 8， 逆溫梯度 8， 其中 709 679 hPa 為 0的等溫結(jié)構(gòu) ， 近地面的 0層高度位于 987 hPa，地面氣溫 2， 云頂高度 370 hPa， 云頂溫度為 26。溫度垂直結(jié)構(gòu)為冰晶層 冷層 等溫層 冷層 ( 次凍層 ) 淺薄的暖層的結(jié)構(gòu) ， 降水相態(tài)為雨夾雪 。24 日 08 時 ( 圖 5( c) ) ， 南寧上空 788 678 hPa 為鋒面逆溫 ， 逆溫厚度 110 hPa， 逆溫頂部氣溫 2， 底部氣溫 7， 逆溫梯度 9， 暖層位于 690 660 hPa 之間 ( 也稱融化層 ) ， 厚度 30 hPa， 近地面的 0層高度位于 987 hPa， 地面氣溫 2， 云頂高度 360 hPa， 云頂溫度為 22。溫度垂直結(jié)構(gòu)為冰晶層 冷層 淺薄的暖層 冷層 淺薄的暖層的結(jié)構(gòu) ， 淺薄的暖層使大氣的冰晶無法融化 ， 云底的溫度接近 0， 同時云底高度較低 ， 雪花從云底降至地面的距離較短 ， 雪降落到地面沒有全部融化 ， 降水相態(tài)為雨夾雪 ?？梢?， 此次過程是在鋒面逆溫的背景下發(fā)生 ， 出現(xiàn)雨夾雪與雪的條件基本相似 ， 均有深厚的冰晶層 、冷層結(jié)構(gòu) ， 0層高度接近地面 。主要區(qū)別是逆溫層里降雪時無暖層 ， 而雨夾雪有淺薄的暖層或等溫層存在 。為了進一步理解降雪的溫度垂直結(jié)構(gòu) ， 對降雪與降雨的溫度層結(jié)進行了對比分析 。23 日 20 時 ( 圖 5( d) ) 南寧上空 847 719 hPa 為鋒面逆溫 ， 逆溫厚度 128 hPa， 逆溫頂部氣溫 6， 底部氣溫 6， 逆溫梯度12， 暖層 ( 也稱融化層 ) 位于 800 640 hPa 之間 ， 厚度達 160 hPa， 0層高度在 950 hPa， 地面氣溫 5， 云頂高度 500 hPa， 云頂溫度為 10。溫度垂直結(jié)構(gòu)為冷層 暖層 冷層 淺薄的暖層的結(jié)構(gòu) ， 深厚的暖性逆溫層足以使冰粒子和過冷水滴融化 ， 加上沒有足夠冷的下墊面配合 ， 雨滴無法變成過冷水滴 ， 降水相態(tài)為雨 ?？梢?， 降雪較降雨 ， 降雪的云頂高度要高 ， 而降雨不存在冰雪區(qū) ; 降雪逆溫頂部氣溫明顯低 ; 降雪的暖層較降雨的薄且高 ， 或無暖層 ， 這樣冰晶降落至暖層時沒有足夠的時間融化就再次降落至 0以下的低溫區(qū) ， 而以雪或雨夾雪出現(xiàn) ; 降雪的地面氣溫較降雨的低 。33 鋒區(qū)結(jié)構(gòu)特征2008 年初我國南方地區(qū)的低溫雨雪天氣與華南和滇黔地區(qū)存在一條準靜止鋒密切相關(guān) 21。由前面分析可知 ， 2016 年 1 月這次廣西大范圍的低溫雨雪天氣也與鋒面密切相關(guān) ， 為了揭示鋒面的垂直結(jié)構(gòu) ， 取沿圖 6 沿 108°E 作假相當位溫與溫度的垂直剖面 ( a) 23 日 20 時 ( b) 24 日 08 時Fig6 Altitude latitude section of and temperature along 108°E( a) 2016 01 23 T 20: 00: 00( b) 2016 01 24T 08: 00: 00108°E 作假相當位溫與溫度的垂直剖面 ( 圖 6) ， 23 日 20 時 ( 圖 6( a) ) ， 這里以 321 K( 24 日 08 時 324K) 、285K 分別作為鋒區(qū)的上 、下界 ， 圖中可見南界伸展至 16°N 附近 ， 北界位于 22°N 附近 ， 鋒區(qū)寬闊且平緩 ， 鋒區(qū)內(nèi)等線相當密集 ， 鋒上在 18° 20°N、700 hPa 高度上有一個大值中心 ， 鋒下為低值區(qū) ， 鋒下為冷氣團 、鋒上為暖氣團 ， 暖氣團沿著鋒面爬升 。在 22° 24°N 緯距內(nèi) ， 鋒下受 4 0冷氣團控制 ， 鋒上受 0 4暖氣團控·161·自 然 災(zāi) 害 學 報 第 26 卷制 ， 說明鋒上有融化層 、鋒下有冷層的特征明顯 。在 24° 26°N 緯距內(nèi) ， 鋒下受 8 4冷氣團控制 ， 鋒上受 8 0冷氣團控制 ， 說明 24° 26°N 緯距內(nèi) ， 鋒下有冷層 ， 鋒上雖有逆溫 ， 但逆溫區(qū)里無融化層 。24 日08 時 ( 圖 6( b) ) ， 鋒區(qū)的南界伸展至 15°N 附近 ， 北界位于 21°N 附近 ， 在 22° 26°N 緯距內(nèi) ， 鋒下受 10 4冷氣團控制 ， 鋒上受 20 0冷氣團控制 ， 說明 22° 26°N 緯距內(nèi) ， 鋒上逆溫區(qū)里無融化層 ， 鋒上及鋒下均為冷層控制 。由上分析可知位于廣西上空的鋒面垂直結(jié)構(gòu)有明顯變化 ， 由鋒上有融化層 、鋒下有冷層的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殇h上及鋒下均為冷層的結(jié)構(gòu) ， 有利于降水相態(tài)由雨轉(zhuǎn)雪的發(fā)生 。34 水汽輸送特征充沛的水汽輸送對雨雪天氣至關(guān)重要 。從區(qū)域 ( 22° 26°N， 106° 111°E) 平均水汽通量的時間 高度剖面可看到 ( 圖 7( a) ) ， 水汽通量大值區(qū)的空間伸展高度高 ， 位于 700 400 hPa， 大值中心主要位于 700 600 hPa之間 ， 23 日 20 時中心達到 16g/( cm·hPa·s) 。700 hPa 區(qū)域 ( 106° 111°E) 平均水汽通量的時間演變圖中 ( 圖7( b) ) ， 22 日在我國 28°N 以南的大部地區(qū)有較強的水汽通量輸送 ， 隨著北風逐漸南移 ， 通量大值區(qū)擴展范圍逐漸減小南壓 ， 23 日水汽通量中心影響范圍仍基本覆蓋了廣西上空 ， 中心有 16g/( cm·hPa·s) ， 24 日 08 20 時大值區(qū)再次明顯南落 ， 主要位于 23°N 以南 。結(jié)合實況分析 ， 700 hPa 水汽通量中心 、大值區(qū)對此次雨雪天氣有重要的指示作用 。圖 7 ( a) 區(qū)域 ( 22° 26°N， 106° 111°E) 平均水汽通量的時間 高度剖面( b) 700 hPa 區(qū)域 ( 106° 111°E) 平均的水汽通量時間 緯度剖面 ， 單位 : g/( cm·hPa·s)Fig7 ( a) Time altitude section of regional average water vapor flux ( 22° 26°N， 106° 111°E)( b) Time latitude section of regional average water vapor flux ( 106° 111°E) unit: g/( cm·hPa·s)圖 8 區(qū)域 ( 106° 111°E) 平均相對濕度的緯度 高度剖面 ( a) 23 日 20 時 ( b) 24 日 08 時Fig8 Latitude altitude section of regional average relative humidity ( 106° 111°E)( a) 2016 01 23 T 20: 00: 00( b) 2016 01 24 T 08: 00: 00·261·第 1 期 賴珍權(quán) ， 等 : 2016 年初廣西罕見的一次低溫雨雪冰凍災(zāi)害天氣分析35 相對濕度分析從區(qū)域 ( 106° 111°E) 平均相對濕度的緯度 高度剖面 ( 圖 8) 可看到 ， 23 日 20 時 ( 圖 8( a) ) ， 相對濕度90%大值區(qū)橫貫整個廣西地區(qū) ， 主要位于 800 500 hPa 之間 。24 日 08 時 ( 圖 8( b) ) ， 24°N 以南地區(qū)從地面至 400 hPa 附近相對濕度均在 90%以上 ， 濕層明顯增厚 ， 中低層水汽呈飽和狀態(tài) ， 有利于該地區(qū)陰雨 、雪天氣的發(fā)生及維持 ; 廣西 24°N 以北地區(qū)濕層明顯較 23 日淺薄 ， 強度亦減弱 ， 這也是 24 日桂東北雨雪天氣消散的一個原因 。4 結(jié)論與討論( 1) 此次罕見的低溫雨雪天氣的主要影響系統(tǒng)是中高緯強而穩(wěn)定的阻塞高壓和極渦 。( 2) 冷空氣強度之強盛歷史罕見 ; 850 hPa 華南強鋒區(qū)的長時間維持 ， 是造成此次廣西低溫陰雨天氣的重要原因之一 。( 3) 此次過程雨夾雪與雪的條件基本相似 ， 均有深厚的冰晶層 、冷層結(jié)構(gòu) ， 0層高度接近地面 ， 區(qū)別是逆溫層里降雪時無暖層 ， 而雨夾雪有淺薄的暖層或等溫層存在 。降雪與降雨相比 ， 降雪云頂高度要高 ， 而降雨不存在冰雪區(qū) ; 逆溫層頂部氣溫明顯低 ， 小于 0; 暖層薄且高 ， 或無暖層 ; 地面氣溫低 。( 4) 廣西上空的鋒面垂直結(jié)構(gòu)由鋒上存在融化層 、鋒下有冷層的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殇h上及鋒下均為冷層的結(jié)構(gòu) ， 有利于降水相態(tài)由雨轉(zhuǎn)雪的發(fā)生 。( 5) 持續(xù)而強盛的水汽輸送 、濕層深厚有利于陰雨 、雪天氣的發(fā)生及持續(xù) 。在此之前 ， 2008 年廣西也出現(xiàn)了罕見的低溫冷害天氣 ， 但與此次過程相比 ， 有不同之處 ， 2008 年冰凍天氣持續(xù)時間更長 ， 降水相態(tài)以凍雨為主 ， 而 2016 年過程出現(xiàn)了大范圍的雪或雨夾雪 ， 兩次過程的大氣環(huán)流 、地面氣溫 、溫度垂直結(jié)構(gòu) 、鋒區(qū)垂直結(jié)構(gòu)上會有怎樣的區(qū)別 ， 下一步將對其進行詳盡的分析 。參考文獻 : 1 彭貴芬 ， 余美蘭 ， 彭勃 ， 等 云南省冰凍災(zāi)害氣象條件及風險評估 基于模糊信息分配方法的研究 J 自然災(zāi)害學報 ， 2012， 21( 2) : 150 156PENG Guifeng， YU Meilan， PENG Bo， et al Meteorological conditions and risk assessment of frost hazards in Yunnan Province: research based onfuzzy information distribution method J Jounal of Natural Disasters， 2012， 21( 2) : 150 156 ( in Chinese) 2 馬宗晉 2008 年華南雪雨冰凍巨災(zāi)的反思 J 自然災(zāi)害學報 ， 2009， 18( 2) : 001 3MA Zongjin A retrospective study of the 2008 huge disaster by low temperature， snow and ice in South China J Jounal of Natural Disasters，2009， 18( 2) : 1 3 ( in Chinese) 3 于懷昌 ， 李亞麗 ， 師邑 ， 等 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