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摘要 利用常规气象观测资料及NCEP1°×1°再分析资料，对2014年2月4—7日河南省一次大范围暴雪过程进行检验分析。结果表明：大尺度环流形势有利于冷暖气团交锋，从而产生次级环流和锋生强迫，由于锋后的冷空气垫阻挡，导致来自低纬的暖湿气流北上爬升，在锋区上界形成很强的辐合上升运动，促进暖湿空气的抬升和凝结，是河南省大范围暴雪天气持续的主要原因；豫北地区高低空急流耦合作用产生的“抽吸”机制，有利于次级环流的形成，加强了强降雪产生的动力作用。冷锋在河南的合并、锢囚，黄河以北700 hPa切变线的存在，为豫北暴雪天气提供了良好的辐合抬升动力条件。前期边界层925 hPa的水汽辐合是豫北超历史极值的降雪的一个有利条件；大气中的可降水量与降雪的量级有很好的对应关系。850 hPa温度的-4 ℃线对预报降水相态有很好的指示作用。
关键词 暴雪；中尺度分析；次级环流；河南省；2014年2月4—7日
中图分类号 P426.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）12-0267-02
1 过程概况及天气特点
2014年2月4—7日，河南省出现一次强降雪过程，大部分县市降雪量在10 mm以上，全省平均降雪量17.3 mm。此次降雪过程，河南省共有12个站的最大积雪深度达到或突破2月历史同期极值，集中分布在豫北地区。其中，尉氏站达到历史同期极值，卫辉、获嘉、淇县、新乡、南乐、长垣、焦作、新安、延津、范县、滑县等11个站突破历史同期极值，焦作站积雪深度达20 cm，为全省最大。
5日8：00至7日17：00，周口市平均过程降雪量为19.6 mm，全市有5个县（市）出现暴雪天气，最大过程降雪量为郸城23.6 mm。这次降雪过程从4日14：00河南省西部三门峡、洛阳开始降雪，直至7日20：00过程结束。全省大部分地区均为降雪过程，信阳南部有降雨或雨夹雪天气，5日信阳南部新县站出现雨凇天气。
2 主要影响系统分析
2月4日中高纬为两槽一脊型，乌拉尔山和中西伯利亚东部为一低压，巴尔喀什湖为一暖高脊。脊前强盛的西北气流引导冷空气经阿尔泰山脉、蒙古高原南下。暴雪期间中高纬乌拉尔山南部系统活跃，分别于4日和5日2次分裂高空槽经天山山脉东移。中高纬分裂高空槽东移南下与中纬度低槽同位相叠加，低槽经向度加大并缓慢东移。此时宽广的200 hPa急流轴（>44 m/s）加强南压向东传播，700 hPa西南急流带宽广至6个经度以上，急流核中心数值加强到20 m/s以上，在郑州附近的急流出口区风速最大达28 m/s。850 hPa（>12 m/s）的偏东气流也带来了充沛的水汽。5—6日700 hPa西南急流持续加强，冷锋在河南的合并、锢囚，黄河以北700 hPa切变线的存在，为暴雪天气提供了良好的辐合抬升动力条件。槽前旺盛的西南暖湿气流与不断补充南下的较强地面冷空气结合，有助于在河南省形成持续的暴雪天气[1-2]。
3 强降雪成因分析
3.1 水汽条件分析
3.1.1 水汽的输送及垂直分布。降水形成的一个重要条件即为水汽，其输送机制的建立对持续性暴雪的产生则至关重要。由3—6日850 hPa水汽通量场可知，强降雪期间对流层低层水汽大部分由槽前西南气流将水汽从孟加拉湾沿西南地区东部经江汉地区向黄淮区域输送，另一支从南海由偏东气流经华南、江南东部向江淮、黄淮输送。暴雪期间存在的2条水汽输送带与低空急流相对应，这是大范围强降雪的必要条件。
3.1.2 大气中可降水量的变化。分析暴雪区大气可降水量的变化，可见在暴雪前大气中的可降水量都有明显增大的过程，降雪临近结束时，明显减小。2014年2月4日8：00暴雪前，大气中的可降水量豫北较小（5 mm左右），同样，暴雪前后豫中及豫东的大气可降水量也有一个6～10 mm的增幅。由于此次降雪持续时间较长，豫北地区的可降水量维持在12 ～14 mm[3]。直至降雪结束后（7日8：00后）迅速降低。对比发现，暴雪区的大部分降雪量接近于大气中的可降水量。由此可见，大气中的可降水量与降雪的量级有很好的对应关系。
3.2 动力、热力条件分析
3.2.1 Tlog-P图。温度对数压力图又称埃玛图，是一种热力学图解。使用该图可以方便而清晰地分析大气层结特性及湿空气在升降过程中状态的变化，判断大气静力稳定性及对流不稳定性。从4日20：00郑州站的温度对数压力图（图1a）上看：在垂直风切变图中，从925 hPa至500 hPa风向随高度顺转有暖平流，从500 hPa至400 hPa风向随高度逆转有冷平流。并且850 hPa以下，温度露点差较大，表明低层湿度条件较差。而随后的暴雪时段，低层湿度有所改善，500 hPa以上有干冷空气侵入，受西南暖湿气流的影响850～700 hPa逆温明显。这种下暖湿、上干冷的结构为暴雪提供了有利的动力和热力条件。
3.2.2 P坐标垂直速度分析。从NCEP的1°×1°的P坐标垂直速度剖面图（图2）可见，豫北的上升运动尤其显著。从4日8：00豫北地区上升运动明显，高度达到500 hPa以上。而在4日14：00上升运动高度扩展至300 hPa，并在500 hPa高度有一个-60 hPa/s的大值中心。在5日2：00豫北暴雪时段的P坐标垂直速度剖面图中，有一对上升（700 hPa）与下沉（500 hPa）运动中心相对应。这正是由高低空急流的“抽吸”作用和700 hPa切变线的辐合抬升共同作用而产生的次级环流。下沉运动对暴雪的形成非常重要，因为由北方高空下沉的气流为冷平流，其与南方低空暖平流相汇形成锋面，迫使低层暖湿空气抬升，加强上升运动，也是不稳定能量释放的触发机制。直至5日8：00，豫北地区的上升运动不但有2个-40 hPa/s的上升运动大值中心，而且还依然保持垂直高度宽广的特点。因此，在豫北地区长时间维持宽广垂直高度的上升运动以及次级环流的存在，也是产生超历史极值的降雪量的一个重要原因。 4 降水相态及温度阈值
分析降雪时段的850 hPa温度变化及降水相态可知：自4日降雪开始至5日20：00，850 hPa温度的-4 ℃线一直维持在信阳中部，期间略有南北摆动。降水相态也有明显的特点，在信阳中部以北地区，降水均为雪。而在-4 ℃线附近及以南地区，降水为雨夹雪或雨。6—7日，随着冷空气的进一步扩散，850 hPa温度的-4 ℃线南压至信阳外东南部。而在7日8：00的地面图上也可以看出，降雪范围扩展为全省。由此，可以得出这次暴雪过程仅在降雪前期信阳南部有雨和雨夹雪以外，其余时段和范围全省均为降雪。并且850 hPa温度的-4 ℃线可用来作为预报降水相态的一项物理指标[4-6]。
5 结论与讨论
（1）大尺度环流形势有利于冷暖气团长期对峙而产生次级环流和锋生强迫，导致华南准静止锋较长时间稳定维持，强锋区维持时间较长。来自低纬的暖湿气流的北上遇锋后的冷空气垫阻挡而爬升，在锋区上界形成很强的辐合上升运动，促进暖湿空气的抬升和凝结，是河南省大范围暴雪天气持续的主要原因。
（2）豫北地区高低空急流耦合作用产生的“抽吸”机制，有利于次级环流的形成，加强了强降雪产生的动力作用。冷锋在河南的合并、锢囚，黄河以北700 hPa切变线的存在，为豫北暴雪天气提供了良好的辐合抬升动力条件。前期边界层925 hPa的水汽辐合是豫北超历史极值的降雪的一个有利条件。
（3）大气中的可降水量与降雪的量级有很好的对应关系。850 hPa温度的-4 ℃线对预报降水相态有很好的指示作用。
6 参考文献
[1] 王新敏，布亚林，李平，等.河南省暴雪天气特征及预报模型[J].河南气象，2000（4）：1-5.
[2] 梁钰，苏爱芳.2003年河南省量类典型暴雪天气对比分析[J].河南气象，2004（1）：36-41.
[3] 杨利鸿，周宏，玛依热·艾海提，等.2011年2月喀什一次暴雪天气过程分析[J].沙漠与绿洲气象，2015（5）：1-6.
[4] 张海军，王焕毅.本溪地区一次大到暴雪天气过程分析[J].现代农业科技，2016（7）：245-247.
[5] 庄晓翠，赵正波，张林梅，等.新疆阿勒泰地区一次罕见暴雪天气过程分析[J].气象与环境学报，2010（6）：24-30.
[6] 刘惠云，崔彩霞，李如琦.新疆北部一次持续暴雪天气过程分析[J].干旱区研究，2011（2）：282-287.
关键词 暴雪；中尺度分析；次级环流；河南省；2014年2月4—7日
中图分类号 P426.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）12-0267-02
1 过程概况及天气特点
2014年2月4—7日，河南省出现一次强降雪过程，大部分县市降雪量在10 mm以上，全省平均降雪量17.3 mm。此次降雪过程，河南省共有12个站的最大积雪深度达到或突破2月历史同期极值，集中分布在豫北地区。其中，尉氏站达到历史同期极值，卫辉、获嘉、淇县、新乡、南乐、长垣、焦作、新安、延津、范县、滑县等11个站突破历史同期极值，焦作站积雪深度达20 cm，为全省最大。
5日8：00至7日17：00，周口市平均过程降雪量为19.6 mm，全市有5个县（市）出现暴雪天气，最大过程降雪量为郸城23.6 mm。这次降雪过程从4日14：00河南省西部三门峡、洛阳开始降雪，直至7日20：00过程结束。全省大部分地区均为降雪过程，信阳南部有降雨或雨夹雪天气，5日信阳南部新县站出现雨凇天气。
2 主要影响系统分析
2月4日中高纬为两槽一脊型，乌拉尔山和中西伯利亚东部为一低压，巴尔喀什湖为一暖高脊。脊前强盛的西北气流引导冷空气经阿尔泰山脉、蒙古高原南下。暴雪期间中高纬乌拉尔山南部系统活跃，分别于4日和5日2次分裂高空槽经天山山脉东移。中高纬分裂高空槽东移南下与中纬度低槽同位相叠加，低槽经向度加大并缓慢东移。此时宽广的200 hPa急流轴（>44 m/s）加强南压向东传播，700 hPa西南急流带宽广至6个经度以上，急流核中心数值加强到20 m/s以上，在郑州附近的急流出口区风速最大达28 m/s。850 hPa（>12 m/s）的偏东气流也带来了充沛的水汽。5—6日700 hPa西南急流持续加强，冷锋在河南的合并、锢囚，黄河以北700 hPa切变线的存在，为暴雪天气提供了良好的辐合抬升动力条件。槽前旺盛的西南暖湿气流与不断补充南下的较强地面冷空气结合，有助于在河南省形成持续的暴雪天气[1-2]。
3 强降雪成因分析
3.1 水汽条件分析
3.1.1 水汽的输送及垂直分布。降水形成的一个重要条件即为水汽，其输送机制的建立对持续性暴雪的产生则至关重要。由3—6日850 hPa水汽通量场可知，强降雪期间对流层低层水汽大部分由槽前西南气流将水汽从孟加拉湾沿西南地区东部经江汉地区向黄淮区域输送，另一支从南海由偏东气流经华南、江南东部向江淮、黄淮输送。暴雪期间存在的2条水汽输送带与低空急流相对应，这是大范围强降雪的必要条件。
3.1.2 大气中可降水量的变化。分析暴雪区大气可降水量的变化，可见在暴雪前大气中的可降水量都有明显增大的过程，降雪临近结束时，明显减小。2014年2月4日8：00暴雪前，大气中的可降水量豫北较小（5 mm左右），同样，暴雪前后豫中及豫东的大气可降水量也有一个6～10 mm的增幅。由于此次降雪持续时间较长，豫北地区的可降水量维持在12 ～14 mm[3]。直至降雪结束后（7日8：00后）迅速降低。对比发现，暴雪区的大部分降雪量接近于大气中的可降水量。由此可见，大气中的可降水量与降雪的量级有很好的对应关系。
3.2 动力、热力条件分析
3.2.1 Tlog-P图。温度对数压力图又称埃玛图，是一种热力学图解。使用该图可以方便而清晰地分析大气层结特性及湿空气在升降过程中状态的变化，判断大气静力稳定性及对流不稳定性。从4日20：00郑州站的温度对数压力图（图1a）上看：在垂直风切变图中，从925 hPa至500 hPa风向随高度顺转有暖平流，从500 hPa至400 hPa风向随高度逆转有冷平流。并且850 hPa以下，温度露点差较大，表明低层湿度条件较差。而随后的暴雪时段，低层湿度有所改善，500 hPa以上有干冷空气侵入，受西南暖湿气流的影响850～700 hPa逆温明显。这种下暖湿、上干冷的结构为暴雪提供了有利的动力和热力条件。
3.2.2 P坐标垂直速度分析。从NCEP的1°×1°的P坐标垂直速度剖面图（图2）可见，豫北的上升运动尤其显著。从4日8：00豫北地区上升运动明显，高度达到500 hPa以上。而在4日14：00上升运动高度扩展至300 hPa，并在500 hPa高度有一个-60 hPa/s的大值中心。在5日2：00豫北暴雪时段的P坐标垂直速度剖面图中，有一对上升（700 hPa）与下沉（500 hPa）运动中心相对应。这正是由高低空急流的“抽吸”作用和700 hPa切变线的辐合抬升共同作用而产生的次级环流。下沉运动对暴雪的形成非常重要，因为由北方高空下沉的气流为冷平流，其与南方低空暖平流相汇形成锋面，迫使低层暖湿空气抬升，加强上升运动，也是不稳定能量释放的触发机制。直至5日8：00，豫北地区的上升运动不但有2个-40 hPa/s的上升运动大值中心，而且还依然保持垂直高度宽广的特点。因此，在豫北地区长时间维持宽广垂直高度的上升运动以及次级环流的存在，也是产生超历史极值的降雪量的一个重要原因。 4 降水相态及温度阈值
分析降雪时段的850 hPa温度变化及降水相态可知：自4日降雪开始至5日20：00，850 hPa温度的-4 ℃线一直维持在信阳中部，期间略有南北摆动。降水相态也有明显的特点，在信阳中部以北地区，降水均为雪。而在-4 ℃线附近及以南地区，降水为雨夹雪或雨。6—7日，随着冷空气的进一步扩散，850 hPa温度的-4 ℃线南压至信阳外东南部。而在7日8：00的地面图上也可以看出，降雪范围扩展为全省。由此，可以得出这次暴雪过程仅在降雪前期信阳南部有雨和雨夹雪以外，其余时段和范围全省均为降雪。并且850 hPa温度的-4 ℃线可用来作为预报降水相态的一项物理指标[4-6]。
5 结论与讨论
（1）大尺度环流形势有利于冷暖气团长期对峙而产生次级环流和锋生强迫，导致华南准静止锋较长时间稳定维持，强锋区维持时间较长。来自低纬的暖湿气流的北上遇锋后的冷空气垫阻挡而爬升，在锋区上界形成很强的辐合上升运动，促进暖湿空气的抬升和凝结，是河南省大范围暴雪天气持续的主要原因。
（2）豫北地区高低空急流耦合作用产生的“抽吸”机制，有利于次级环流的形成，加强了强降雪产生的动力作用。冷锋在河南的合并、锢囚，黄河以北700 hPa切变线的存在，为豫北暴雪天气提供了良好的辐合抬升动力条件。前期边界层925 hPa的水汽辐合是豫北超历史极值的降雪的一个有利条件。
（3）大气中的可降水量与降雪的量级有很好的对应关系。850 hPa温度的-4 ℃线对预报降水相态有很好的指示作用。
6 参考文献
[1] 王新敏，布亚林，李平，等.河南省暴雪天气特征及预报模型[J].河南气象，2000（4）：1-5.
[2] 梁钰，苏爱芳.2003年河南省量类典型暴雪天气对比分析[J].河南气象，2004（1）：36-41.
[3] 杨利鸿，周宏，玛依热·艾海提，等.2011年2月喀什一次暴雪天气过程分析[J].沙漠与绿洲气象，2015（5）：1-6.
[4] 张海军，王焕毅.本溪地区一次大到暴雪天气过程分析[J].现代农业科技，2016（7）：245-247.
[5] 庄晓翠，赵正波，张林梅，等.新疆阿勒泰地区一次罕见暴雪天气过程分析[J].气象与环境学报，2010（6）：24-30.
[6] 刘惠云，崔彩霞，李如琦.新疆北部一次持续暴雪天气过程分析[J].干旱区研究，2011（2）：282-287.