黑龙江省2017年一次雨雪天气分析

1 引言

在秋冬两季季节转换期，冷暖空气活跃，降水相态复杂多变。不同相态的降水引发的次生灾害也会有所不同。雨雪冰冻灾害是我国北方秋冬季节过渡期的主要气象灾害，对交通尤其是城市交通造成严重影响。对农业方面影响也较大，雨雪冰冻灾害严重影响了粮食安全。在秋冬季的过渡季节，如果降水相态由雨向雪转换，降雪过后冷空气造成的降温会导致冰冻灾害的产生，造成国民经济的严重损失。因此，在秋冬季的转换季节准确预报降水性质是防灾减灾的关键。

2 天气实况

2017年11月9－11日，黑龙江省出现了一次大范围的区域性雨雪天气过程，西部地区个别市县24 h累计降水量超过10 mm，达到了暴雪量级。此次降水过程的特点是强度小、范围广和持续时间短。11月9－11日共有11个站过程降水量＞10 mm，最大降水量为20.3 mm，出现在依安站。西部地区主要降水时段集中在9日14时—10日08时，东部地区主要降水时段集中在10日08—20时，其中在9日20时—10日02时，克山站6 h降水量达9 mm；9日14—20时甘南、富裕两个站6 h降水量超过5 mm。

此次过程是系统性降水，冷空气快速入侵后，降水性质由雨或雨夹雪转为雪，导致多个市县遭受雨雪冰冻灾害，对交通造成严重影响。

3 成因分析

2017年11月8日20时，500 hPa中高纬地区有低槽发展，冷空气自贝加尔湖西侧向南延伸至我国河套地区。11月9日20时，低槽前有4－5根等温线，锋区密集。17时，齐齐哈尔地区降水已经开始，降水性质为雨夹雪或雪。20时，在高空低槽向东移动的影响下，黑龙江省西部地区率先开始降水，最初的降水性质为暖区稳定性降水，在西南部地区降水相态均为雨或雨夹雪。随后冷空气迅速入侵，气温自西向东下降，降水性质变为雪。地面气旋在东移过程中中心强度有所增强，冷空气继续向南侵入，850 hPa西南风急流开始建立，水汽输送加强，降水强度加强。11月10日08时，系统迅速东移，急流位置偏东，在黑龙江省东部地区出现局地暴雪，之后系统的径向度迅速增加，降水过程逐渐结束。

4 物理量场分析

4.1 动力场分析

此次过程是受高空低槽影响，其低空涡度场都表现为涡度大值区，为系统加强发展提供了动力条件。在高空和地面系统向东移动的过程中，富裕（124.48°E，47.80°N） 站降水相态出现雨夹雪—雪的转换。

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4.2 水汽条件分析

9日14时，降水于黑龙江省西南部开始，850 hPa全省大部处于水汽辐合区中，辐合中心位于齐齐哈尔南部。随着冷涡向东移动，水汽辐合区也向东移动，辐合中心移至黑龙江省中南部。

2017年11月9日，随着西南风急流逐渐建立，来自黄渤海的水汽源源不断的向东北方向输送，促使黑龙江省西部地区水汽条件不断加强。同时，高空低槽后部的偏北冷空气不断侵入，系统东移。到9日20时，黑龙江省南部地区处于水汽通量的大值区，中心最大值为 9 g·s-1·hPa-1·cm-1，为较大降水的发生提供了有利条件。

9日14时，850 hPa槽前西南风急流位于吉林西部，最大风速18 m/s。20时后，西南急流不断加强，自辽宁省西南部到黑龙江省西南部已经形成较强的急流，建立了完整的水汽通道。同时在黑龙江省西部地区有暖式切变，动力抬升作用使上升运动加强。

4.3 温度平流分析

9日14时，有冷空气补充南下使低槽系统加强发展，20时达到最强，14-02时有两个站降水量超过10 mm（五个站降水量超过9 mm）。9日14时，黑龙江西部降水性质以雨夹雪为主，随后冷空气快速东侵，降温明显，到20时，西部大部地区降水性质转为雪。

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2.2.3 专家意见的协调程度 在变异系数方面，第1轮3级指标共59个，变异系数＜0.5的3级指标有52个，占88%。第2轮的3级指标变异系数均＜0.5。

11月9日14-17时，富裕站降水开始，地面气温由3.5℃迅速降低至-0.1℃，降水性质是雨夹雪。20时后，0℃层高度由925 hPa下降至1000 hPa附近，地面气温持续下降，降水性质转为雪，此时富裕处于低压倒槽附近。

4.4 急流分析

从富裕站的相对湿度和垂直速度剖面图可以看出，相对湿度大值区和上升运动区相配合，并且相对湿度大于90%的区域与垂直速度中心大致一致，这表示降水就发生在这个区域内，同时，降水区域随时间不断向东移动。

9日14时，富裕站850 hPa附近涡度为10×10-6s-1，500 hPa以上区域为正散度区，垂直速度达-30×10-3m·s-1以上；20时，富裕站在低层有正涡度中心，中心强度在44×10-6s-1以上，300 hPa附近为正散度区，在高层500 hPa附近有垂直速度中心，中心值达-40×10-3m·s-1，上升运动剧烈。在这种高层辐散低层辐合的动力配置下，垂直方向上的抽吸作用使得上升运动加强，为本次降水过程提供有利的动力抬升条件。

4.5 温度分析

分析温度平流的变化可以看出，冷空气的强度在东移过程中不断增加，9日20时，西部地区有-（100-150）·10e-6K·s-1的冷平流影响。

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5 小结

（1）黑龙江省西部地区在降水开始时为暖区稳定性降水，降水性质为雨或雨夹雪。在高空槽东移过程中，冷空气不断补充加强，夜间冷空气迅速侵入，0℃层高度下降，致使地面气温迅速下降，出现降水相态向雪的转换。

（2）代表站富裕在垂直方向上表现出高层辐散低层辐合的动力配置特征，抽吸作用使得上升运动加强，为本次降水过程提供了较好的动力抬升作用。低空急流建立了完整的水汽通道为暴雪的发生提供了充沛的水汽条件，且在黑龙江省西部地区存在暖式切变，动力抬升作用使上升运动进一步加强。

（3）对流层底层不仅有较强的水汽辐合，还建立了完整的西南风急流水汽输送带，为此次降水过程提供了丰富的水汽条件。

实际上，基于概念网络的类比推理是一种不确定推理。通过类比映射等计算方法，可以提高类比推理结论的可靠性，但它始终是一种非演绎推理，属于现代归纳逻辑的研究范围。