2015年河南首场区域暴雪伴高架雷暴过程分析

吕晓娜

（河南省气象台，河南 郑州 450003）

2015年河南首场区域暴雪伴高架雷暴过程分析

吕晓娜

（河南省气象台，河南 郑州 450003）

利用常规观测资料、1°×1°NCEP分析资料和雷达资料，对2015年河南首场区域暴雪伴高架雷暴过程的天气形势、大气层结和水汽、动力、能量等物理量场的特征及雷达回波特征进行分析。结果发现：500hPa高空低槽、700hPa低空切变线和低空急流是此次暴雪天气的主要影响系统；700hPa西南急流和850～925hPa低空东北以及东风急流为河南上空输送充足的水汽，同时850～925hPa低空急流为暴雪提供了深厚的冷垫。暴雪天气出现时西南急流加强、湿层增厚，河南上空具有强水平风垂直切变说明大气层结动力不稳定、对称不稳定。水汽通量大值区和水汽通量散度大值区与降水大值区较吻合；散度和垂直速度大值区与强降水区域对应较好；对流不稳定能量释放有利于暴雪天气的出现；高层对称不稳定能量释放是桐柏出现雷暴天气的原因之一。雷达径向速度图上零线两次出现清晰完整的“S”形状对应暖平流加强，暴雪出现在暖平流强盛的时间段内，28日14时河南南部地区对流回波强度为35～40dBz，回波顶高8km，对流云顶高度达到了-40℃～-20℃的温度层，有助于雷暴天气出现。

暴雪，高架雷暴，西南急流，逆温层，对称不稳定，多普勒雷达

引言

暴雪是我国北方冬季常出现的一种的灾害性天气，随着经济社会不断发展，暴雪灾害对交通以及人民生活的影响越来越大，近年来人们对暴雪天气的研究也越来越重视。2015年1月27～28日，河南出现了自2014年入冬以来首场较大范围的暴雪天气过程，此次暴雪天气导致河南南部地区出现了15cm积雪深度，特别是在28日14：00南阳桐柏还出现了罕见的暴雪伴高架雷暴天气。

长久以来气象工作者对暴雪的研究方法主要是气候特征分析［1-2］、中尺度数值模拟［3-5］和物理量诊断分析［6-8］，近年来利用新资对暴雪天气成因的研究［9-12］逐渐成为热点之一。马振升［13］等、申李文［14］等对暴雪天气分型与暴雪天气的成因进行探讨，取得了一定的研究成果，并在暴雪天气分型和预报等方面提出了一些有益的方法。赵伟华［15］等对郑州地区一次初冬“雷打雪”天气过程进行了中尺度特征分析，提出中尺度露点锋是“雷打雪”天气发生的直接影响系统。郭兰［16］等对一次“雷打雪”天气的物理成因进行分析，结果表明500～700hPa的低槽是这次暴雪伴雷电天气过程的主要影响系统，地面倒槽与回流冷空气的共同作用是造成此次天气过程对流发展旺盛的直接原因。郑丽娜等［17］对山东一次暴雪伴雷电天气过程分析后认为，由于西南暖湿气流强盛，对流层低层的低空急流不断向山东输送水汽和能量，同时近低层冷空气的侵入，迫使暖湿空气沿冷空气爬升，触发不稳定能量释放，导致“雷打雪”天气发生。宋清芝［18］等分析了河南一次暴雪过程中的强雷暴天气发生的成因，结果表明：充足水汽条件、强冷空气在低层聚集以及强的对称不稳定是暴雪维持和雷暴发生的主要条件。张一平［19］等研究了河南早春高架雷暴天气，结果显示强逆温层和弱条件不稳定是高架雷暴发生的条件之一。

本文利用常规观测资料、NCEP的1°×1°逐6小时分析资料和雷达资料，着重分析了此次暴雪过程的天气形势和动力、热力、能量等物理量场的分布特点及雷达回波特征，以认识此次暴雪伴局地雷暴天气过程的形成机理，为此类暴雪伴雷暴天气的预报和防灾减灾提供一些参考依据。

1 天气实况

2015年1月26日到29日河南自南向北出现了一次较大范围的雨雪天气过程，26日下午开始河南西南部、南部开始出现小雨天气，27日08～14时小雨迅速转小雪，降水区域依然集中在河南西部、南部，14时以后降水加强且降水区域迅速扩展到黄河以北地区，全省降水均为纯雪，强降水持续到28日20时，之后降水明显减弱，29日08时以后降水基本结束。此次河南降雪过程中，27日20时～28日20 时24小时降雪量达到区域暴雪的标准，从降水量分布来看，大雪主要出现在黄河以南地区，暴雪主要出现在南阳、信阳、驻马店三地区，24小时降水量最大的两个站为信阳、桐柏，降水量分别为22mm、20mm。从27日14时～29日14时过程总降水量（图略）监测来看，降水区域主要位于黄河以南地区，其中黄河以南大部分地区出现了5mm以上的降水，南阳东部、信阳西部地区总降水量达到20mm，最大降水量为信阳、固始，两站降水量均为24mm，其次是桐柏23mm，驻马店17mm。

与暴雪天气分布区域相对应，最大积雪深度也出现在南部地区，信阳地区平均积雪深度达9.6 cm，驻马店地区平均积雪深度达8.5cm，积雪深度最大的站点为信阳地区的光山和鸡公山，积雪深度分别为15cm、14.9cm；驻马店和平舆，积雪深度也分别达到了12.3cm、12cm。

为了进一步详细分析降水随时间的变化趋势，选取降水最强的四个站点：河南西部的西峡和南部三个站点桐柏、信阳、固始，做逐6小时降水量演变分析 （图1）显示：27日20～28日02时与28日02时～28日08时降水强度相当，6小时降水除西峡站外，其三站降水量均在5mm左右，28日14～20时，四站点的降水量都较其他时段最强，除了西峡站外，其他三站降水量均＞8mm；从单站雨量变化看，逐6小时降水最大的站点是桐柏，28日14-20时降水量为10mm，与此同时桐柏出现雷暴天气，西峡站27 日14～20时和28日08～14时，6小时降水量达到5mm，而同时段内其他三站降水量均≤2mm。从站点逐6小时降水量演变趋势可以看出降水区域演变特征：27日14时～28日08时、28日08时～28日20时两个降水集中时段内河南南部地区降水强度均明显大于西部，28日14时～28日20时是南部降水最强的时段，雷暴天气就出现在降水最强的时段内。

图1 单站逐6小时降水量演变

2 环流形势演变特征

2.1 高低空形势

26日20时至29日08时，500hPa欧亚高纬地区为两槽一脊形势，东北冷涡后部、高压脊前的西北气流不断南下影响河南地区，与此同时30～40°N之间，500hPa短波活动频繁。26日 20时河南南部500hPa有一浅槽，700hPa陕西东部到河南西部有一低槽，河南西部、西南部受系统影响出现小雨天气；27日08～20时（图2a）陕西南部的低槽发展加深，河南处于槽前西南气流中，27日08时700hPa切变线位于河南到湖北交界，27日20时700hPa切变线北移黄河沿线，随后切变线再次南撤至河南南部，与切变线北移相对应河南南部到中部一带出现了第一次强降水时段；28日08时至20时，500hPa低槽从陕西西部到四川东部一带东移至河南南部，700hPa切变线由河南南部北抬至河南中部地区，此时河南出现了第二次降水集中时段；28日20时～29日08时500hPa低槽东移，河南降水逐渐结束。

系统演变分析可知，500hPa低槽和700hPa低空切变线是河南此次暴雪天气出现的主要影响系统，尤其是700hPa切变线在河南上空两次南北移动与两次降水集中时段有很好的对应关系。

暴雪过程中与两次降水集中时段相对应，低空急流也出现了两次北伸的过程。低空急流演变 （图2b）显示，27日08时700hPa西南急流出口在湖北东部，27日20时700hPa急流加强北伸出口位于河南东南部，27日08～20时，850hPa东北急流经河南出口在陕西南部地区，随后700hPa急流迅速减弱南撤出口在安徽南部地区，850hPa东北风减弱急流消失。距离强降水区域较近的南阳站、阜阳站27日08 时700hPa风速分别为西北风4m·s-1、西西北风8 m·s-1，27日 20时风速分别为西南风 10m·s-1、12 m·s-1，说明急流加强北伸，700hPa急流加强北伸与河南第一次强降水时段对应较好。

28日08～20时700hPa低空急流经河南南部地区再次加强且出口位于安徽西南部。28日08时700hPa阜阳站为西西北风8m·s-1，随着西南急流发展加强，28日20时转为西南风14m·s-1，700hPa西南急流加强北伸对应河南出现了第二次强降水时段，随后700hPa急流南撤，急流轴位于长江沿线。28 日08时850hPa东北气流尽管没有达到急流标准，但是风速也在10m·s-1左右，28日20时850hP出现了东风急流。

由以上分析可见，700hPa西南急流两次加强是引发河南南部产生两次降水集中时段的主要原因之一，850～925hPa东北及偏东风急流携带冷空气南下迫使暖湿空气抬升为暴雪提供了动力抬升条件和冷垫。

本次暴雪天气过程有三条水汽通道，一条是西南急流将南海水汽经我国西南地区输送至河南地区，一条是东北急流将渤海水汽经山东输送至河南地区，一条是东风急流将东海水汽经江苏、安徽输送至河南地区，在西南气流和东北及偏东气流共行作用下，南海、渤海、东海的水汽源源不断的输送到河南上空，为强降雪提供了充足的水汽条件。

2.2 地面形势

图2 27日08时500hPa高空观测和27日08时～28日20时高低系统演变（a）以及27日08时700hPa风场和27日08时～28日20低空急流时演变（b）

分析地面实况场显示，1月26～29日新疆北部有冷空气持续影响我国东部地区。1月27日08时在贝加尔湖西南方向有一高压，冷空气已经控制河南地区，云南、四川到青海东部有一倒槽。27日14～28日20时，倒槽不断发展加强同时贝加尔湖冷高压向东南移动，冷高压中心始终位于内蒙中东部地区，高压中心气压值维持在1040～1046hPa之间，随着冷高压不断分裂冷空气南下，27日08～28日20时不断有副冷锋引导冷空气南下影响河南 （图3）。冷空气持续影响导致地面温度快速下降，26～27日地面最高温度从4～7℃下降到0～2℃，28日最高温度仅为-2～0℃，冷空气导致27日上午降雨迅速转雪，同时为暴雪提供了冷垫。

27日14时云南、四川到青海东部的低压倒槽开始不断向北发展，直至28日14时（图3）低压倒槽顶部位于内蒙西部到河套一带，28日17时以后地面倒槽减弱南撤。地面形势演变可以看出，地面倒槽不断的发展有利于引导高压前部冷空气持续南下影响我国河套以东地区，地面冷空气不断南下，使河南在降雪集中时间段地面上保持较强偏北风，使地面冷垫持续存在，有利于暴雪天气出现。

图3 27日08时～28日20时地面副冷锋和28日14时地面图

3 探空资料分析

根据27日08时～29日08时南阳探空资料分析，27日08地面温度为2℃，南阳上空中低层风向逆时针旋转，为冷平流，850～1000hPa为东北风12～16m·s-1，近地面较强冷空气南下导致地面降水相态在27日08～14时由雨转雪。27日20时至28日08时，南阳上空中低层风向为顺时针旋转，为暖平流，700hPa维持为西南风10m·s-1，湿度高度由地面到600hPa继续增高到400hPa；850～1000hPa东北到偏东风维持在8～16m·s-1，冷平流加强导致近地面温度27日20时降至-2℃。27日14时至28日08时（图4a）是第一个降水集中时段，对应西南急流加强和湿度层增厚。

28日20时（图4b）南阳上空仍为暖平流，850～1000hPa为偏东风8～14m·s-1，但是湿层高度却下降到500hPa，之后降水强度减弱、西南急流减弱消失，29日08时700～1000hPa为西北风2～8m·s-1。28日14时至28日20时是第二个降水集中时段，对应西南急流比较强盛，湿层高度明显下降后，降水减弱。可见，暴雪发生在暖平流强盛且急流加强的时段内，湿层高度下降预示着西南急流消失、降水减弱。探空分析还显示2～3km之间逆温层、等温层始终存在，说明西南急流带来较强暖空气，持续存在的逆温层也是产生高架雷暴的条件之一。

26日20时～29日08时，南阳探空资料显示：-9＜K＜14，12＜SI＜30，郑州站探空资料显示-19＜K＜3，17＜SI＜25，这些指标表明此次降雪过程中河南上空大气层结垂直稳定，但是从南阳探空资料分析南阳上空具有较强的水平风垂直切变：27日08～20时0～6km风矢量差为23～25m·s-1，0～3km风矢量差为7～9m·s-1，较强垂直风切变与第一次降雪集中时段相对应；28日08～20时（图4）0～6km风矢量差由15 m·s-1增加为 29m·s-1，0～3km风矢量差由 8m·s-1增加为13m·s-1，0～6km切变值由3×10-3增加为5.4×10-3，0～3km切变值由2.6×10-3增加为4.3×10-3，垂直风切变加强与第二次降雪集中时段相对应，垂直风切变加强在一定程度上代表大气层结具有一定的动力不稳定和对称不稳定能量，有助于高架雷暴的出现［20］。

4 物理量诊断分析

4.1 水汽条件

4.1.1 水汽通量分析

由降水期间水汽通量（图略）分析可知，27日08 时700hPa水汽通量大值区河南西南部、南部为2g· cm-1·s-1·hPa-1·s-1，随后西南部、南部水汽条件加强，27日14～28日02时700hPa水汽通量南部、西南部为3～5g·cm-1·hPa-1·s-1，850hPa水汽通量大值区始终位于南部地区水汽通量为4～6g·cm-1·hPa-1·s-1，700～850hPa其它地区数值接近为0；28日08～20 时700hPa东南部水汽通量大值区位置偏东且增大明显，东南、南部水汽通量由5～7g·cm-1·hPa-1·s-1增大为10～12g·cm-1·hPa-1·s-1，850hPa东南、南部地区水汽通量由3g·cm-1·hPa-1·s-1增大到5g·cm-1·hPa-1·s-1，除了东南部、南部以外，其它地区水汽通量数值小于2g·cm-1·hPa-1·s-1。27日 08时～28日20时，河南西南部、南部925hPa水汽通量大值区位置变化不大，数值始终维持在4～6g·cm-1·hPa-1·s-1之间。

从水汽通量大值区分布来看，河南西南部、南部700hPa水汽通量大值区与降水大值区较吻合，水汽条件较好的区域始终位于河南西南部、南部地区，其它地区水汽条件很差，这可能是导致此次暴雪集中在南部地区的原因。

4.1.2 水汽通量散度分析

从水汽通量散度分布可以看出，27日08时，700hPa水汽通量散度场显示在河南中南部为弱辐合区，其它地区均处于辐散区中，850hPa水汽通量散度场显示在河南处于辐散区。27日14时～28日02时，700hPa水汽通量散度场河南中南部地区水汽通量散度增加为-1～-2g·cm-2·hPa-1·s-1之间，其它地区为0，850hPa水汽通量散度场河南南部为弱辐合区，其它地区处于辐散区中。28日08时～28日14时（图5a），700hPa水汽通量散度场河南南部由-1g· cm-2·hPa-1·s-1增加为-4g·cm-2·hPa-1·s-1，且黄河以南大部分地区为-1～-3g·cm-2·hPa-1·s-1之间，850hPa河南南部地区为弱水汽通量辐合区。28日20时（图5b）700hPa河南东南部水汽通量散度为-2g·cm-2· hPa-1·s-1，其它地区为0，850hPa东南部地区仍为弱水汽通量辐合区。

图4 河南南阳探空站图28日08时（a）和28日20时（b）

与降水强度演变对比，27日14～28日02时和28日08～14时水汽通量散度加强与两次降水集中时段有较好的对应关系，28日08～20时降水落区与28日14时的水汽通量辐合大值区对应关系较好。

4.2 动力条件

4.2.1 散度分析

分析31°N～34°N区域沿113.4°E（桐柏站）的散度高度剖面，27日14～27日20时1000 hPa都是辐散，900～500hPa是辐合且辐合中心随高度向冷空气一侧倾斜，800～600 hPa之间存在辐合中心为-20～-40×10-6·s-1，600～300 hPa均为辐散，最大值为30× 10-6·s-1，300～150 hPa为弱辐合，中心最大为-10× 10-6·s-1；28日02时～28日08时1000 hPa都是辐散，900～800 hPa存在辐合中心明显减小为-20×10-6·s-1，800～600 hPa之间存在辐散，最大值也减小为10×10-6·s-1，600～400 hPa出现了较强辐合中心，最大值为-10～-20×10-6·s-1，400～100 hPa为辐散，中心最大为10～20×10-6·s-1。1月28日14时（图6a），1000～925hPa都是辐散的，925～500 hPa是辐合区且辐合中心也具有随高度向冷空气一侧倾斜的特点，中心再次增强为-30～-40×10-6·s-1，500～100 hPa在为强辐散区，最大值为30～50×10-6·s-1，1月28日20时（图6b），近地面为辐散区，925～500 hPa之间辐合急剧减弱，中心最大值仅为-10×10-6·s-1，500～300 hPa层辐散也减弱明显，最大值为10×10-6·s-1，300～100 hPa为辐合区，中心区域值为-30×10-6· s-1。

图5 2015年1月28日14～20时700hPa水汽通量散度 （单位：g·cm-2·hPa-1·s-1）

综上所述，27日14时～20时、28日14～20时，河南中南部地区中低层出现强辐合区，高层存在强辐散区，强烈的低层辐合、高层辐散导致上升运动剧烈是造成降水两次加强、出现暴雪的主要原因之一。

4.2.2 垂直运动分析

分析27日14时至28日20时30°N～34°N区域沿113.4°E（桐柏站）的垂直速度场垂直空间剖面图（图略）发现，27日14～28日02时，中层的上升运动、高层下沉运动出现了先增加后减小的趋势且在27日20时达到最强，27日20时700～500 hPa是负速度区，600hPa附近 31°N和33°N存在负速度中心，中心最大值为-0.3～-0.5 Pa·s-1，500～300 hPa为正速度区，中心最大值为0.4 Pa·s-1，垂直上升运动区在河南中部、南部中层达到最强，与第一个降水集中时段的降水区域较吻合；28日08～28日20时30° N～34°N区域，中层的上升运动、高层下沉运动同样出现了先增加后减小的趋势，28日14时上升运动达到最强，850～200hPa之间均为负速度区，中心区域在700～400hPa区域，中心最大值为-1Pa·s-1，与第二个降水集中时段的降水区域较吻合。可见，垂直运动两次发展加强为强降水提供了抬升条件，垂直运动大值区域和降水大值区基本重合。

4.3 热力和不稳定条件

4.3.1 温度场

图6 2015年1月28日14～20时沿113.4°E散度高度剖面（单位：10-6·s-1）

从NCEP资料间隔6小时温度沿113.4°E（桐柏站）垂直空间剖面（图略）可以看到，从降雪开始到过程结束，河南上空850～600hPa之间存在较明显的逆温层、等温层，27日08时～27日14时逆温层不断向北伸展至35°N附近，地面温度由于冷空气不断自北向南入侵而持续降低，冷暖空气交汇导致降水第一次加强；28日08时900～600hPa逆温层北界位于36°N，28日14时逆温层继续向北伸展至38°N附近，900～800hPa之间在34°N存在一个-12℃的冷区，此时冷暖空气交汇最剧烈与28日14～20时降水集中时段相对应，28日20时逆温层南撤至36°N附近，随后降水减弱。

27日02～28日20时逆温层维持且强度在28 日14时达到最强与700hPa西南急流两次发展且在28日14时达到最强有很强的相关性，地面附近有稳定的冷空气，有明显的逆温层，在逆温层之上的气块容易绝热上升获得浮力导致高架雷暴的发生［20］。

4.3.2 假相当位温和湿位涡分析

为了进一步分析桐柏局地高架雷暴天气发生时大气层结的不稳定度，采用NCEP资料计算假相当位温并分析其演变规律。代表层结不稳定，也说明大气具有对流不稳定能量［21］。从经向（113.4°E）垂直剖面图可以看到，27日14时～28日20时，28～30°N之间700hPa附近存在的对流不稳定区。对700hPa附近28～30°N之间的对流不稳定能量演变分析可知，27日14时～28日时（图略），对流不稳定能量较大，随后不稳定能量减弱，此次不稳定能量释放与第一个降水集中时段对应；28日08～14时此区域垂直梯度减小，图7a（见彩页）显示河南南部为中性层结（红线），图7b（见彩页）中显示28日20时对流不稳定（红线）明显加强且对流不稳定区域北界在32°N附近，低值区再次出现的不稳定层结，29日02时区域再次减弱南撤至30°N，此次不稳定能量释放与第二个降水集中时段对应。可见，不稳定能量释放是河南南部出现暴雪的原因之一，另外对流不稳定释放促也能促使对流云体高度增高，有利于产生雷暴天气。

由于降雪时段内河南南部持续存在强垂直风切变，表明河南上空具有一定的对称不稳定能量。研究表明对称不稳定能量在大气饱和的状态下容易释放出来，大气具有对称不稳定能量的明显特征是湿位涡小于零［18，22］。为了探讨对称不稳定能量在此次暴雪和桐柏局地雷暴天气过程中的作用，分析沿经向（113.4°E）湿位涡和相对湿度垂直剖面图，从27日14时～28日20时湿位涡和相对湿度垂直剖面来看，30～36°N之间600hPa以下的湿位涡值均大于0，500～200hPa之间的湿位涡值均小于0，说明对称不稳定能量处于高层。27日14～20时，河南上空湿位涡负值区位于500～200hPa之间，负值中心位于34°N附近的 300hPa高度，中心值分别为-2.4 PVU、-1.8PVU，在此期间河南上空600hPa以下相对湿度大于90%，500hPa以上相对湿度小于50%，湿度条件差不利于对称不稳定能量释放。28日02～20时300hPa湿位涡负值区南移至 32°N附近，28 日08时中心值为-0.6PVU，14时（图7c，见彩页）增加为-2.8PVU，20时 （图 7d，见彩页）较弱为-1.8PVU。28日14时河南南部上空相对湿度＞90%区域接近400hPa且对称不稳定能量较强，高层接近饱和状态有利于对称不稳定能量释放，28日20时相对湿度＞90%区域高度下降至600hPa附近，湿度层高度下降不利于对称不稳定能量释放，28日20时对称不稳定能量中心值比28日14时小，说明28日14时～20时有对称不稳定能量释放。这可能是第二个降水集中时段降水强度更大、桐柏站出现雷暴的原因之一。

5 多普勒雷达特征分析

由径向速度图中速度零线的变化可以分析冷暖平流［23］。分析了驻马店多普勒天气雷达2.4°仰角的径向速度资料，发现1月27日14时（图略）驻马店地区北部上空中低层风向随高度顺时针旋转，表明有暖平流输送，对应低空急流第一次发展加强。随后驻马店地区南部上空中低层也出现风向随高度顺时针旋转，速度零线具有明显的“S”形状，正速度中心最大值为15m·s-1，负速度中心最大值为-15 m·s-1，东北低空急流形成；5km左右形成20 m·s-1正负速度对，此时西南急流发展较强，直至23：03以后速度零线“S”形状变不完整，此时西南急流已明显减弱，随后零线逐渐消失。1月28日8～12时驻马店北部地区零线“S”形状不明显；13：05～14：00“S”形状的零线逐渐形成，14：01（图8a，见彩页）“S”形状的速度零线已经非常清楚，速度图上出现类似“牛眼”结构，低空出现-15 m·s-1和10 m·s-1速度中心，风速达到低空急流标准且具有风速辐合特点，15：14（图8b，见彩页）“牛眼”结构更明显且高空出现-20 m·s-1和20 m·s-1速中心，西南急流此时发展强烈，直至20：01以后高层西南风减弱消失转变为偏西风10 m·s-1，此时降水也趋于结束。

对驻马店多普勒天气雷达1.5°仰角基本反射率产品进行分析，显示27日18：04驻马店地区回波已由零散逐渐发展为片状，直至20：00回波强度形状稳定且强度维持在30dBz左右，随后驻马店南部地区回波逐渐减弱，23：00驻马店北部回波也减弱，雷达回波相对较强的时段与27日14时～28日08时南部第一次强降水时段相对应。28日12：00湖北北部有回波生成并逐渐发展，12：30强度为20～25dBz，回波不断向东北移动，14：01（图8c，见彩页）回波影响驻马店南部地区且为片状，在大片回波中有一条密实的西北-东南向的对流回波带，强度为35～40 dBz，位于南阳、桐柏到信阳一线，此时桐柏出现雷暴天气。回波继续东北移，密实的带状回波15：14（图8d，见彩页）影响驻马店地区，两个体扫之后，密实的带状回波迅速减弱，回波呈现均匀片状且强度维持在20～25dBz之间，20：30以后回波减弱消失。

由此可见，西南急流和低层偏东风急流再次发展加强以及较强降水回波东移影响与第二次河南南部降雪集中时段相对应，说明此次降雪天气过程发生在暖平流较强的环流背景下，同时也说明西南急流加强和东北风及偏东风急流的发展是河南南部发生暴雪的主要原因之一。

由于在VWP产品中连续“ND”分布的最低高度可以粗略的代表回波顶高，连续观测1月28日12时～20时驻马店雷达VWP产品显示，13：00～14：01回波顶高维持在8km（图8e，见彩页），14：50以后回波顶高（图8f）开始下降，18：00回波顶高为6km，几个小时后降雪强度减弱。由此可见，28日13：00～14：50对流发展较旺盛，回波顶高度8km左右，从高空观测来看回波顶高对应温度值在-40℃～-20℃之间，具备产生雷电的条件。

6 结论

（1）500hPa高空低槽、700hPa低空切变线和低空急流是河南此次暴雪天气出现的主要影响系统。700hPa西南急流两次加强导致切变线北抬是引发河南南部产生两次降水集中时段的主要原因之一。700hPa西南急流和850～925hPa东北以及东风急流为河南上空输送充足的水汽，850～925hPa低空急流为暴雪提供了深厚的冷垫。地面上西南低压倒槽向北发展促使副冷锋引导冷空气持续南下，为暴雪和高架雷暴的出现提供了条件。

（2）对探空资料分析显示，暴雪发生时对应西南急流发展和湿度层增厚。逆温层持续时间较长为高架雷暴提供了条件。南阳上空具有较强的水平风垂直切变，说明河南南部大气层结具有动力不稳定和对称不稳定能量，容易出现雷暴。

（3）对物理量场分析显示，水汽通量大值区和水汽通量散度大值区与强降水区对应较好，散度和垂直上升运动大值区也与强降水区较吻合，其强弱变化趋势与降雪强度变化具有一致性。冷空气持续影响是暴雪出现的一个条件。在降雪过程中对流不稳定能量触发释放导致暴雪两次加强；28日14时高层达到饱和状态，高层对称不稳定能量得以释放是桐柏出现雷电天气的主要原因之一。

（4）从雷达资料分析来看，速度图上零线两次出现清晰完整的“S”形状对应西南急流两次发展加强，导致冷暖空气在河南南部交汇剧烈，对应降水集中时段雷达回波发展较强。28日14时强度为35～40dBz对流回波带影响河南南部地区，回波顶高8km，达到-40℃～-20℃的温度层，容易导致雷电出现。

［1］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.

［2］董啸，周顺武，胡中明，等.近50年来东北地区暴雪时空分布特征 ［J］.气象，2010，36（12）：74-79.

［3］杨青莹，杨万康，郑智佳，等.一次南方特大暴雪灾害过程诊断分析 ［J］.气象研究与应用，2015，36（2）：36-40.

［4］郑雅心，李芳，李志勇.许昌两次初春回流类雨转雪过程对比分析 ［J］.气象研究与应用，2014，35（3）：44-49.

［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］徐雅，钟仕全，陈燕丽，等.基于GIS和RS的雨雪冰冻灾害分布特征分析 ［J］.气象研究与应用，2014，35 （11）：21-24.

［7］靳冰凌，孙仲毅，王辛方，等.2009年11月10—12日河南北部暴雪天气诊断分析 ［J］.气象与环境科学，2010，33（2）： 63-67.

［8］吴振玲，汪靖，赵刚，等.天津地区一次大到暴雪天气的诊断分析 ［J］气象与环境学报，2012，28（6）：8-13.

［9］常军，李祯，布亚林，等.大到暴雪天气模型及数值产品释用预报方法 ［J］，气象与环境科学，2007，30 （3）：54-56.

［10］王清川，寿绍文，霍东升.河北省廊坊市一次初冬雨转暴雪天气过程分析 ［J］干旱气象，29（1）：62-68.

［11］周之栩.风廓线雷达资料在暴雪天气过程中的应用［J］.气象与环境科学，2012，35（4）：69-72.

［12］褚昭利，李建华.高空形势与山东半岛冷流暴雪的关系［J］.气象与环境科学，2012，35（2）：44-48.

［13］马振升.河南省区域暴雪的天气学分型及应用 ［J］.气象与环境科学，2013，36（1）：54-60.

［14］申李文，苗爱梅，赵建峰.2011年山西省一次连续性降雪过程成因分析 ［J］.气象与环境科学，2013，36 （1）： 7-14.

［15］赵伟华，林丽，赵海军，等.一场初冬 “雷打雪”天气的中尺度特征分析 ［J］.气象与环境科学，2010，33 （4）： 59-63.

［16］郭兰.三门峡市回流形势下 “雷打雪”天气的物理成因［J］.气象与环境科学，2014，37（2）：58-63.

［17］郑丽娜，靳军.“2.28”山东罕见 “雷打雪”现象形成机制分析 ［J］高原气象，31（4）：1151-1157.

［18］宋清芝，孙景兰，吕晓娜.河南省一次暴雪伴雷电天气的形成机理 ［J］气象，37（5）：583-589.

［19］张一平，俞小鼎，孙景兰，等.2012年早春河南一次高架雷暴天气成因分析 ［J］.气象，40（1）：48-58.

［20］俞小鼎，周小刚，王秀明.2012a.雷暴与强对流临近天气预报技术进展 ［J］.气象学报，70（3）：311-337.

［21］朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理与方法［M］.北京：气象出版社，1992：423-424.

［22］王建中，丁一汇.一次华北强降雪过程的湿对称不稳定性研究 ［C］.中尺度天气和动力学研究，北京：气象出版社，1996：145-163.

［23］俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天气雷达原理与业务应用 ［M］.北京：气象出版社，2006：216-217.

Analysis of the First Blizzard with Elevated Thunderstorms of Henan in 2015

Lv Xiao-na
（Henan Province Meteorological Observatory，Zhengzhou，450003）

Based on the conventional observation data，NCEP data and radar data，some factors of the first blizzard with elevated thunderstorms of Henan in 2015 have been analyzed，like:the weather situation，atmosphere structure，the characteristics of the vapor，dynamic and energy and other physical quantities fields and the characteristics of radar echo.Results show that:the 500 hPa trough，700hPa low-level shear line and the low-level jet （LLJ）are the main influencing systems of this blizzard. Southwest jet on 700hPa and low-level northeast and east jet on 850～925hPa brought enough vapor，meanwhile，the LLJ on 850～925hPa provided solid cold-layer condition.When blizzard occurring，southwest jet strengthened and wet layer became thicker.The strong horizontal wind vertical shear in upper air meant atmosphere structure dynamic，symmetric instability.The large value of the rainfall area was consistent with the high value region of the moisture flux and divergence of moisture flux，so with the divergence and vertical speed.Instability energy of convection releasing benefited the blizzard appearing. Releasing of unstable energy of high level caused the elevated thunderstorm in Tongbai.two times of＂S＂shape clearly appearing in radial velocity maps completely corresponded to the two times southwest jet strengthening.The intensity of convection radar echo of southern Henan is 35～40dBz，with 8km top high，and the convective cloud top reached-40℃～-20℃temperature layer which led to lightning.

blizzard，elevated thunderstorms，southwest jet，temperature inversion，symmetric instability，Doppler radar

P458.3

A

1673-8411（2015）04-0045-08

2015-05-16

中国气象局气象关键技术集成与应用面上项目“强风暴发展演变特征及短临预报关键技术集成”（CMAGJ2015M36）；中国气象局预报员专项（CMAYBY2015-044）资助

吕晓娜，主要从事天气预报和中尺度灾害性天气预报。Email：lxn8228@qq.com，通信地址：河南省郑州市金水路110号