2021-12-26江西雨雪天气回波特征分析

谢 维，马中元，肖 云，马尚芹，李欢欢，李栩婕

(1.江西省气象科学研究所，南昌 330046；2.新余市气象局，新余 338000)

0 引言

2021-12-26，江西出现1次较明显的降雪过程。江西境内宜丰、上高、新余、分宜、宜春、万载等地分别出现中雪。精细化雨雪天气预报主要解决下雪和停雪的时间及位置、雨雪量级等问题，使用雷达拼图监测雨雪回波系统，可以实现这些细致的分析。

国内专家和学者对雨雪天气回波特征的研究有很多成果和参考文献。地面冷高压、阻塞高压、副热带高压、南支槽、850 hPa切变线、地面辐合线(准静止锋)、温度锋区、700 hPa急流与湿舌等是雨雪冻雨天气的主要影响系统；雨雪冻雨天气过程都存在逆温层特征。暴雪发生时，湿层厚度升高，且整层温度均<0 ℃，0 ℃层高度下降至1000 hPa附近。强降雪期间，单部雷达回波上有清楚的零度层亮带特征[1-7]。0 ℃等温线呈“漏斗状”向下延伸区对未来降水相态由雨转雪区和暴雪区有指示意义。低层逆温层的分析，均可以为判断降雪相态预报提供依据。700 hPa附近有大于0 ℃的暖层存在、凝结层高度较低时，地面温度低至-1 ℃以下也可以出现纯液态降水[8-11]。蒙古气旋暴雪降雪时速度零线由明显的“S”型迅速转为反“S”型。当降水相态为雪时，暖层温度≤-1 ℃，0 ℃层高度在1000 hPa。低层水平反演风场上存在一个比较窄的东风带，回波沿东风带自西向东移动。江西暴雪回波与雨的回波相混合，形成北部雪、南面雨、中间雨夹雪的回波形态[12-18]。上述研究成果，对江西雨雪天气的监测预警和研究有指导意义。

文章对2021-12-26江西雨雪天气过程，从雷达拼图回波特征上去分析过程中的不同特点，为江西雨雪天气的监测预警和市县开展预报服务，提供更细致的分析依据。

1 资料来源、天气实况和天气背景

1.1 资料来源

天气、探空等资料来源于MICAPS系统平台，雨雪资料来源于江西自动气象站数据平台，雷达拼图资料来源于江西WebGIS雷达拼图平台(http：//10.116.32.81)。降雪标准参照降雪量定义。小雪<2.5 mm/24 h，中雪2.5～4.9 mm/24 h，大雪5.0～9.9 mm/24 h，暴雪10.0～19.9 mm/24 h，大暴雪20.0～29.9 mm/24 h，特大暴雪≥30.0 mm/24 h。降雪量可以通过雪深(0.7)换算得到。文章使用北京时间。

1.2 天气实况

2021-12-26，江西出现1次较明显的雨雪天气过程，部分市县降雪量达到中雪标准，其中宜丰、上高、新余、分宜、宜春、万载等市县降雪量成片，均超过4 cm雪深，九江、萍乡、宜春、新余、吉安、抚州、鹰潭等区市，出现不同程度小雪，个别地方出现中雪。虽然雨雪没有造成冰冻等灾害，但对人们出行和交通安全造成一定影响[19]。

2021-12-24T20：00—2021-12-25T20：00和2021-12-26T01：00—2021-12-27T08：00，以及2021-12-27T20：00—2021-12-08T08：00，江西部分市县出现连续性雨雪天气，其中26日雨雪较明显，部分市县达到中雪标准(降雪量2.5～4.9 mm/24 h)。

1.3 天气背景

2021-12-26T08：00，天气系统配置，100 hPa江西上空为强盛的偏西气流，南昌西南风速达到44 m/s，温度达到-70 ℃，江西上空形成明显的出流区(图1a)。500 hPa有明显低槽，槽前江西上空为强风区，赣州、南昌为偏西风达30 m/s，温度分别为-15 ℃、-16 ℃，588 dagpm线退居东南沿海(图1b)。850 hPa冷高压南压，高压前部从江苏沿海经江西到广西为1支东北气流，带来海上充沛的水汽南昌东北风10 m/s，温度达到-5 ℃(图1c)。地面图上以江西为中心，风速很小，南昌偏北风2 m/s，地面温度2 ℃，随着冷空气南下，20：00南昌达到-0.2 ℃。这种弱风场和地面温度在0 ℃以下有利于降雪的形成(图1d)。

图1 2021-12-26T08：00天气图

2021-12-26T20：00，南昌探空资料：湿对流有效位能CAPE很弱，为5.3 J/kg，对流抑制位能CIN为0，K指数为9.7 ℃，SI指数为17.84 ℃，风暴强度指数SSI只有296.1，高空风随高度向上顺转，有弱的暖平流存在。探空数据表明，南昌附近层结趋于稳定，不利于产生强对流天气。

由此可见，2021-05-26，江西处于500 hPa槽前偏西气流中，100 hPa有出流区，850 hPa有东北气流，地面弱风区中；南昌层结趋于稳定，在弱的暖平流环境下，反而有利于雨雪天气的形成。

2 雨雪回波特征

2.1 雨雪回波系统的演变

2021-12-26，连续性雨雪天气降雪最明显。11：00(图2a)，从湖南进入江西的雨雪回波系统，江西部分主要以雨为主，湖南、湖北以雪为主。雨的回波呈絮状结构，大片层状云回波中参有弱对流回波，CR回波强度在25～35 dBz；雪的回波呈薄薄层状云片状结构，当700 hPa风较大时呈丝镂状结构，CR回波强度较弱10～25 dB。14：00(图2b)，进入江西的雨雪回波转换为较大范围的雪回波，CR强度10～25 dBz；湖南境内的发展成雨回波，CR强度30～35 dBz。此时，江西出现较大范围降雪。

17：00(图2c)，降雪范围进一步扩大，整个江西赣北赣中及湖南被雪回波覆盖，强度10～25 dBz；降雪中心集中在宜丰、万载、宜春、分宜、新余、上高一带，对应的CR回波强度在25 dBz；其他地方降雪量级偏小。20：00(图2d)，降雪回波带向东南方向移动，雪区移至吉安、抚州、鹰潭、上饶等地，CR回波强度保持在10～25 dBz。

图2 2021-12-26T11：00-2021-12-26T20：00雨雪回波系统演变过程

2.2 雨夹雪中的雪回波特征

2021-12-28T01：00铜鼓的雪回波；03：00德兴的雪回波；05：00进贤的雪回波；07：00婺源的雪回波CR强度都与其南面对流的雨回波CR强度明显不同，前者是层状云片状回波结构，CR回波强度在10～25 dBz；后者是对流性条状回波结构，CR回波强度在30～45 dBz，地面出现小到中雨。

2.3 雨雪回波的CR、ET、VIL

2021-12-25T08：00，在雷达拼图上同时呈现北部雪回波，南部雨回波，中间雨夹雪回波结构。组合反射率CR表现为：雪的回波非常弱，强度在10～25 dBz；雨的回波较强，强度在30～45 dBz；雨夹雪的回波在两者之间，强度在10～35 dBz。回波顶高ET表现为：雪的回波顶在6 km以下，非常矮和弱，有时观测不到；雨的回波顶高可达9 km，有明显对流泡；雨夹雪的回波顶介于两者之间，普遍在6 km左右。垂直积分液态水含量VIL表现为：雪的VIL很弱，几乎观测不到；雨的VIL在10 kg/m2以下，也较弱；雨夹雪的VIL也很弱，VIL在5 kg/m2以下。

2.4 雨雪回波的垂直结构

雪的回波在雷达拼图组合反射率CR产品上的回波特征十分明显。从2021-12-26T16：00雷达拼图反射率因子垂直结构上看到，雨雪回波垂直高度较低，20 dBz回波顶高在5 km以下，东西和南北两个方向剖面，都显示有共同特点。从16：00放大图上看，小雨的回波CR在30 dBz，中等强度降雪的回波CR在25 dBz，而小雪的回波CR在20 dBz。

2.5 雨雪回波的形成因素

雨雪天气的形成取决于大尺度环境条件与中尺度条件相配合。2021-12-26，13：00中尺度地面图上(图3a)，冷空气南下，大片雨夹雪区域自西向东扩展，从湖南移入江西，江西西部地面温度在0～1 ℃左右，有利于形成降雪。13：00相对湿度图上(图3b)，江西北部比较干冷，相对湿度<40%，江西南面相对湿度>60%，在赣中附近形成东西走向湿度锋区，满足了后期降雪对湿度的要求。13：00FY4A云图上(图3c)，雪在IR云图上表现为弱弱淡淡的云系，色温在-20 ℃附近。13：00雷达拼图CR产品上(图3d)，雪的回波呈片状结构，薄薄的一层，CR回波强度20～25 dBz，25 dBz回波强度足以产生中等级别降雪量。

图3 2021-12-26T13：00雨雪回波的形成因素

由此可见，雨的回波呈絮状结构，CR强度在20～35 dBz；雪的回波呈片状结构，当700 hPa风较大时呈丝镂状结构，CR强度为10～25 dBz。雷达拼图呈现北部雪回波，南部雨回波，中间雨夹雪回波结构。雪的回波顶ET在6 km以下，雨的回波顶ET可达9 km；雪的垂直积分液态水含量VIL几乎观测不到，雨的VIL在10 kg/m2以下；雨雪回波垂直高度较低，20 dBz回波顶高在5 km以下。

4 结束语

文章通过对2021-12-26江西雨雪天气的回波特征分析，所得结果可为开展雨雪天气的预报预警提供参考。

雷达拼图能够细致地反映雨雪天气的回波特征，区别雪、雨夹雪、雨等不同相态的回波，跟踪这些回波的演变，能更加精准细致地判断雨雪天气的变化情况，从而更好地开展预报服务工作。