2022-02-22江西暴雪天气雷达回波特征分析

2023-01-17洪丽霞马中元陈鲍发辛玮琦范小军

气象水文海洋仪器 2022年4期

洪丽霞，马中元，陈鲍发，辛玮琦，范小军，宋雄

(1.江西省气象科学研究所，南昌 330046；2.宜丰县气象局，宜丰 336300；3.景德镇市气象局，景德镇 333000)

0 引言

2022-02-22，江西出现一次暴雪天气过程，铜鼓雪深达到24 cm，宜丰13 cm，通过换算已达到暴雪量级。降雪天气达到暴雪量级会形成雪灾，降雪持续时间过长也可能形成雨雪冰冻天气，给社会活动、交通运输、居民生活带来较严重的影响。

国内学者对雨雪天气进行了大量研究，并得出一些结论，例如：冻雨天气过程的影响系统主要有地面冷高压、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)、温度锋区和700 hPa急流与湿舌等；冻雨天气过程都存在逆温层特征，逆温层高度在850～700 hPa，平均逆温差为4～5 ℃，最大10 ℃，同时地面温度在0 ℃以下或接近0 ℃[1]。江西持续性冻雨天气期间，500 hPa高纬度地区的阻塞高压、中纬度的低槽以及低纬度的分裂小槽和地面沿中国中东部侵入的强冷空气有利于江西持续性冻雨天气的维持[2]。高山站冰冻灾害具有明显的局部性特征，主要决定于925～850 hPa层的温度层结，当温度层结降为0 ℃以下并伴有较明显降水，且有明显逆温层的存在就可以出现冰冻灾害[3]。长时间逆温层的维持和偏强，使得降雪持续时间延长和增强[4]。雪的回波强度一般在5～20 dBZ，暴雪回波强度在30～35 dBZ，雨夹雪回波中，最强雨回波可以发展到40 dBZ以上，呈明显的混合型回波结构。暴雪反射率因子垂直结构RVS回波伸展高度在 5～8 km[5]。温度阻塞型雨雪天气，具有云顶温度-10～0 ℃、低层冷垫≤-7 ℃、中层融化层≥8 ℃的冻雨温度层结特点[6-8]。上述研究成果为文章提供了理论依据。

文章使用MICAPS常规天气图、自动气象站数据、雷达回波拼图等资料，对2022-02-22江西暴雪天气进行分析，以期为江西雨雪天气的短临监测预警提供分析依据。

1 资料来源和天气实况

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。

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。

文章涉及的地图边界均基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2017)3320号的标准地图制作。全文使用北京时间。

1.2 天气实况

2022-02-22T08：00—2022-02-23T08：00，江西中北部出现大范围的降雪天气过程，也是近3 a最明显的一次降雪，部分地区出现中到大雪。陈家湾积雪明显，厚度较厚，达大雪或以上标准，武宁也出现明显的固态降雪，但积雪深度不及靖安。

2 暴雪分布和天气形势

2.1 暴雪分布

由2022-02-22T08：00—2022-02-23T08：00江西暴雪天气雪深分布图可以看出，江西中北部出现了大范围的中到大雪，局部暴雪。暴雪主要位于宜春西部，铜鼓、宜丰、万载积雪达10 cm以上，以铜鼓(24 cm)为最大。庐山也出现暴雪，雪深21 cm。积雪达5 cm以上的还有宜春的中部、东部及南昌等地。九江西北部积雪不明显，其余地区以中雪为主。

2.2 天气形势

如图1所示，500 hPa在西南地区100°E附近有1个深槽，槽前西南急流明显，30 m/s的西南急流从西南边陲伸展到东部沿海，类似的特征出现在200 hPa，只是高空西南急流更加明显，大部分达到60 m/s左右或70 m/s以上。高空强盛西南急流之下，850 hPa为明显的偏东气流，长江中下游地区以东北风为主，东南地区为东南风。地面图上湖南北部为冷高压控制，冷高压后部有明显降雪区跟随。随着低槽东移，西南地区的雪区向东扩展，给东部地区带来大范围降雪天气过程。

200 hPa高度上，南昌08：00西南风72 m/s，温度-54 ℃；500 hPa高度上，南昌西南偏西风32 m/s，温度-15 ℃；850 hPa高度上，南昌08：00偏东风8 m/s，温度-1 ℃；至20：00，850 hPa温度降至-4～-5 ℃，而高空气温变化不大，表明低层有强冷空气入侵，且温度层结达到江西中北部大雪的阈值。地面图上，南昌08：00偏东风2 m/s，温度3 ℃，20：00温度0～1 ℃，也达到固态降雪的标准。

图1 2022-02-22天气形势：(a)200 hPa；(b)500 hPa；(c)850 hPa；(d)surface

3 雷达回波分析

图2为2022-02-22雷达拼图组合反射率CR产品及回波垂直分布，江西北部及湖北、安徽南部为大范围的降雪回波覆盖，呈丝缕片状结构。回波均呈丝缕状由西南向东北伸展，最强回波位于湖南东北部至江西的铜鼓、靖安、宜春、都昌一线，呈细长条形结构，边界整齐，宽度一致，长度超长，达400 km左右，这是高空西南急流导致的结果。细带状强回波强度达30～35 dBZ，分布均匀。与雪深相对照，暴雪10～19.9 mm/24 h，回波强度30～35 dBZ；大雪5.0～9.9 mm/24 h，回波强度25～30 dBZ；中雪2.5～4.9 mm/24 h，回波强度20～25 dBZ；小雪<2.5 mm/24 h，回波强度<20 dBZ。

以铜鼓为中心，由南向北作垂直剖面，可以看到在铜鼓附近有20 dBZ以上较强回波，其中30 dBZ回波伸展高度4 km；25 dBZ回波伸展高度5.8 km；20 dBZ回波伸展高度6.5 km；10 dBZ回波伸展高度10 km。即降雪回波伸展高度较低，大到暴雪在4 km或以下，中到大雪在7 km以下，小雪10 km以下。