6.3.4 暴雪垮棚过程天气学分型及物理量预报指标
根据暴雪垮棚天气的地面影响系统的不同，对其进行天气学分型，暴雪垮棚天气过程的主要地面天气系统主要有：地面倒槽（包括河套倒槽、江淮气旋倒槽、西南涡倒槽、渤海倒槽）、华北气旋型（包括蒙古气旋南路型）、江淮气旋北上型、北路蒙古气旋冷锋与倒槽（或西南涡、西北涡）结合型。其他类型的还有：西北涡型、入海加强的低压后部型、局地低压型。
6.3.4.1 江淮气旋（西南涡）北上型分析
（1）江淮气旋（西南涡）北上型天气形势特点
①500hPa形势特点
西伯利亚附近为高压脊，脊前极地冷空气沿偏北气流南下，45～70°N、90～110°E范围内高空槽加强移动缓慢。南支槽位于15～25°N，移动速度比北支槽快。降雪前，北支槽与南支槽同位相叠加，形成南北跨度大于20个纬度的一个深槽，受高空槽和斜压锋区影响，造成强降雪。
②850hPa形势特点
中纬度环流表现为两高对峙的形势，黄海和东海附近海域有高压稳定维持，另外，在110°E以西存在一个大陆高压。高空槽加深，南端到达25°N，槽前偏南急流在大雪天气发生前24h内建立，急流主要从江淮地区延伸到东北。
图6-36 3月4—6日降雪过程辽宁倒槽型暴雪天气学概念模型（a）与高低空系统配置［500hPa（b）、850hPa（c）、地面（d）］对比
③地面形势特点
过程发生前江淮流域有气旋生成发展，沿着高空偏南急流北上，影响路径为偏东路径，降水落区位于气旋倒槽顶部东北方向气流内，强降雪区域多集中在东北中部以东地区。
（2）江淮气旋（西南涡）北上型天气学模型
图6.37 江淮气旋北上型概念模型
江淮气旋型暴雪500hPa环流形势（图6.37）为：西伯利亚附近为高压脊，脊前极地冷空气沿偏北气流南下，脊前偏西气流上有短波槽活动。日本海附近也有高压脊加强，对西风带系统东移起到阻挡作用，同时利于上游短波槽东移缓慢，强度加强。青藏高原以东地区南支槽加强，南支槽位于25～35°N，移动速度比北支槽快。在北支槽中，温度槽落后于高度槽，等温线与等高线之间交角大于30°，系统斜压性增强，有利于高空槽加深，同时，45～70°N、70～115°E范围内冷空气中心强度低于-40℃，高空槽附近的锋区较强。500hPa图上锋区附近5个纬距有3～5根等温线，风场与等温线基本呈垂直方向分布，冷平流非常强，强冷平流输送使得高空槽进一步增强加深。降雪前，北支槽东移加深，南支槽沿着从华南开始延伸到辽宁省附近的西南急流向东北方向移动，北支槽与南支槽同位相叠加，形成南北跨度大于30个纬度的一个深槽，受高空槽和斜压锋区影响，造成辽宁省大雪。
850hPa图上中纬度环流表现为两高对峙的形势，黄海和东海附近海域有高压稳定维持。另外，在110°E以西存在一个大陆高压，大陆高压逐渐东移，导致两高之间形成一个南北向狭窄的南北风辐合带，偏南急流增强，高空槽加深，南端到达25°N槽前偏南急流在大雪天气发生前24h内建立。急流主要从江淮地区延伸到辽宁省，风速16m/s以上，最大可达24m/s。偏南急流向东北地区输送大量暖湿空气，水汽通量散度负值区域与大雪落区有很好的对应关系。在大雪过程发生前，辽宁省24h升温在3℃以上。
过程发生前江淮流域有气旋生成发展，沿着高空偏南急流北上，降水落区位于气旋倒槽顶部东北方向气流中，影响区域主要为东北中部以东。暴雪垮棚落区位于气旋倒槽顶部东北气流中，影响区域主要为东北中部以东地区。
降雪过程结束时，高空受西北气流控制，低空急流减弱东移，北上的江淮气旋东移入海。
6.3.4.2 华北气旋（包括蒙古气旋南路）型分析
（1）华北气旋（包括蒙古气旋南路）天气形势特点
①500hPa形势特点
亚欧中高纬多为倒Ω环流形势，高空急流呈西北—东南向，到达35°N附近；贝加尔湖附近为冷涡（或深槽），冷空气沿冷涡（或深槽）底部西北气流东南下。45～70°N、70～115°E范围内冷空气中心强度低于-40℃。高空槽附近的锋区较强，500hPa图上锋区附近5个纬距有3～5根等温线，中高纬度极锋锋区南压到40°N，中高纬度极锋锋区是辽宁省大雪天气发生的重要条件。
②850hPa形势特点
中纬度西风槽南端一般可到达30°N以南，槽前偏南急流在大雪天气发生前24h内建立，急流主要从山东半岛或渤海湾开始，沿西南方向吹到辽宁省。
③地面天气系统特点
过程发生前气旋位于蒙古，随着锋区南压，蒙古气旋在锋区上强烈发展，并沿西北路径东移南下到渤海附近后，气旋（或华北气旋）开始转向，沿东北路径北上东移，气旋在东北上的过程中，受气旋暖锋、冷锋影响，气旋再度加强，并具有一定南来系统的特点，给辽宁省带来大雪天气。此种类型影响区域主要为辽河流域及其以东地区。
（2）华北气旋（包括蒙古气旋南路）型天气学模型
蒙古气旋型暴雪500hPa上环流形势多为倒Ω形环流形势。乌拉尔山附近为高压脊，脊前极地冷空气沿偏北气流南下，西路我国新疆地区有另一股冷空气东移，两股冷空气在贝加尔湖到蒙古一带堆积；鄂霍次克海阻塞高压强烈发展，可以阻挡冷空气东移，导致冷空气在贝加尔湖堆积，高空急流呈西北—东南向，到达35°N附近，这样可引导地面蒙古气旋东南向移动到华北—渤海一带；贝加尔湖附近为冷涡（或深槽），冷空气沿冷涡（或深槽）底部西北气流东南下。45～70°N、70～115°E范围内冷空气中心强度低于-40℃，高空槽附近的锋区较强，500hPa图上锋区附近5个纬距有3～5根等温线，中高纬度极锋锋区南压到40°N，中高纬度极锋锋区是东北暴雪天气发生的重要条件。
850hPa上，中纬度西风槽东移加深，低槽南端一般可到达30°N以南，有时在内蒙古与辽宁交界处有等高线的闭合中心存在，有时没有高度闭合中心，但有风场的闭合环流存在，该中尺度的闭合环流有利于暴雪形成；槽前偏南急流在暴雪天气发生前24h内建立，急流主要从山东半岛或渤海湾开始，沿西南方向吹到辽宁，风速12m/s以上，最大可达20m/s；偏南急流向东北地区输送大量暖湿空气，急流轴附近的水汽通量在4×10-5kg/（m·s）以上，水汽通量散度负值区域与暴雪落区有很好的对应关系；在暴雪过程发生前辽宁地区24h升温在5℃以上。
蒙古气旋型地面天气系统特点是：过程发生前气旋位于蒙古，随着锋区南压，蒙古气旋在锋区上强烈发展，并沿西北路径东移南下到渤海附近后，气旋开始转向，沿东北路径北上东移。气旋在东北上的过程中，受气旋暖锋、冷锋影响，气旋再度加强，并具有一定南来系统的特点，给辽宁带来暴雪天气。此类大雪落区主要集中在辽河流域及其以东地区。
大雪过后，高空受西北气流控制，高空槽减弱北抬，地面强大陆高压控制辽宁（图6.38），天空转晴，气温下降。
6.3.4.3 倒槽型分析
（1）倒槽型天气形势特点
①500hPa形势特点
中高纬度多为纬向环流，短波槽活动频繁，暴雪期间短波槽位于贝加尔湖以南，槽前偏西急流将冷空气输送到辽宁；低纬度地区，南支槽位于15～25°N，南支槽东移加强，逐渐北抬，南支槽前西南气流到达辽宁，与西路冷空气交汇形成强降雪。
图6.38 华北气旋（蒙古气旋南路）型概念模型
②850hPa形势特点
中纬度环流表现为两高对峙的形势，黄海附近海域有高压稳定维持，在110°E以西存在一个大陆高压，南支槽前偏南急流在大雪天气发生前24h内建立，急流主要从江淮地区延伸到渤海附近；在暴雪过程发生前辽宁地区24h升温在5℃以上。
③倒槽型
过程发生前倒槽位于河套地区，主体偏南；后期随着偏南气流与中纬度锋区汇合，形成大尺度辐合场使倒槽发展并东北上。倒槽前部东南风逐渐增大，强降雪发生在倒槽顶部，暴雪落区主要在辽宁东部。
（2）倒槽型天气学模型
倒槽型强降雪500hPa环流形势，中高纬度多为纬向环流，短波槽活动频繁，随着巴尔喀什湖以北高度脊的加强，脊前冷空气输送的短波槽中，使得短波槽加强；暴雪期间短波槽位于贝加尔湖以南，槽前偏西急流将冷空气输送到辽宁。低纬度地区，青藏高原以东地区南支槽加强，南支槽位于15～25°N，南支槽东移加强，逐渐北抬，南支槽前西南气流到达辽宁，为辽宁带来暖湿空气，与西路冷空气交汇形成暴雪。
850hPa上，中纬度环流表现为两高对峙的形势，黄海附近海域有高压稳定维持，在110°E以西存在一个大陆高压，大陆高压逐渐东移，导致两高之间形成一个南北向狭窄的南北风辐合带，偏南急流增强东北上，南支槽前偏南急流在暴雪天气发生前24h内建立，急流主要从江淮地区延伸到渤海附近，风速12m/s以上；偏南急流向东北地区输送大量暖湿空气，急流轴附近的水汽通量在4×10-5kg/（m·s）以上，水汽通量散度负值区域与暴雪落区有很好的对应关系；在暴雪过程发生前辽宁24h升温在5℃以上。
过程发生前倒槽位于河套地区，主体偏南；后期随着偏南气流与中纬度锋区汇合，形成大尺度辐合场使倒槽发展并东北上。倒槽前部东南风逐渐增大，强降雪发生在倒槽顶部，暴雪落区主要在辽宁东部（图6.39）。
图6.39 倒槽型概念模型
降雪过程结束时，高空受西北气流控制，低空急流减弱东移，地面倒槽东移入海。
6.3.4.4 蒙古气旋北路结合倒槽（西北涡）型分析
（1）蒙古气旋北路结合倒槽（西北涡）型天气形势特点
①500hPa形势特点
乌拉尔山附近为高压脊，脊前极地冷空气沿偏北气流南下，40～60°N、90～110°E范围内高空槽加强移动缓慢；南支槽位于25～35°N、100～110°E之间，移动速度比北支槽慢。降雪前，北支槽与南支槽同位相叠加，形成南北跨度大于20个纬度的一个深槽，高空槽南段到达30°N附近，受高空槽和斜压锋区影响，造成辽宁大雪。
②850hPa形势特点
中纬度环流表现为两高对峙的形势，黄海和东海附近海域有高压稳定维持，在110°E以西存在一个大陆高压；高空槽加深，南端到达35°N；槽前偏南急流在大雪天气发生前24h内建立，急流主要从山东半岛地区延伸到辽宁。
③地面形势特点
过程发生前，蒙古气旋从蒙古中部沿东偏南方向移动，在河套东南方位有倒槽或西北涡存在，蒙古气旋已过河套附近之后与倒槽或西北涡结合成一个范围较大的气旋，且在两高之间是弱抵低压带，气旋底部是一个狭长的低压槽区，为降雪提供水汽和能量。
（2）蒙古气旋冷锋结合倒槽（西北涡）型天气学模型
蒙古气旋北路结合倒槽（西北涡）型大雪500hPa环流形势（图6.40）：西伯利亚附近为高压脊，脊前极地冷空气沿偏北气流南下，脊前偏西气流上有短波槽活动；日本海附近也有高压脊加强，对西风带系统东移起到阻挡作用，同时利于上游短波槽东移缓慢，强度加强；青藏高原以东地区南支槽加强，南支槽位于25～35°N，移动速度比北支槽慢。在北支槽中，温度槽落后于高度槽，等温线与等高线之间交角大于30°，高空槽附近的锋区较强，500hPa图上锋区附近5个纬距有3～5根等温线，风场与等温线基本呈垂直方向分布，冷平流非常强，强冷平流输送使得高空槽进一步增强加深。与江淮气旋型不同的是，偏南急流比较短，从山东半岛附近开始，而江淮其气旋型是从华南开始延伸到辽宁。降雪前，北支槽东移发展与南支槽同位相叠加，形成南北跨度大于20个纬度的一个深槽，受高空槽和斜压锋区影响，造成辽宁大雪。
图6.40 蒙古气旋北路结合倒槽（西北涡）型天气学概念模型
850hPa图上，中纬度环流表现为两高对峙的形势，黄海和东海附近海域有高压稳定维持，在110°E以西存在一个大陆高压，大陆高压逐渐东移，导致两高之间形成一个南北向狭窄的弱低压区，高空槽加深，南端到达35°N。槽前偏南急流在大雪天气发生前24h内建立，急流主要从山东半岛地区延伸到辽宁。
地面形势：过程发生前蒙古气旋从蒙古中部沿东偏南方向移动，在河套东南方位有倒槽或西北涡存在，蒙古气旋已过河套附近之后与倒槽或西北涡结合成一个范围较大的气旋，且在两高之间是弱抵低压带，气旋底部是一个狭长的低压槽区，为降雪提供水汽和能量。影响路径主要为偏东路径，多数出现在辽河流域及以东地区，少数情况下也出现在辽西和辽河流域。降水落区位于地面冷锋附近，在冷锋两侧都有降水，但冷锋东侧西南气流中降雪强度大，冷锋西侧偏北气流中降雪较弱。当偏北气流加强时区降雪开始减弱到结束。