0引言

强降雪是我国冬季主要灾害性天气之一，在降雪过程中和结束后形成的积雪会对交通运输、工农业生产和人民生活带来诸多不利影响。在我国日常降雪预报业务中，过去通常只预报降雪量，以小雪、中雪、大雪、暴雪等分级或者以定量表示。随着精细化预报服务需求的发展，积雪深度预报近年来也逐渐纳入一些地区的预报业务中，以便人们根据地面上的积雪大小采取适度防御措施。为了定量预报积雪深度，首先要考虑天气系统能够产生多少降雪量，然后再把降雪量转化为积雪深度，由此引入了降雪含水比的概念。降雪含水比（snow-to-liquid ratio，以下简写SLR）是新增积雪深度与融化后等量液体深度的比值^[1]，等价于液态水密度与平均雪密度之比，与QPF（定量降水预报）相乘的结果就是新增雪深预报，气象台站一般都是应用经验值10对QPF进行积雪深度预报换算，但是10这个经验值是不准确的。为了满足气象预报业务的精细化要求，提供更加专业化的积雪深度预报产品，开展朝阳地区的降雪含水比变化特征是十分必要的，本文利用降雪观测资料对朝阳地区冬季降雪含水比的总体变化特征进行分析，并对SLR与大气因子之间的关系进行初步分析，以期为以后冬季气象预报业务能够合理使用降雪含水比提供一定的参考依据。

1 资料和方法

本文利用朝阳地区2003-2023年24小时降水量和积雪深度、每日日平均气温、日平均相对湿度、日最大风速、日平均地面温度、日最高地面温度、日最低地面温度、日平均5cm地温等资料，计算出24h朝阳地区7个国家站冬季的降雪含水比，用来分析朝阳地区冬季降雪含水比的时间变化特征及其与降雪量级之间的相关关系。

2 结果分析

2.1朝阳地区降雪含水比的时间变化特征

对朝阳地区160个降雪事件的降雪含水比SLR进行分析，20年来朝阳地区SLR的变化范围在1.07～ 30.0之间，平均值和中位数分别为 12.09 和 11.1，平 均比经验值 10 偏大。经统计后发现朝阳降雪含水比恰好为 10 的出现频率仅为5% ，而实际预报业务中降雪含水比多用 10 对相应的雪水当量进行积雪深度换算。朝阳地区SLR主要集中在 9 ～ 17 区间变化，出现概率总和为56% 超过半数，其中SLR值发生在 9 ～ 10 区间的概率最大为 20% ，其次 是 7 ～ 8、16 ～ 17 在 10% 左右，另外一个显著特征是SLR大于 20 的极端高值发生概率都相对较低。

2.2朝阳地区降雪含水比月变化特征

按照按照月份不同对冬半年降雪个例总数和 SLR分别进行统计，从统计结果来看，11 月降雪过程最多占到总数的 33.3% ，其次是2 月有 94 个，3 月最少只有 4个。从 SLR 的月平均变化来看，1月份降雪含水比平均值最大为 15.98，11月、12 月和 3月的平均值在 13.0附近，2月最小不到 10.0，在 11 月和 3 月用经验值 10 进行积雪深度估算与实际情况较为接近，但其他月份则相对较小。

表1  2003年 ～2023年逐月降雪事件总数和SLR月平均值

图1是2003-2023年11月到3月的各月降雪含水比箱线图，箱线图 Max-Min 横端线给出了相应月份SLR的总体分布范围^[2]，方框的上下底分别代表样本总数的75% ( 第三四分位数) 和 25% ( 第一四分位数) ，其间距代表中位数附近 50% 样本的分布域。 方框内 ○ 号标出的是各月SLR样本的中位数． 从箱线图上可以看到，除了三月份，降雪含水比在冬半年的4个月内均有明显的变化，其中 11月SLR 值的变化范围最大，在 1． 07～ 30.0 之间，这与160个降雪事件的分布范围一致，可见整个降雪事件的极值都分布在 11月内， 其次是2月份在1． 25～ 30.0  之间，这可能与11月和1 月样本个数最多有关，而 3月SLR的变化范围最小 在 10.3～ 25 之间。 从箱线图中第一、第三四分位数的分布来看，SLR值总体的 50% 集中在 5 ～ 15 之间， 3 月的 SLR值跨度最大为 10.9，1 月和2月的跨度较小为 7.0左右，除三月份外，其他月份的逐月跨度差异并不显著，另外从各月中位数的差异来看，12月～1月的中位数在12～14左右， 3 月中位数最大为 14.3，11 月最小为 8.5。

图1  2003年 ～2023年11 月到 3 月的各月降雪含水比箱线图．

2．3 朝阳地区降雪量级变化特征

根据朝阳地区降雪量级不同统计后的降雪事件总数和SLR平均值，从结果来看选取的样本中以小雪过程为主，降雪事件数为94，出现概率总和超过58%，中雪占总数的18%，大雪占到总数的7.5%，暴雪出现28次，出现频率为17.5%．从相应量级降雪含水比的变化特征来看，小雪最大为14.9，高于总体平均值12.09，其它三个量级的SLR平均值均小于平均值，中雪、大雪、暴雪的降雪含水比数值分别为9.14、8.85、6.90，随着降雪量级的增大，降雪含水比随之减小。这可能与降雪自身重量有关，降雪量增加后受自身压力影响平均雪密度加大，造成降雪含水比的下降。经统计 SLR的变化受降雪量级影响，小雪的SLR变化范围最大在1.25～30.0之间，其次是大雪在1.31～27.69之间，暴雪的变化范围最小仅为1.30～18.50，极大值和极小值分别出现在小雪和大雪量级内。SLR总数的50%出现在6．5～17.4之间，小雪的SLR值跨度最大达到28.75，随着降雪强度增大，SLR值跨度逐渐减小，中雪和大雪分别为27.67和23.38，而暴雪的SLR四分位间距仅缩至6．4，说明暴雪的降雪含水比值基本在中位数附近变化．虽然随着降雪量级的增大SLR中位数是逐渐减小的，但除了中雪到大雪减小明显外，其它量级间减小不显著，小雪的SLR中位数最大接近12，其它在9上下变化。

3 结论与讨论

 利用朝阳地区 2003～2023年20时降水量和积雪深度、每日日平均气温、日平均相对湿度、日最大风速、日平均地面温度、日最高地面温度、日最低地面温度、日平均5cm地温等资料，对朝阳地区降雪含水比的时间变化特征进行分析

计算出24h朝阳地区7个国家站冬季的降雪含水比，用来分析朝阳地区冬季降雪含水比的时间变化特征及其与降雪量级之间的相关关系。研究结果表明: ( 1) 朝阳地区降雪含水比的平均值为12.09，总体变化范围为1.07～30.0，主要集中在9～17区间变化，出现概率总和超过半数，且大于20的极值发生概率相对较低。从月变化特征来看，11月降雪事件数最多，SLR极大值出现在1月份，11月、12月和3月的SLR值都接近13.0，只有2月的SLR值约等于经验值10。从降雪量级变化特征来看，选取朝阳站160个降雪事件中以小雪为主，出现概率总和超过58%，而大雪发生频数仅为7.5%，小雪的SLR均值最大为14.9，其它量级均值均小于小雪量级，SLR极大值和极小值分别出现在小雪和大雪量级。

本文在研究朝阳地区降雪含水比的变化特征时，可选用的长时间序列资料受时间分辨率限制，观测的24小时积雪深度可能会受到太阳辐射、地面风和积雪自身重量等外在作用以及积雪融化等非气象因素影响，要想减少非气象因素的影响，今后工作需要更高质量降雪资料的支持，以便能应用到实际业务和科研工作中。

[1] 崔锦,周晓珊，阎琦等.沈阳降雪含水比变化特征及其大气影响因子[J].冰川冻土,2015,37(6):1508-1514.

[2] 杨琨,薛建军.使用加密降雪资料分析降雪量和积雪深度关系[J].应用气象学报,2013,24(3):349-355.