2020年辽宁省一次雨雪大风天气分析

李铭鉴 宋 佳 刘雨桐 曲骅倩

（1.铁岭市气象台，辽宁 铁岭 112000；2.铁岭市气象局服务中心，辽宁 铁岭 112000；3,4.铁岭县气象台，辽宁 铁岭 112000）

前言

2020年11月17日至19日受高空槽东移、江淮气旋北上、低空切边及副高外围水汽共同影响，辽宁省出现一次强雨雪、大风、强降温天气过程，东南部暴雨与朝阳西北部暴雪同时出现，降水过程中伴随雨雪转换等天气现象。全省平均降水量为40.6毫米，居历史同期首位。全省62个国家气象站中有35个站日降水量突破历史同期极值。

此次降水过程同时伴随多种灾害性天气并发。东南部地区出现强降雨的同时，朝阳市西北部出现12.1～24.5毫米的暴雪。强雨雪过程并伴有8～11级瞬时大风和全省性寒潮，全省有979个气象站出现6级以上瞬时大风，310个气象站出现8级以上瞬时大风，最大瞬时风力11级（28.5米/秒）。同时，各地气温下降10～12℃，其中东部山区降温达14～16℃。

本次过程天气系统配置罕见。此次暴雨雪过程，副热带高压显著西伸北抬，位置接近常年6月中旬，气旋爆发性发展。天气系统配置类似夏季，在冬季非常罕见。此次强雨雪大风降温天气过程降低了森林火险气象等级，净化了空气，有利于明年土壤增墒，但对交通运输、设施农业、畜牧业、渔业、电力通信等有不利影响。为了更好地认识和预报此类天气过程，增强防范措施，对此次雨雪过程的分析研究是非常有必要的。

1.过程概况

11月17日19时至20日8时，辽宁省出现强雨雪天气，东南部暴雨与朝阳西北部暴雪同时出现。此次暴雨过程为历史上发生时间最晚的区域性暴雨过程。全省 14 个市平均降水量均超过大雨量级，全省平均降水量为40.6毫米。其中东南部地区出现区域性暴雨，丹东部分地区、本溪桓仁县大暴雨，43个气象站出现100毫米以上的大暴雨，314个气象站出现50～100毫米的暴雨，最大降水量达168.0毫米，出现在本溪桓仁县枫林谷景区。最大小时降水量为34.0毫米，出现在丹东宽甸县毛甸子镇。此次降水过程持续时间较长，降水范围较广，均为历史罕见。且降水相态、强度、总量分布不均，可见此次降水过程具有一定的局地性和极端性。

2.降水成因分析

2.1 环流背景分析

2.1.1 地面形势场分析

图1 2020年11月17日20时天气图

17日20时，辽宁地区位于高压后部弱高压影响，我国西南地区低压系统形成并东移，在江淮地区加强后北上。18日08时，江淮气旋北上至山东省，大连、丹东两市受地面倒槽影响，地面冷锋较850hpa低涡偏东，暖锋延伸至黄海。18日20时随着江淮气旋北上至渤海海面，湿区及雨带皆有所北抬，降雨强度有所增强，地面冷暖锋继续东移北上至大连市。19日08时地面冷锋移至辽宁省东部，降水强度开始减弱。

2.1.2 500hpa形势场分析

11月17日20时河套地区及四川省北部各存在短波槽，两个短波槽在东移过程中合并加强。18日8时贝加尔湖西侧有一冷涡，其向西延伸形成横槽，向南延伸形成短波槽，东部是一个弱脊，我国内蒙古地区向南有一长波竖槽。副热带高压显著西伸北抬，高压北界位于25°N，接近常年6月中旬的位置。温度槽在中国青海、四川地区，明显落后于高空槽，这种典型的后倾槽有利于高空槽的发展，且短波槽与长波槽同位相叠加，有利于地面气旋加强北上；20时槽东移至我国沿海地区；11月19日08时高空槽加深且移动缓慢，槽顶延伸至河北北部，辽宁西部地区受高空槽前部影响，川北地区高空槽此时移动至黄淮地区。11月19日20时两槽在进入东北地区之后加深合并并在吉林境形成低值中心，高空槽正好位于辽宁上空，此后逐渐移出辽宁省，在高空槽东移过程中，仍给辽宁东部地区带来降水。

2.1.3 850hpa形势场分析

11月17日辽宁受强盛西南气流控制。18日8时850hPa形成中心强度为144hpa的低涡，位于华北地区，较500hpa槽的位置靠前，此时内蒙古北部的冷空气正在堆积；850hpa温度场辽宁省均处于0～8之间，东海至黄海海面低空急流建立，丹东市位于急流轴左前方，倒槽开始影响辽宁南部。与此同时辽宁北部存在暖切。18日20时低涡加深并东移至黄海；850hpa温度仍维持在0～12之间。19日8时，850hpa低涡再次加深，低压中心移至辽宁省北部，对应的地面冷锋移至辽宁省东部，冷空气快速占辽宁省（925hPa温度低于0℃），0度温度线开始南退。

2.2 物理量诊断分析

2.2.1 热力条件分析

降水伊始阶段，辽宁地区地面2m气温均处于10℃之上，850hpa气温在4至6℃之间，降水相态以降雨为主。18日夜间随着短波槽东移至辽宁境内，辽宁地区850hpa及925hpa气温明显下降，自西向东降水相态也逐步转为雨夹雪再转雪。19日08时辽宁西部地区850hpa温度降至零下12至零下4℃、925hpa气温降至零下10至零下4℃，此时，辽宁西部至中部均完成雨雪相态的转变。

2.2.2 水汽条件分析

11月17日，辽宁地区850hpa处于受强盛西南气流控制，海上暖湿气流输送渠道建立，渤海、东海至黄海两条水汽输送通道源源不断向辽宁输送水汽。17日夜间东海至黄海海面低空急流建立，急流轴中心最大风力达22m/s，为后续降水提供充足的水汽条件，此时辽宁东南部位于急流轴左前方，水汽辐合条件较好。18日20时随着气旋北抬、副高北抬，大湿区也有所北抬，辽宁850hpa比湿达6至8g/kg，辽宁东南部达8至12g/kg。

2.2.3 动力条件分析

从辽宁省部分站点垂直速度的空间剖面图中可以看出17日夜间至18日夜间从底层到400hpa均为上升运动区，上升运动达300至400hpa高度，18日20时左右上升运动最为剧烈，其中心位于700hpa左右。与此同时辽宁东南部丹东大连境内k指数达28至34，动力条件较好。

2.3 雨雪过程的雷达回波分析

天气雷达是监测和预警冰雹、雷雨大风、短时强降水的常用工具之一，雷达回波能较好地揭示暴雨的发生时段以及雨带的移动过程。

从18日5时的雷达回波图可以看出，自辽宁西南侧开始，降水回波开始影响辽宁地区。此时在沈阳—铁岭出现30dbz左右的雷达回波；8时，回波基本全部进入并覆盖辽宁地区，辽东湾—辽阳也出现30dbz左右的雷达回波，而辽北的回波强度在15dbz以下。11时，随着海上西南气流的建立，暖湿空气向北输送，湿区雨带均有所北抬，雷达回波明显增强并向东北方向移动；结合海平面气压场以及850hpa天气图可知18日，辽宁南部主要受暖锋影响出现稳定性降水，故雷达图上，回波移动速度较慢，对辽南地区影响时间较长。19日2时，回波继续东移北上，此时只有中东部还存在回波。19日5时，回波移出辽宁地区。

2.4 雨雪过程的卫星云图分析

卫星云图是由气象卫星自上而下观测到的地球上的云层覆盖和地表面特征的图像。接收的云图主要有红外云图、可见光云图及水汽图等。利用卫星云图可以识别不同的天气系统，确定它们的位置，估计其强度和发展趋势，为天气分析和天气预报提供依据。

对降水期间的云系演变进行分析，可以看到8日8时低涡云系已进入辽宁境内，相比辽宁南部，辽宁北部的云系较分散，云团中心位于渤海海域，此时辽宁省中南部的降水强度较大。18日白天，云系的主体移速加快并逐渐移出辽宁地区，20时残留云系依然影响辽宁大部地区，并且北移速度减缓。22时云团主体北移至吉林北部，此时辽宁北部仍受影响。19日早间，云系主体继续北上，辽宁东部山区仍受云系底部影响。

3.大风天气分析

此次过程海平面气压场受江淮气旋北上影响，辽宁省气压梯度较大，同时处于负变压中，大连南部有正变压中心存在，变压风较大，有利于大风天气的加强。500hpa高空槽前有正涡度平流，同时为暖平流，有利于地面减压。槽前急流区对高层辐散起到重要作用，高层辐散的抽吸作用使低层大气减压，地面气旋得到发展，有利于大风天气产生。18日整层均在较强西南风的控制下，由于动量下传的影响，有利地面风力的增强。19日白天随着冷高压东移南下，我省处于西高东低的气压场配置。在阶梯槽合并东移之后，槽后干冷空气迅速侵入，有利于大风天气的持续。

4.寒潮天气分析

此次寒潮过程的冷空气源要追溯到过程爆发的前3-4天，500hPa上欧亚大陆基本为纬向气流，来自新地岛以东洋面上的强冷空气，在西伯利亚中部的寒潮关键区聚集。20日早间较18日早间，最低气温下降14℃左右。降水过程结束后，贝湖东部冷高压南下，我市由低压转为冷高压前部控制，500hpa转为槽后西北气流控制。850hpa转为偏北风影响，风向与等压面基本垂直，中心最大风力达到20m/s，850hpa变温达9到15℃，冷空气强度较大使得850hpa温度大幅度下降。低槽后部强劲的偏北气流所形成的强冷平流是造成此次寒潮气温骤降的主要原因。降水过后天空状况较为晴朗，辐射降温速度较快，地面气温下降加快。

5.结论

（1）此次降水过程主要受地面江淮气旋、500hpa高空槽、低空低涡共同影响，高低层配置比较好，850hpa暖湿气流较为强盛且源源不断地为辽宁东地区输入水汽，使得系统持续影响辽宁地区，给辽宁省带来长时间的降水。其中辽宁东南部垂直的速度的垂直剖面随时间的变化来看，最强降水时段上升运动也较为剧烈，这给降水的维持及局地加强提供了有利的动力条件。辽宁西部朝阳市由于气温下降较快且最早，降水相态以雨夹雪和雪为主，故出现暴雪天气。

（2）降水过程结束后，随着干冷空气迅速侵入使得辽宁地区850hpa气温迅速下降，低槽后部强劲的偏北气流所形成的强冷平流是造成此次寒潮气温骤降的主要原因。同时天空云量降低辐射降温加强，地面气温急速下降。

（3）江淮气旋北上的过程中不断发展加强，同时辽宁省上空整层大气均处在强盛西南气流影响，动量下传有利于地面风力的增加；500hpa高空槽前有正涡度平流，同时为暖平流，有利于地面减压。槽前急流区对高层辐散起到重要作用，高层辐散的抽吸作用使低层大气减压，地面气旋得到发展，有利于地面大风的产生。

（4）此次极端降水天气的可预报性较好，中尺度模式对降雨落区的提示性具有一定的参考性，但是降水中心略有偏差，虽然预报在辽宁东南部有超过100mm以上降水，但位置均略有偏北且区域较小。