南京禄口国际机场2015年1月28日降雪过程分析

张岩

摘 要：利用常规观测资料和NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料对南京机场2015年1月28日降雪过程的成因进行分析，结论表明：该次降雪过程是北方冷空气活动引起，横切的加强东伸带来暖湿气流对其有增强作用，但对降水性质造成了一定的影响。

關键词：降雪 航班延误 暖平流

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（c）-0099-04

降雪是冬季影响航班正常运行的主要灾害性天气之一，一般会造成低能见度、跑道积冰等，严重时可能还会损坏地面设备。目前，国内降雪的研究相对于降雨等偏少，而且中国的降雪形势和欧美相比多数时候还有所差异[1]，所以国内对于降雪的认识还不深。

南京机场地处江宁区禄口街道西南方向约4 km，座标北纬31°44′31″，东经118°51′40″，海拔高度14.6 m。周围为丘陵地貌，丘陵高度一般在15～20 m之间，从西南向东北逐渐由山地转化为秦淮河漫滩区，就地势而言，无高山阻隔冷暖空气的活动[2]。在2015年1月28日，南京禄口国际机场出现降雪天气，造成了大面积航班延误，江苏空管分局还启动了MDRS应急响应机制。该文利用常规资料对发生于该次降雪过程进行分析研究，了解其成因、演变规律等。

1 天气实况

1.1 资料来源

该文利用的资料主要来自于民航江苏空管分局气象台人工观测记录、自观系统、micaps和NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料。28日夜间，07号跑道自动观测系统降水量测量仪器由于冰冻损坏一段时间，为保证准确性，降水量也未使用06号自观数据，只参考人工对于降雪实况的观测。

1.2 天气实况

该次天气过程最早在27日上午开始有小雨，之后本场温度明显下降，在午后下降到1℃以下（如图1（a）所示），变成雨夹雪，后转为降雪天气，但当天夜间无明显积雪或积冰。28日，为连续性降雪，其中18：20到20：43时（北京时间，以下均同）为小雨夹雪，在15：51到17：43时和20：43到22：45时出现有短时的中雪天气，且后半夜地面积有薄冰。28日近地面温度如图1（b）所示，日变化不太显著，温差不大，但在19时到21时左右，有一次比较明显的反常波动；夜间最低温度在03时到05时最低，为0 ℃，未达到冰点以下，比27日夜间（未发生积雪）最低温度高。

2 环流形势分析

如图2（a）所示，500 hPa上总体呈现两槽一脊的形势，但槽底位置都比较偏北，在北纬30度附近，气流偏平。对比图2（b），有一个浅槽自西向东移动，并对本场带来影响，但可以看出从08时到20时没有剧烈的冷空气活动，反而是暖湿气流有所增强，在图2（b）上，南京上空已经转为暖平流。

在图3中，在长江流域及以南地区可以比较明显地看到等温线的密集带，纬向分布。沿长江南岸，有一条切边分布，冷暖空气在南京上空附近交汇，和08时相比（图略），切变线的位置变化不大，但有所东伸，海上的高压环流152线被切割，切变南侧的西南气流明显增强，随之而来的是水汽输送的增加，南京站58238上空850 hPa的温度由08时的-8 ℃上升到-6 ℃，暖平流的效果比较明显。

图4为1 h变温的填色图（来源于江苏预报业务一体化平台），从中可以看到有一条0变温线恰好压在南京机场（北纬31°44′31″，东经118°51′40″，大概位置为马鞍山右侧红点处）附近，和850 hPa上暖平流位置对应关系较好。

图5是28日两个时次的探空图，从图中可以看到水汽都非常充沛，且20时的湿度层相对更厚，两个时次的温度层结曲线都具有降雪的典型逆温特征[3]。在20时（小雨夹雪时间为18：20～20：43），850 hPa温度为-6 ℃，地面温度0.7 ℃，而以往的经验预报中降雪的临界条件一般为850 hPa温度为-4 ℃，地面温度1 ℃，实际温度都在临界值以下，和经验相悖。

对比两个时次，升温最明显的区域不是近地面或是850 hPa附近，而是在850 hPa和700 hPa之间，特别是750 hPa附近。为了分析750 hPa等压面各气象要素，下面将使用NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料。

图6中阴影填色区是风速大于10 m/s的区域。和当日700 hPa风场（图略）不同，14时，图6（a），在32°N有一条非常明显的风场不连续线，而且此时，29～32°N之间，风向基本和等温线平行，基本没有温度的平流，本场大概位于-4 ℃等温线附近。而到了晚上20时，图6（b），切变北抬到33～34°N，这也和低层850 hPa切变位置的少动不太相似，但相同的是在切变南侧都有风速的明显增强。和图6（a）中风向相比，经向分量增多，这在31°N（南京机场啊附近）表现得最为明显，有偏西风转为西南风，出现显著的暖平流，-2 ℃等温线移动到本场上空。

在图3中，由于增强东伸的切变切断，而在东海海面上空所形成闭合高压环流在750 hPa等压面上表现的不明显，预想中高环流外围风场的暖湿输送加强并没有出现，对本场上空750 hPa高度上温度的上升贡献不大。

3 温度与积雪

28日全夜近地面温度都未能达到在0℃以下（如图1（b）所示），相比27日（图1（a）所示），大气温度更高；但结果相反，在27日夜间未发生的积雪现象反而出现了28日夜间。这表明积雪现象出现的因素中，大气温度不是决定性的，但目前对于土壤温度的预报很困难，而且在机场观测系统中，浅层土壤温度是不作为必要观测项目，所以机场的浅层土壤温度数据是空白的，这也给预报积雪、积冰增加了难度。

土壤温度受到气温和降水的共同作用[4]。从图1中可以看到，在27日15时冷空气控制本场之后，温度的振幅就很小，在-1℃到1℃之间变化，温度的影响非常小。从理论上来说，降雪因为有相态变化吸收潜热的过程，对浅层土壤的影响要大于降雨。27日夜间开始就是降雪，但到地面之后基本都变为水，在此过程中，吸收大量潜热，造成土壤浅层温度的降低，在28日达到临界值。

上述基本上为推测，无当日实际数据检验（因为土壤温度的局地性，而且机场关心的是跑道上积雪情况，下垫面也不同，所以没有参照国家观测站数据）。

4 结语

该次降雪是由北方冷空气入侵，所引起；在此过程中，中低层切变在28日的加强带来的暖湿气流加强了此次降雪，但同时也在20时前后短暂影响了降水的性质。

根据此次过程的分析，关于降雪一般条件的经验预报要有所修正；这次转雨夹雪的时候，850 hPa和近地面的温度都没有达到临界值，850 hPa～700 hPa之间的异常增温是主要影响，在今后的预报中需要关注。

在积雪的形成过程中，土壤的浅层温度影响比较重要，但机场观测系统中土壤温度的空白使得临近预报难度也比较大。而且跑道与观测场地下垫面的差异，在以后的工作中还需要进一步研究讨论。

该次讨论的只是单个降雪过程，而且数据收集还不够多，希望在以后的工作中对更多个例进行分析，提高预报的准确度。

参考文献

[1] 赵思雄，孙建华.北京“12·7”降雪过程的分析研究[J].气候与环境研究，2002，7（1）：7-21.

[2] 南京禄口国际机场气候志[Z].

[3] 曹晴.上海机场一次降雪过程数值模拟分析[C]//第八届长三角气象科技发展论坛论文集.2011.

[4] 张慧智，史学正，于东升，等.中国土壤温度的季节性变化及其区域分异研究[J].土壤学报，2009，46（2）：227-234.