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摘要 利用本溪市1981—2013年逐年11月至翌年4月降水资料，统计分析了近33年本溪市大雪和暴雪天气的气候特征，结合天气学方法将本溪市大雪和暴雪天气的高空环流形势和地面形势进行分型。结果表明，本溪市区冬季共出现大雪和暴雪73 d，大雪主要出现在12月，暴雪主要出现在3月，初冬和初春出现大雪和暴雪占全年总数的45.2%，其中暴雪占68.2%。本溪市出现大雪和暴雪天气的环流形势大致可分为3种类型，分别为高空槽东移加强型、冷涡影响型、西亚横槽型。通过分析近10年本溪市出现大雪和暴雪时的物理量场，给出水汽条件、动力条件和热力条件的预报指标，以期为今后预报服务提供一定参考。
关键词 大雪；暴雪；要素场；辽宁本溪
中图分类号 P457.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）20-0194-02
降雪预报一直以来都是我国北方地区冬季主要的预报业务。目前，国内对暴雪的研究多以气候特征分析和个例分析为主，陈长胜等[1]分析了东北地区暴雪天气的时空分布特征，阎 琦等[2]分析了1960—2009年辽宁区域性暴雪的气候特征，杨晓霞[3]、孙欣[4]、李青春等[5]分别对不同暴雪个例进行了分析总结。而对于某一地区的暴雪天气预报研究较少。本文主要通过气候特征分析得出本溪市大雪和暴雪气候特征规律，利用天气学方法进行形势场分型研究，并结合要素场的分析，给出相应预报指标，以期在本溪地区冬季大雪及以上量级的降雪预报业务中提供一定的指导。
1 资料与方法
以本溪市观象台20：00至翌日20：00（24 h）日降雪量（以纯雪计算）≥5.0 mm且<10.0 mm为大雪标准，≥10.0 mm为暴雪标准。通过普查本溪市观象台1981—2013年逐年11月至翌年4月的月報表选取样本，运用天气学方法，得出本溪市大雪及以上量级的气候特征。应用2004—2013年与样本相关的历史天气图及NCEP/NCAR提供的逐6 h的2.5°×2.5°再分析资料，对近10年历史个例的物理量场进行再分析。
2 气候统计特征
2.1 年际变化特征
由图1可以看出，从1981—2013年本溪市区冬季共出现大雪和暴雪73 d，平均每年2.2 d。年际变化较大，出现大雪和暴雪最多的是2010年和2012年，达7 d；最少年份无大雪或暴雪出现。从年代分布情况看，1981—1990年为15 d，占总数20.5%；1991—2000年为19 d，占总数26%；2001—2010年为30 d，占总数41.1%；2000年以后大雪和暴雪次数明显高于20世纪80—90年代，且出现了2次波峰。总体来看，大雪和暴雪发生次数呈现波浪式上升趋势，这可能与全球变暖有关，因为气温偏高、水汽含量较大，大雪和暴雪发生几率较大[6]。
2.2 月、旬际分布特征
由图2可以看出，大雪和暴雪出现在11月至翌年4月，其中1月和2月出现次数较少，大雪主要出现在12月，而暴雪主要出现在3月。≥5 mm降雪最早出现在11月6日（2012年，6.0 mm），最晚结束时间出现在4月20日（2006年，5.7 mm）。
各旬分布中，出现大雪和暴雪次数最多的是12月上旬，为10 d；其次是3月上旬，为9 d；最少的是2月上旬，为0 d。按本溪市的气候特点和节气划分，11月下旬至12月上旬为初冬，3月为初春。统计得出，初冬和初春出现大雪和暴雪共计33 d，占全年的45.2%；其中暴雪占68.2%。可见，初冬和初春是本溪大雪和暴雪的盛行期。
3 环流背景和地面影响系统
大气环流直接影响降水，是天气预报重要的着眼点。通过本溪市1981—2013年大雪和暴雪个例，分析了本溪市冬季大雪和暴雪的高空环流形势和地面影响系统。本溪市大雪和暴雪过程前的500 hPa环流形势大致可分为3种类型，分别为高空槽东移加强型、冷涡影响型、西亚横槽型；地面主要影响系统有蒙古气旋（华北气旋）、地面倒槽和江淮气旋。
3.1 高空槽东移加强型
500 hPa欧亚大陆中高纬为一槽一脊型，环流较平直，随着冷空气南下入侵，高空槽在东移过程中不断加强发展。本溪地区逐渐处于槽前较强的偏南气流中，南部水汽将沿槽前偏南气流源源不断向本溪地区输送，为本溪地区的强降水提供了充足的水汽。
3.2 冷涡影响型
前期欧亚大陆为纬向型环流形势，亚洲大陆东部有一冷涡，冷涡位置为100°～130°E、40°～60°N，冷中心强度较大，一般低于-32 ℃。乌拉尔山地区为暖脊，冷涡后部不断有冷空气分裂南下，到达中纬度地区后沿偏西气流向东移动，使冷空气强度逐渐加强。本溪地区处于涡前与高压脊后偏南气流控制中，冷暖空气交汇，降水强度较强。
3.3 西亚横槽型
欧洲地区维持稳定的东北—西南向的高压脊，西亚地区维持横槽或切断低压，冷空气在巴尔喀什湖至里海一带堆积，横槽中堆积的冷空气伴随短波槽自西向东移动，锋区和槽的位置均偏南或有南槽结合，均有利于南来气旋的发生和发展。
4 要素场分析
4.1 水汽条件
影响本溪地区冬季强降雪的水汽来源和输送通道主要分2种[7]：一种为黄海北部水汽向北输送（Ⅰ型），配合地面系统为华北气旋、地面倒槽或江淮气旋，经山东半岛东移北上；另一种为渤海水汽向东北方向输送（Ⅱ型），配合地面系统为蒙古气旋或地面倒槽。Ⅰ型降雪过程水汽条件比Ⅱ型更好、比湿更大。本溪地区出现Ⅰ型暴雪时850 hPa的比湿 >4 g/kg，出现大雪时比湿>3 g/kg；本溪地区出现Ⅱ型暴雪时850 hPa的比湿>3 g/kg，出现大雪时比湿>2 g/kg。
4.2 动力条件
强降雪发生前500 hPa高空槽位于40°～50°N、90°～120°E范围内，高空槽前部存在东北—西南向较强锋区，锋区附近5个纬距内有≥3条等温线通过。温度场在40°～60°N、95°～125°E内有≤-36 ℃冷中心。850 hPa在35°～55°N、100°～125°E内有≤-16 ℃冷中心。 垂直运动造成的水汽、热量、动量、涡度等物理量的垂直输送对天气系统的发展有很大的影响，大气中的能量转换主要是通过垂直运动才得以实现[8]。垂直速度是实际大气中造成天气现象的最直接的原因。本溪地区出现暴雪时垂直速度<-0.9 Pa/s，而出现大雪时垂直速度只需达到-0.7 Pa/s。
4.3 热力条件
强降雪之前的增温增湿是产生强降雪天气的重要条件。强降雪前辽宁地区受暖脊影响，本溪市出现大雪天气之前850 hPa气温受暖脊影响回升到-5 ℃以上，而暴雪天气升温更加明显，回升到-3 ℃以上。辽宁东南部都受偏南气流影响，大雪天气风速>8 m/s，暴雪天气风速>12 m/s。
5 结论与讨论
（1）1981—2013年本溪市冬季年均出现大雪和暴雪日数为2.2 d，年际变化较大，2000年以后明显高于20世紀80—90年代，且出现2次波峰，总体上呈波浪式上升趋势。大雪主要出现在12月，暴雪主要出现在3月，初冬和初春出现大雪和暴雪天气次数占全年总数的45.2%，其中暴雪占68.2%。
（2）本溪市大雪和暴雪过程前的500 hPa环流形势大致可分为3种类型，分别为高空槽东移加强型、冷涡影响型、西亚横槽型；地面影响系统主要为蒙古气旋、地面倒槽和江淮气旋。
（3）在要素场分析中应注意水汽通道的路径，当同时出现东北上和北上水汽条件时，降雪量级更大；强降雪出现之前气温有明显的回升。
（4）在实际预报过程中应注意，影响降雪的落区及强度的因素还有很多，例如地形的作用。此外，本文所讨论的内容适用于大尺度强降雪的预报，中小尺度强降雪还有待今后进一步研究。
6 参考文献
[1] 陈长胜，王盘兴，杨秀峰，等.东北地区暴雪天气的统计学划分方法及其时空分布特征[J].地理科学，2012，32（10）：1275-1281.
[2] 阎琦，蒋大凯，陈传雷，等.1960—2009年辽宁区域性暴雪气候特征[J].气象与环境学报，2012，28（4）：43-48.
[3] 杨晓霞，吴伟，万明波，等.山东省两次暴雪天气的对比分析[J].气象，2012，38（7）：868-876.
[4] 孙欣，蔡芗宁，陈传雷，等.“070304”东北特大暴雪的分析[J].气象，2011，37（7）：863-870.
[5] 李青春，程丛兰，高华，等.北京一次冬季回流暴雪天气过程的数值分析[J].气象，2011，37（11）：1380-1388.
[6] 刘玉莲，任国玉，于宏敏.中国降雪气候学特征[J].地理科学，2012，32（10）：1176-1185.
[7] 蒋大凯，闵锦忠，阎琦，等.辽宁两类降雪过程的对比及定量降雪预报指标[J].气象科学，2012，32（2）：219-225.
[8] 朱乾根，林锦瑞，寿紹文，等.天气学原理[M].北京：气象出版社，2007：619.
关键词 大雪；暴雪；要素场；辽宁本溪
中图分类号 P457.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）20-0194-02
降雪预报一直以来都是我国北方地区冬季主要的预报业务。目前，国内对暴雪的研究多以气候特征分析和个例分析为主，陈长胜等[1]分析了东北地区暴雪天气的时空分布特征，阎 琦等[2]分析了1960—2009年辽宁区域性暴雪的气候特征，杨晓霞[3]、孙欣[4]、李青春等[5]分别对不同暴雪个例进行了分析总结。而对于某一地区的暴雪天气预报研究较少。本文主要通过气候特征分析得出本溪市大雪和暴雪气候特征规律，利用天气学方法进行形势场分型研究，并结合要素场的分析，给出相应预报指标，以期在本溪地区冬季大雪及以上量级的降雪预报业务中提供一定的指导。
1 资料与方法
以本溪市观象台20：00至翌日20：00（24 h）日降雪量（以纯雪计算）≥5.0 mm且<10.0 mm为大雪标准，≥10.0 mm为暴雪标准。通过普查本溪市观象台1981—2013年逐年11月至翌年4月的月報表选取样本，运用天气学方法，得出本溪市大雪及以上量级的气候特征。应用2004—2013年与样本相关的历史天气图及NCEP/NCAR提供的逐6 h的2.5°×2.5°再分析资料，对近10年历史个例的物理量场进行再分析。
2 气候统计特征
2.1 年际变化特征
由图1可以看出，从1981—2013年本溪市区冬季共出现大雪和暴雪73 d，平均每年2.2 d。年际变化较大，出现大雪和暴雪最多的是2010年和2012年，达7 d；最少年份无大雪或暴雪出现。从年代分布情况看，1981—1990年为15 d，占总数20.5%；1991—2000年为19 d，占总数26%；2001—2010年为30 d，占总数41.1%；2000年以后大雪和暴雪次数明显高于20世纪80—90年代，且出现了2次波峰。总体来看，大雪和暴雪发生次数呈现波浪式上升趋势，这可能与全球变暖有关，因为气温偏高、水汽含量较大，大雪和暴雪发生几率较大[6]。
2.2 月、旬际分布特征
由图2可以看出，大雪和暴雪出现在11月至翌年4月，其中1月和2月出现次数较少，大雪主要出现在12月，而暴雪主要出现在3月。≥5 mm降雪最早出现在11月6日（2012年，6.0 mm），最晚结束时间出现在4月20日（2006年，5.7 mm）。
各旬分布中，出现大雪和暴雪次数最多的是12月上旬，为10 d；其次是3月上旬，为9 d；最少的是2月上旬，为0 d。按本溪市的气候特点和节气划分，11月下旬至12月上旬为初冬，3月为初春。统计得出，初冬和初春出现大雪和暴雪共计33 d，占全年的45.2%；其中暴雪占68.2%。可见，初冬和初春是本溪大雪和暴雪的盛行期。
3 环流背景和地面影响系统
大气环流直接影响降水，是天气预报重要的着眼点。通过本溪市1981—2013年大雪和暴雪个例，分析了本溪市冬季大雪和暴雪的高空环流形势和地面影响系统。本溪市大雪和暴雪过程前的500 hPa环流形势大致可分为3种类型，分别为高空槽东移加强型、冷涡影响型、西亚横槽型；地面主要影响系统有蒙古气旋（华北气旋）、地面倒槽和江淮气旋。
3.1 高空槽东移加强型
500 hPa欧亚大陆中高纬为一槽一脊型，环流较平直，随着冷空气南下入侵，高空槽在东移过程中不断加强发展。本溪地区逐渐处于槽前较强的偏南气流中，南部水汽将沿槽前偏南气流源源不断向本溪地区输送，为本溪地区的强降水提供了充足的水汽。
3.2 冷涡影响型
前期欧亚大陆为纬向型环流形势，亚洲大陆东部有一冷涡，冷涡位置为100°～130°E、40°～60°N，冷中心强度较大，一般低于-32 ℃。乌拉尔山地区为暖脊，冷涡后部不断有冷空气分裂南下，到达中纬度地区后沿偏西气流向东移动，使冷空气强度逐渐加强。本溪地区处于涡前与高压脊后偏南气流控制中，冷暖空气交汇，降水强度较强。
3.3 西亚横槽型
欧洲地区维持稳定的东北—西南向的高压脊，西亚地区维持横槽或切断低压，冷空气在巴尔喀什湖至里海一带堆积，横槽中堆积的冷空气伴随短波槽自西向东移动，锋区和槽的位置均偏南或有南槽结合，均有利于南来气旋的发生和发展。
4 要素场分析
4.1 水汽条件
影响本溪地区冬季强降雪的水汽来源和输送通道主要分2种[7]：一种为黄海北部水汽向北输送（Ⅰ型），配合地面系统为华北气旋、地面倒槽或江淮气旋，经山东半岛东移北上；另一种为渤海水汽向东北方向输送（Ⅱ型），配合地面系统为蒙古气旋或地面倒槽。Ⅰ型降雪过程水汽条件比Ⅱ型更好、比湿更大。本溪地区出现Ⅰ型暴雪时850 hPa的比湿 >4 g/kg，出现大雪时比湿>3 g/kg；本溪地区出现Ⅱ型暴雪时850 hPa的比湿>3 g/kg，出现大雪时比湿>2 g/kg。
4.2 动力条件
强降雪发生前500 hPa高空槽位于40°～50°N、90°～120°E范围内，高空槽前部存在东北—西南向较强锋区，锋区附近5个纬距内有≥3条等温线通过。温度场在40°～60°N、95°～125°E内有≤-36 ℃冷中心。850 hPa在35°～55°N、100°～125°E内有≤-16 ℃冷中心。 垂直运动造成的水汽、热量、动量、涡度等物理量的垂直输送对天气系统的发展有很大的影响，大气中的能量转换主要是通过垂直运动才得以实现[8]。垂直速度是实际大气中造成天气现象的最直接的原因。本溪地区出现暴雪时垂直速度<-0.9 Pa/s，而出现大雪时垂直速度只需达到-0.7 Pa/s。
4.3 热力条件
强降雪之前的增温增湿是产生强降雪天气的重要条件。强降雪前辽宁地区受暖脊影响，本溪市出现大雪天气之前850 hPa气温受暖脊影响回升到-5 ℃以上，而暴雪天气升温更加明显，回升到-3 ℃以上。辽宁东南部都受偏南气流影响，大雪天气风速>8 m/s，暴雪天气风速>12 m/s。
5 结论与讨论
（1）1981—2013年本溪市冬季年均出现大雪和暴雪日数为2.2 d，年际变化较大，2000年以后明显高于20世紀80—90年代，且出现2次波峰，总体上呈波浪式上升趋势。大雪主要出现在12月，暴雪主要出现在3月，初冬和初春出现大雪和暴雪天气次数占全年总数的45.2%，其中暴雪占68.2%。
（2）本溪市大雪和暴雪过程前的500 hPa环流形势大致可分为3种类型，分别为高空槽东移加强型、冷涡影响型、西亚横槽型；地面影响系统主要为蒙古气旋、地面倒槽和江淮气旋。
（3）在要素场分析中应注意水汽通道的路径，当同时出现东北上和北上水汽条件时，降雪量级更大；强降雪出现之前气温有明显的回升。
（4）在实际预报过程中应注意，影响降雪的落区及强度的因素还有很多，例如地形的作用。此外，本文所讨论的内容适用于大尺度强降雪的预报，中小尺度强降雪还有待今后进一步研究。
6 参考文献
[1] 陈长胜，王盘兴，杨秀峰，等.东北地区暴雪天气的统计学划分方法及其时空分布特征[J].地理科学，2012，32（10）：1275-1281.
[2] 阎琦，蒋大凯，陈传雷，等.1960—2009年辽宁区域性暴雪气候特征[J].气象与环境学报，2012，28（4）：43-48.
[3] 杨晓霞，吴伟，万明波，等.山东省两次暴雪天气的对比分析[J].气象，2012，38（7）：868-876.
[4] 孙欣，蔡芗宁，陈传雷，等.“070304”东北特大暴雪的分析[J].气象，2011，37（7）：863-870.
[5] 李青春，程丛兰，高华，等.北京一次冬季回流暴雪天气过程的数值分析[J].气象，2011，37（11）：1380-1388.
[6] 刘玉莲，任国玉，于宏敏.中国降雪气候学特征[J].地理科学，2012，32（10）：1176-1185.
[7] 蒋大凯，闵锦忠，阎琦，等.辽宁两类降雪过程的对比及定量降雪预报指标[J].气象科学，2012，32（2）：219-225.
[8] 朱乾根，林锦瑞，寿紹文，等.天气学原理[M].北京：气象出版社，2007：619.