2016年广东一次罕见寒潮雨雪冰冻天气过程分析

第47卷第1期2019年2月
Vol.47,No.1
Feb.2019
气象科技
METEOROLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY
2016年广东一次罕见寒潮雨雪冰冻天气过程分析
王晓芳】程正泉八姜丽萍】
（1广东省中山市气象局，中山528401；2广东省气象台，广州510640）
摘要利用常规气象观测资料.NCEP/NCAR再分析资料，分析了2016年1月下旬广东罕见大范围雨雪冰冻天气过程的大尺度环流和冷空气活动特征、动力和水汽条件，采用湿球温度讨论了降水相态和大气温度垂直结构特征。

结果表明：此次寒潮过程环流形势为横槽转竖型，横槽下摆引导强冷空气向南迅猛爆发，以及伴随着异常强的冷高压、锋区、冷温度中心和冷温度平流的冷空气主力南侵，是本次寒潮过程粤北和广东中南部温度陡降的主要原因；700hPa冷暖空气的辐合，以及700hPa西南气流从孟加拉湾输送水汽经中南半岛北部到北部湾至华南地区加强并辐合，是造成雨雪冰冻天气产生的重要动力和水汽条件；在有利的大尺度环流、动力和水汽条件配合下，降水相态的变化与暖层强度及湿球温度密切相关，暖层的明显减弱及暖层下方湿球温度低于0°C冷冻层的强度增强，导致降水相态由雨向雪、雨夹雪、霰等固态降水转变；在发生固态降水的平均时段内•粤北地区中低层湿球温度均低于0无明显融化作用.产生纯雪或雨夹雪的可能性大；而位置偏南的珠江三角洲地区仍存在浅薄的暖层，因此主要出现雨夹雪或霰。

当寒潮人侵涉及华南降水相态预报时，需要注重实况探空和模式预报探空的大气温湿垂直结构的分析•更应重视湿球温度的研究和应用。

关键词寒潮；雨雪冰冻；横槽：锋区；湿球温度；降水相态
中图分类号：P458DOI：10.19517/j.1671-6345.20170727文献标识码：A
引言
寒潮是我国冬季常见的一种灾害性天气，往往在特定的大气流场下爆发，常伴随着急剧降温、大风、雨雪冰冻等天气°。

广东地处低纬热带、亚热带季风气候区，冬季气候温暖，寒潮出现频次并不高。

据统计，广东寒潮出现频次自北向南逐渐减小，频次最高的粤北连州，年均1.4次左右.最低为粤东沿海的汕头，仅0.12次/年⑵。

尽管冷空气抵达华南后势力通常减弱，但在特殊的大气环流背景下仍可能带来极端寒潮天气过程，如2008年1月中旬至2月初，我国南方出现了大范围低温雨雪冰冻极端天气，广东也受灾严重⑶。

冬季降水相态预报一直以来是我国气象预报工作者关注的一个重要内容「X，然而华南预报员较少面对此类问题.即使是寒潮爆发时。

通常寒潮会给广东带来急剧降温、大风、降水等天气•粤北有时出现雨夹雪、道路结冰，山区偶见纯雪。

对广东中部和南部来说.冬季固态降水如雪、霰等极其罕见。

据记载.广州上一次降雪发生在1929年初。

2016年1月下旬.广东遭受了一次罕见的寒潮雨雪冰冻天气过程，除了剧烈降温和大风，大部分市县出现了雪、雨夹雪或霰等固态降水•珠江三角洲（珠三角）和部分南部沿海市县还是建国以来首次出现，引发了社会的强烈关注。

目前，冬季降水相态预报常采用925hPa温度⑷、850hPa和地面温度〔匕0°C层高度3」、暖层温度与0°C层高度相结合等指标作为雨雪相态转换的判据。

这些判据在表现形式上因区域不同而有差异•但均与温度垂直结构有关系。

Bourgouin^强调温度垂直廓线是决定降水相态的主要因子，并根据温度廓线提出了一种面积法（气层平均温度和厚度的综合表征）来诊断降水相态•取得
---------------------------------------http：//气象科技广东省气象局科学技术研究项目（2014A02）.广东省气象局科技创新团队（201703）、中山市科技计划项目（2015B2351）和广东省气象部门百名英才助推计划基金共同资助
作者简介：王晓芳，女.1988年生，硕士，工程师，主要从事华南短期天气预测和研究工作.E m ail：catharineO6O7@
收稿日期：2017年11月29日；定稿日期：2018年10月30日
*通信作者•Email：chengzql975@
笫1期王晓芳等：2016年广东一次罕见寒潮雨雪冰冻天气过程分析107
了较好效果。

Olsen》：研究表明，降水过程中蒸发制冷比融化作用大一个量级.当相对湿度较小空气不饱和时，降水粒子的蒸发或升华导致周围空气温度降低，与之关系密切的湿球温度在辨别降水相态时起着决定性作用，并认为湿球温度大于等于0°C 时开始融化。

Smis和Liu[13-'也指出用湿球温度来判断降水相态更好，原因在于湿球温度更接近降水粒子的真实温度•用于判断降水相态时不确定性比干球温度更小。

利用湿球温度判断降水相态较干球温度更为合理，并已在国外业务预报中广泛应用，但在国内仍未引起足够关注。

2016年1月下旬广东的极端寒潮过程.出现了罕见的大范围固态降水。

由于发生概率低•人们对雪、雨夹雪、霰等固态降水对城市运行和社会生产有何影响并不了解.缺乏防范意识，当出现更强的固态降水时.可能会给农、林、渔、畜牧等各行业和人们的生活、健康带来更大的损失。

那么在固态降水岀现概率低的华南，其降水相态转变时大气温度垂直结构有何特征，这是本文研究重点之一。

此外.本文拟采用更合理的湿球温度来分析降水相态分布。

1实况及资料方法
1.1天气概况
2016年1月22—24日，除了潮州、湛江、以及茂名和阳江的南部地区，广东出现了大范围雨雪冰冻天气，降水相态包括雨、雪、雨夹雪、霰等，其中最为突出的表现是珠三角和南部部分市县出现了建国以来首次雨夹雪或霰。

从降水相态的时间演变（图略）来看，22日20：00雨雪分界线位于湘粤边界处，随后自北向南逐渐推进，粤北地区首先由雨转为雨夹雪，部分地区出现了霰，北部山区有小雪和冻雨；23日14：00雨雪分界线抵达广州的北部（24°N附近）,20：00雨雪分界线继续向南扩展，珠三角北部地区固态降水范围迅速增大，以雨夹雪和霰为主。

24日05：00雨雪分界线逐渐扩展至珠三角南部部分市县，24日白天佛山、肇庆部分地区出现了短时小雪•珠三角南部和粤东部分沿海市县大范围由雨转为霰.其中江门中午时分出现了雨夹雪，广东南部茂名的北部山区也出现了雨夹雪，雨霰分界线到达22°N附近。

1月22-25日.受罕见寒潮影响.广东陆地和江河湖面持续72h出现5~7级的偏北大风.沿海海面持续出现8级偏北大风、阵风10级；大部地区48h的平均气温下降了6〜9°C，其中南部的茂名降温9°C左右，雷州半岛超过10°C；24日到25日早晨.广东出现了全省性低温（小于5°C）,其中南部沿海19个市县日平均气温跌破历史极值，8个市县最低气温创历史新低。

这次雨雪冰冻天气范围广、雪线南、气温低，历史少见。

1.2资料和方法
本文所用资料有：2016年1月18—25日常规地面及探空气象观测资料.NCEP/NCAR逐6h的1°XT再分析资料。

湿球温度采用程智等和王海军〔灼的逼近法进行计算。

使用干、湿球温度表时，空气水汽压的计算公式为：
e=E,w—ApCt—）（1）式中，e为水汽压（hPa）.为湿球温度“所对应的纯水平液面饱和水汽压（hPa）（当湿球温度低于0°C 且湿球结冰时，为纯水平冰面饱和水汽压），可通过戈夫-帕雷奇（Goff-Gratch）公式来计算；A为干湿表系数本文取通风干湿表系数，湿球未结冰时为0.622X107,湿球结冰时为0.584X107；p 为气压（hPa）,t为干球温度（°C）,g为湿球温度（°C）。

当水汽压e未直接测得时，可由相对湿度求得：
e=uE,（2）式中，“为相对湿度（％）,E,为t对应的纯水平液（冰）面饱和水汽压（hPa）。

由式（1）,（2）可知心为唯一的未知变量，且很难求得解析解.因此通过逼近法计算其估计值。

首先.将r以下15°C（z-15）作为九的初始估计值，逐次将坨估计值递增0.01°C,从而产生一组仏估计值；然后，将这组估计值依次代入Goff-Gratch公式算出E
*，再代入式（1）得出e的计算值/，由于e为已知，可以得到计算误差ff=|e'—e|;最后，满足。

最小时的t'”即为所求的仏合理估计值。

2大尺度环流和冷空气活动特征
此次寒潮过程环流形势为横槽转竖型o 500hPa±,1月18—20日，乌拉尔山以西有一高压脊.脊后暖平流动力加压作用促使高压脊发展加强，脊前偏北气流引导冷空气不断在巴尔喀什湖和贝加尔湖之间的横槽内积聚.贝加尔湖以东的低涡伴随
108
气 象 科 技
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着横槽稳定维持，南支槽在孟加拉湾摆动•西太平洋 副热带高压呈带状分布位于中南半岛到菲律宾以东 洋面，有利于暖湿气流向北输送。

21日08:00（北京 时，下同）.来自欧洲东部的弱冷槽开始侵袭高压脊 后部并上滑，脊后暖平流促使高压脊向东北方向伸 展，加强为阻塞高压，位置少动。

20：00阻塞高压后
部转为弱冷平流•横槽后部出现弱暖平流有正变高， 冷舌移到横槽前部，且95°E 附近有短波槽下滑.等 高线呈疏散结构•横槽前形成冷平流和正涡度平流 产生负变高，预示着横槽即将转竖（图1）。

500 hPa 贝加尔湖东侧冷中心达一50 °C ,为过程最低，
700 hPa 冷中心达一38 °C ，地面上贝加尔湖以西不
断增强的蒙古高压中心达1080 hPa,冷空气酝酿趋 于向南爆发。

22日08：00,温度脊与阻塞高压脊重 合，横槽后部由东北风转为偏北风，横槽开始转竖，
大幅南压至河套北侧•引导冷空气大举南下•此时冷
空气前沿抵达南岭附近，广东自北向南开始降温。

20：00,阻塞高压强度开始减弱，横槽后部转为西北
风，且由近东西向逆转为东北西南向•并南压至河套
以南。

同时，南支槽东移至孟加拉湾东部上空，
700 hPa 及其以上华南上空西南风增强.来自孟加拉
湾和南海的暖湿西南气流沿着低层冷空气垫爬升•
在700 hPa 槽线附近形成雪霰降水区，槽线以南的 低空切变线附近有小雨降水。

23日，横槽转为竖 槽.位于东北至长江流域一带，形成东亚槽•阻塞高
压北侧受中西伯利亚冷槽侵袭减弱为高压脊，并开
始分裂.此时冷锋前沿已南压至南海北部，850 hPa 以下低层转为一致的东北风。

24日08:00,东亚槽
东移伴随阻塞高压不连续后退•槽后北风加大，引导 新一股冷空气南下。

地面上24日凌晨02：00,蒙古
高压中心加强至1082. 5 hPa.分裂出冷高压侵入江 南，0 °C 线压到华南北部，1042. 5 hPa 等压线在
08：00最南位于粤北，24日白天冷空气主力分东、西
两路.东路冷空气经河套以东、长江下游南下影响福 建、广东等地•西路冷空气经四川盆地、贵州后影响
两广地区.致使广东再次大幅降温，雪线一度南压至 广东沿海地区。

20：00东亚槽继续东移，直至25日
东亚大槽重新建立，寒潮对我国影响结束。

80° N
60° 一50° T 40° 一
30° -
20°10°
70° -'32
57_6.
一 1 67
584
-—12
------8 --
35°
55°75°95°115°135°564568
580
>28
584-
155° E
图1
2016年1月21 H 20：00 500 hPa 位势高度场（实线.单位：dagpm ）和温度场（虚线.单位：°C ）
从1月22—25日沿113°E （广东中心经度）假 相当位温（％）和温度平流的纬度-高度剖面图，以及
沿113°E 的锋区强度变化图（将锋区上、下界简单约 定为310 K 、285 K,锋区强度则以20°〜30°N 10个
纬度内温度差T 20-n - T 沁来表示.可以看出.随 着22日08：00冷锋前缘抵达粤北.冷气团逐渐向南侵
袭,强迫暖气团沿着锋面抬升。

22日20：00（图2a ）.锋 区温度梯度增大•锋区强度出现了 26 °C 的强中心
（图2c ）,随后广东地区自北向南依次降温（图2d ）。

23日口天，锋区继续南移，华南上空冷空气堆积•但
锋区强度略有减弱（图2c ）.中纬度35°N 附近中高
层冷平流强度正在加强。

20：00中纬度200 hPa 冷 平流中心增强至一6X107°C ・s7 •并趋于与中层冷
平流合并下沉，冷气团强度增大，低层锋区强度也再
趋增强（图2c ）。

24日凌晨随着冷空气主力南侵，锋 区强度增强至24 °C （图2c ）.广东全省再次剧烈降
第1期王晓芳等:2016年广东一次罕见寒潮雨雪冰冻天气过程分析109
温.且中南部地区更加明显（图2d）。

高空强冷平流快速下沉南下，24日08：00地面锋区南推至南海北部，且被强度达一5X1CT"C・s T的冷平流中心控制（图2b）,24日夜间锋区强度逐渐减弱（图2c）。

由自北向南各站点（韶关、清远、广州和深圳）逐时气温演变图（图2d）和逐时24h变温曲线（图略）可以看出明显的“双谷值”特征.即此次寒潮过程存在两次明显降温。

22日夜间.随着横槽南压转竖，冷空气前沿抵达粤北地区，气温陡降开始于韶关站.然后逐渐向南扩展。

第1次降温过程韶关站最低气温明显低于其他站点.达2.1°C，出现在23日02：00,相应的24h变温达一4.2°C,且降温幅度也比其他站点大。

24日凌晨伴随着冷空气主力南侵,各站点气温依次迅速陡降.广东中南部地区降温幅度明显强于粤北。

第2次降温过程最低气温出现在广州站.达1.3°C，岀现时间为24日04：00,相应的24h变温达一5.4°C。

位于珠三角南部的深圳站24日05：00—09：00气温维持在2°C左右，之后略有升温，下午14：00又降至谷值1.8°C.为霰的出现提供了低温条件。

■2
200
400-
500-
600-
700-
800-
900
1000
300
35°N
-340
335
10,-C•S-'
-65■4■31
■7
00:0012:0000:0012:0000:0012:0000:0012:00 01-2201-2301-2401-25(UTC) 2016
234567
1
12:0018:0000:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:00 01-2201-2301-24(UTC) 2016
图22016年1月22日20：00（a）,24日08：00（b）沿113°E假相当位温0*（等值线，单位：K）和温度平流（阴影）的纬度-高度剖面.22日02：00至25日20：00沿113°E的锋区强度变化（T2…-N-T30-N,T2….N,T3…-N分别为19°〜21°N和29°〜31°N范围内温度平均值（单位：¢））2）,22日20：00至25日02：00逐时气温演变（d）
综上所述可知.2次降温存在明显差异：①降温原因不同.第1次降温是横槽下摆引导强冷空气向南迅猛爆发所引起.第2次降温是伴随着异常强的冷高压、锋区、冷温度中心和冷温度平流的冷空气主力南侵所引起。

②降温强度不同.第1次降温粤北比中南部地区更加剧烈，而第2次中南部地区更强。

3引发降水的动力和水汽条件
从1月22-24日逐6h各高度层散度场，结合地面和探空观测资料（图略）可以看出，700hPa冷暖空气的辐合是雨雪冰冻形成的有力动力条件•与影响系统700hPa槽线相对应。

22日20：00,华南上空700hPa西南风增强.冷暖空气交汇也随之增强.湘粤交界的粤北偏北地区已出现弱辐合•但主要的强辐合区位于长江流域和江南地区，粤北地区开始出现雨夹雪，广东大部以降雨为主。

23日14：00强辐合区已覆盖整个粤北地区.中心位于清远，达到-4X10-5s-'o20：00辐合区迅速扩展至珠三角北部，强度增强.珠三角地区雪霰等固态降水自北向南随之开始，降雨区位于广东南部沿海市县。

24日08：00,强辐合区南移覆盖整个珠三角地区，珠三角南部强度达一3X10；s'1，该强辐合区降水相态由
110
气 象 科 技第47卷
雨转为霰，部分地区出现了雨夹雪，而降雨仅出现在
湛江、海南及附近沿海地区。

20：00辐合区强度明 显减弱，降水随之停止。

由逐6 h 的沿113°E 散度经向垂直剖面可以看 出，华南雨雪冰冻区上空沿着冷锋锋区存在明显辐
合区，其上部中层始终维持着辐散，利于上升运动的 发展。

700 hPa 辐合中心与雪霰固态降水区相对应，
且辐合强度呈加强趋势。

23日20：00辐合加强至 -2. 5X10~5 s"1，位于24°N 附近（图3a ），此时珠三角
北部地区固态降水范围迅速向南扩大。

24日08：00
辐合中心已在22°N 上空，并加强至一3X10^ s ->0 20：00辐合层强度迅速减弱，华南降水停止。

从水汽条件来看，对比中低层700-925 hPa 水 汽通量及水汽通量散度场（图略），可知，这次过程的
水汽主要由700 hPa 孟加拉湾经中南半岛北部到北
部湾输送至华南地区。

如图3b,西南风急流22日
08：00在广东以北加强，水汽辐合区自南岭逐渐南
压，22日夜间位于粤北地区，中心强度加大为
—2X 10 7 g ・s7 ・hPa7 ・cm7 ,粤北地区首先由雨转
为雨夹雪，雨雪分界线自北向南逐渐推进。

23日08：00 水汽输送和辐合略有减弱，之后迅速增强，水汽辐合
位于23°〜26°N,辐合中心在24°N 附近摆动，23日
20：00 强度加大为一3X10" g .s -i .hPa"1 - cm-2,此
时珠三角北部地区固态降水范围迅速增大，以雨夹
雪和霰为主。

24日凌晨，水汽辐合区南移至23°〜
24°N 之间，强度减弱，24日08：00与来自南海北部
的水汽辐合区合并于22°〜25°N,中心强度重新加大
为一2X10-7 g-s-'-hPa-'-cm-2，珠三角南部和粤东
部分沿海市县大范围由雨转为霰。

24日白天水汽 输送不断减弱，水汽辐合区逐渐向北收缩，维持在
24°N 附近，夜间雨雪天气结束。

可以看出,700 hPa
水汽输送和辐合的加强和位置正好与雨夹雪、霰
等固态降水的发生和位置相对应。

1
400 -500 -600 -700 -800 -9001000
26°
300 -0.524°
1.5
2
2.5
22-—0.5-------
20°
(UTC)20°
00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 01-22 01-23 01-24 01-252016
X 10'7 • g • s *1 hPa -1 • cm'2
图3 2016年1月23日20：00沿113°E 散度（单位：X10-5 s-J 的纬度-高度剖面（a ）,22日08： 00至25 H 08： 00 700 hPa
109°〜117°E 平均的水汽通量（矢量，单位:g-s^'-hPa-'-cm 1，黑色粗矢量表示水汽通量大于14 g-s"'-hPa 1-cm 及散度
（阴影）时间-纬度剖面（b ）
（黑色虚线为水汽通量散度极小值的连线，表示水汽辐合最强烈的位置随时间的变化）
4降水相态与大气温度垂直结构特征
图4为华南地区自北向南郴州站（113. 03°E,
25.80°N ）、清远站（113. O5°E,23. 66°N ）和香港站 （114. 17°E,22. 32°N ）雨雪转换前后干、湿球温度及
露点温度的垂直廓线。

郴州站22日20：00由小雨 转为小雪,08：00的温度探空（图4a ）显示，450 hPa 以下温度露点差小，湿层深厚，相对湿度较大，干、湿
球温度十分接近。

在850-800 hPa 存在逆温层，大 于0 °C 的暖层较厚，位于820-650 hPa,且暖层干、
湿球温度分别为10 °C 和9. 4 °C ,近地面层0 9层位
于980 hPa 。

20：00的温度探空（图4b ）较08：00逆 温层略有抬高，暖层强度（指暖层空气厚度和暖层的
最高气温）明显减弱，厚度减小，位于790-700 hPa, 暖层干、湿球温度降低为5 °C 和4 °C,位于暖层以下 低于0 t 的冷冻层温度则明显降低。

说明22日夜
第1期王晓芳等：2016年广东一次罕见寒潮雨雪冰冻天气过程分析111
600 —700 —800 —900 —
200 —
300 —
400 —500 —
10B d q 、
器
600 一700 —
800 —900—
-50
200
-30
-10
温度/€
-60 -40 -20
温度/9
300 —
400 —500 —
600 —700 —800 —900 —1000 —
-60
-40
-20 0
温度/*
C 200(c)
200
300 —400 —500 —
600 —
700 —800 —900 —1OOO | | | | | | | | | I | | | | | | | I I I I I | I | | I I I I
-60
-40 -20
0温度/€
300 —400 —500 —600 —700 —
800 —900 —1000 —
-60 -40
-20 0
温度/9
温度/9
图 4
2016 年 1 月郴州 22 日 08：00(a)、22 日 20：00(b),清远 23 日 20：00(c)、24 日 08：00(d),香港 23 日 20：00(e)、
24日08：00(f)干球温度(蓝色曲线)、湿球温度(黑色曲线)和露点温度(绿色曲线)廓线
(黑色粗虚线为0 °C 线；红色区域表示干球温度大于0 *的暖层；相态：图a 雨；图b 雪；图c 雨；图d 无降水•但11：00有雪；图e 雨；
图f 雨，但11:00澳门有霰)
间随着冷空气向南侵袭，粤北偏北地区冷空气加强• 暖湿空气逐渐减弱.降水相态由雨转为雪或雨夹雪， 直至23日夜间降水停止。

清远站23日20：00降水相态为雨，24日08：00 降雨暂停,11:00为小雪，之后降水停歇。

23日20:00
的温度探空(图4c)显示，中层800〜500 hPa 为湿 层，800 hPa 以下为明显干层。

逆温层位于900〜
700 hPa,大于0 °C 的暖层位于780〜650 hPa.且暖
层干、湿球温度分别为4 °C 和3. 5 °C 。

800 hPa 因 相对湿度低.湿球温度明显低于干球温度-1000 hPa
112气象科技第47卷
以下干、湿球温度均大于0°C,在地面分别为6°C和3.8°C。

24日08：00的温度探空（图4d）逆温层也稍有抬高，暖层仅位于700〜680hPa的浅薄气层，干、湿球温度降低为0°C和一1°C。

800hPa以下特别是近地面层进一步变干.湿球温度除地面为0.3°。

外均低于0°C,而干球温度在1000hPa以下近地面层仍然大于0°C。

可见随着冷空气主力南侵，23日夜间至24日白天粤北的偏南地区和珠三角北部低层冷空气增强，空气湿度降低，中层暖层强度减弱.湿球温度除了地面略高于0°C整层均小于0°C,冻结作用明显，相态由雨转变为雨夹雪或霰。

香港站23日20：00降水相态为雨，24日08：00仍为雨，但11:00澳门出现了霰，24日白天香港站一直存在间歇性的霰.24日20:00降水停止。

23日20：00的温度探空（图4e）显示，中层湿层位于800〜550hPa,800hPa以下较干。

逆温层位于950〜750hPa,大于0°C的暖层位于630hPa以下，非常深厚.暖层干、湿球温度均为8°C，且暖层内湿球温度均高于0°C。

24008：00的温度探空（图4f）较23日20：00逆温层抬高了约50hPa,中层湿层向上扩展至450hPa,800hPa以下低层明显变干。

暖层减弱位于790-660hPa,干、湿球温度均降低为2°C。

虽然900hPa和1000hPa以下近地面层存在大于等于0乜浅薄暖层，但由于降水粒子蒸发或升华吸热作用使得800hPa以下低层湿球温度明显低于0°C,地面达一0.6°C,冻结作用明显，而地面干球温度仍达3°C。

可见，在冷空气主力影响下.暖湿气流势力减弱，24日白天珠三角南部暖层减弱变浅薄，中层暖层以下湿度明显降低，促使湿球温度维持在0°C以下，有利于经暖层发生融化的降水粒子被冻结，以霰的形态降落。

综上可知，降水相态的变化与暖层强度及湿球温度密切相关。

当降水相态为雨时，中层暖层较厚，强度较强，厚度介于130〜390hPa之间.暖层温度达4〜10°C.暖层以下湿球温度较高，中南部地区低层存在大于0°C的气层，地面干、湿球温度最高分别达7°C和4°C；当降水相态为雪、雨夹雪、霰等固态降水时，中层暖层明显变薄，强度减弱，厚度介于20〜130hPa之间.暖层温度介于0〜5°C.暖层以下气层湿球温度均低于0°C,地面干、湿球温度分别在0〜3°（?和一0.6〜0.3°C。

Smis和Liu亠对全球陆地和海洋的地面干、湿球温度和降水相态进行统计，发现地面干球温度对降水相态的影响很小，当干球温度低于5°C,湿球温度小于0°C时，出现固态降水的概率可达80%以上。

可见.中层暖层的明显减弱和暖层下方湿球温度低于0°C冷冻层的强度增强，以致降水相态由雨向固态降水转变。

从广东省雨雪冰冻区内各纬度上平均干、湿球温度的时间-高度剖面图（图5a.5c.5e和5g）可以看出，随着冷空气南侵、补充和堆积，各纬度上大于0*的暖层逐渐减弱、抬高和消失，随着纬度的降低，暖层的强度增强•高度逐渐降低，维持时间逐渐增加，其中珠三角地区持续存在。

粤北地区（图5a 和5c）低层干、湿球温度在23日08：00和24日08：00分别存在两个低温度中心，且后者比前者低2°C左右.而珠三角地区（图5e和5g）仅在24日08：00出现了低温度中心，强度有所减弱。

这是由于冷锋前沿和更强的冷空气主力先后自北向南影响所引起的。

将各纬度上固态降水发生时段干、湿球温度进行平均得到温度垂直廓线（图5b.5d.5f和5h）,可以看出，珠三角地区在固态降水发生时中层700hPa附近存在大于0°C的明显暖层，其中珠三角南部的暖层更强更厚.干、湿球温度达1.4°C和1.2°C，同时各纬度近地面层还存在浅薄暖层，1000hPa干、湿球温度分别介于1〜2°C和一1〜0°C之间。

广东各纬度上空均呈现出中层湿（700〜500hPa）低层干（700hPa以下）的特征，且纬度愈低低层愈干。

粤北地区中低层湿球温度均小于0°C,而珠三角地区湿球温度小于0°C发生在暖层以下的低层，降水粒子经过暖层发生融化后在冻结层产生明显的冻结作用。

由上述分析可知，在冷空气的持续影响下，暖层明显减弱或消失，低层变干.降水粒子蒸发或升华吸热作用促使暖层以下湿球温度低于0°C,有利于经过暖层被融化的降水粒子重新冻结。

发生固态降水的平均时段内.粤北地区中低层湿球温度均低于0°C，无明显融化作用，产生纯雪或雨夹雪的可能性大；而位置偏南的珠三角地区仍存在浅薄的暖层，因此主要出现雨夹雪或霰。

第1期王晓芳等：2016年广东一次罕见寒潮雨雪冰冻天气过程分析113
500
1000
700 -
800 -900 -600 -5001000700800
900 -
600500600 -二
700 -800900
1000
12:0001-222016
4
00:0012:00
00:0012:00 00:00 -12
-8
-4001-23
01-2401-25温度/C
-10
-8 -6-4
-20
2
4 6 810 12
14
匸
图 5
2016 年 1 月 22 日 20:00 至 25 日 08：00 在(25°N, 112°〜114°E) (a), (24°N, 112°〜114°E)(c), (23°N, 111°〜115°E)
(e).(22°N,112°E)(g)平均的干(等值线)、湿(阴影)球温度时间-高度剖面(单位：°C )以及相应固态降水发生时段23日 02：00—20：00(b),23 日 20：00 至 24 日 O8：OO(d),23 日 20：00 至 24 日 14：00(f),24 0 08：00 至 20：00(h)平均的干球温度
(蓝色曲线)、湿球温度(黑色曲线)廓线
(黑色粗虚线为0 °C 线；红色区域表示干球温度大于0 °C 的暖层)
5结论与讨论
本文从大尺度环流背景、冷空气活动特征、降水 的动力和水汽条件等方面.采用湿球温度重点探讨 了降水相态和大气温度垂直结构特征，分析了 2016
年1月下旬广东罕见大范围雨雪冰冻天气过程。

(1)此次寒潮过程环流形势为横槽转竖型，横槽 下摆引导强冷空气向南迅猛爆发，以及伴随着异常 强的冷高压、锋区、冷温度中心和冷温度平流的冷空 气主力南侵，是本次寒潮过程粤北和广东中南部温 度陡降的主要原因。

(2)700 hPa 冷暖空气的辐合为此次雨雪冰冻
过程的发生提供了有利的动力条件；700 hPa 西南
气流输送水汽从孟加拉湾经中南半岛北部到北部湾。