克拉瑪依2015年一次寒潮大風(fēng)天氣過(guò)程分析

崔麗娜

摘要 利用常規(guī)天氣實(shí)況資料、EC物理量場(chǎng)資料，從天氣尺度環(huán)流背景、物理量診斷等方面，對(duì)2015年克拉瑪依春季出現(xiàn)的一場(chǎng)寒潮、大風(fēng)、降水天氣過(guò)程進(jìn)行分析。結(jié)果表明，此次天氣過(guò)程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、影響范圍廣，全疆大部均出現(xiàn)寒潮、降水天氣；降水量大，克拉瑪依大部分區(qū)域均出現(xiàn)小到中雨，部分地區(qū)達(dá)大雨；此次過(guò)程主要影響系統(tǒng)是中亞低渦；天氣發(fā)生前，克拉瑪依處在渦前，受西南氣流影響，有充分的水汽自孟加拉灣輸送至本地；高層強(qiáng)烈的輻散運(yùn)動(dòng)和低層的輻合運(yùn)動(dòng)形成了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。水汽條件、上升運(yùn)動(dòng)為克拉瑪依降水發(fā)生發(fā)展提供有利的條件。

關(guān)鍵詞 寒潮；環(huán)流背景；物理量場(chǎng)

中圖分類(lèi)號(hào) S16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）34-303-03

2015年3月30日～4月2日克拉瑪依區(qū)域經(jīng)歷了一次以寒潮、大風(fēng)、降水為主的天氣過(guò)程，此次天氣過(guò)程歷時(shí)4 d，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，涉及面積廣；風(fēng)口極大風(fēng)速為24.8 m/s，市區(qū)風(fēng)速為18.3 m/s；克拉瑪依區(qū)域大部出現(xiàn)小到中雨，部分地區(qū)達(dá)大雨，市區(qū)4 d累積降水量為7.3 mm，其中降水量最大區(qū)域?yàn)樾」眨邓繛?7.9 mm。整個(gè)天氣過(guò)程各地48 h降溫均在12 ℃以上，市區(qū)降溫14.2 ℃，克拉瑪依區(qū)域達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)。筆者在此主要利用常規(guī)天氣實(shí)況資料、EC物理量場(chǎng)資料，從環(huán)流背景、物理量診斷等方面對(duì)此次天氣過(guò)程進(jìn)行了分析，研究此次天氣的發(fā)生機(jī)理，揭示其形成的物理機(jī)制，從中得到預(yù)報(bào)服務(wù)中的成功經(jīng)驗(yàn)與不足，進(jìn)一步提高克拉瑪依區(qū)域該類(lèi)天氣的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，為今后做好重大災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)服務(wù)工作提供參考。

1 環(huán)流形勢(shì)分析

1.1 500 hPa高空形勢(shì)

分析500 hPa高空形勢(shì)場(chǎng)（圖1）發(fā)現(xiàn)，造成這次克拉瑪依區(qū)域寒潮、大風(fēng)、降水天氣過(guò)程的主要影響系統(tǒng)為中亞低渦，表現(xiàn)為烏拉爾山阻塞高壓引導(dǎo)極地冷空氣沿偏北氣流南下，在長(zhǎng)波槽的南段切斷成渦。前期，歐亞范圍內(nèi)為兩槽一脊環(huán)流型，東歐為高壓脊區(qū)，西西伯利亞至中亞為長(zhǎng)波槽區(qū)，西西伯利亞冷中心溫度-58 ℃；脊前強(qiáng)的偏北氣流引導(dǎo)極地冷空氣南下，致使槽底鋒區(qū)加強(qiáng)，并在中亞北部切渦，低渦分裂短波位于中亞[1]。3月29～31日，東歐脊發(fā)展加強(qiáng)為阻塞高壓，并東移至烏拉爾山，阻高前強(qiáng)冷空氣沿著北風(fēng)帶南下有利于低渦的加強(qiáng)；阻塞高壓推動(dòng)中亞低渦緩慢東移，渦底不斷分裂短波東移影響克拉瑪依地區(qū)，帶來(lái)較明顯的天氣過(guò)程[2]。4月1～2日，中亞低渦減弱并緩慢北抬東移，低渦中心已移出克拉瑪依地區(qū)，在減弱東移的過(guò)程中，低渦底部西南氣流為克拉瑪依地區(qū)補(bǔ)充水汽，北支冷空氣與南支暖濕氣流共同影響造成克拉瑪依地區(qū)持續(xù)降水。

1.2 地面形勢(shì)

從3月29～30日地面形勢(shì)場(chǎng)（圖2）可看出，此次過(guò)程主要系統(tǒng)為烏拉爾山至中亞地區(qū)高壓在東移南壓過(guò)程中心強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，至29日，高壓中心位于烏拉爾山南部，中心氣壓值為1 049.2 hPa，溫度為-12 ℃，冷空氣路徑為西北路徑，等壓線(xiàn)密集區(qū)位于中亞，10個(gè)經(jīng)距10條等壓線(xiàn)；高壓下部測(cè)站風(fēng)速為12 m/s，高壓前部大部分地區(qū)有陣雨、雨或雪等天氣現(xiàn)象。克拉瑪依位于高壓前緣偏南的位置，海平面氣壓為1 015.2 hPa，與高壓中心壓差為34.0 hPa，本站溫度為5 ℃，與高壓中心溫差為17 ℃，強(qiáng)的氣壓梯度與溫度梯度是產(chǎn)生大風(fēng)天氣過(guò)程的重要因素，并有利于此次天氣的強(qiáng)降溫過(guò)程。

30日08：00冷鋒鋒區(qū)位于克拉瑪依區(qū)域上空時(shí)，在鋒后

存在大面積3 h正變壓區(qū)，3 h變壓為2.4 hPa，克拉瑪依基本站海平面氣壓為1 009.8 hPa，地面溫度為10 ℃；20：00冷鋒已移至阿勒泰至天山山區(qū)南段，鋒后克拉瑪依基本站溫度為-1 ℃，降溫幅度為11 ℃，表明冷暖氣團(tuán)性質(zhì)差異大。冷鋒移速較快，隨著冷鋒的快速東移南壓，其后部原位于烏拉爾山的高壓中心位置未發(fā)生明顯變化，但前部分裂，在蒙古形成新的高壓中心，中心氣壓1 030.0 hPa，構(gòu)成了烏山至蒙古的高壓帶，該高壓帶下部影響克拉瑪依區(qū)域。天氣發(fā)生前，克拉瑪依海平面氣壓為1 009.8 hPa，12 h后增壓6.9 hPa，造成了克拉瑪依大風(fēng)天氣，但加壓不太明顯，且該系統(tǒng)移速緩慢，所以風(fēng)力不大，主要以降水為主。此后該高壓帶減弱并緩慢東移，分裂短波不斷影響克拉瑪依區(qū)域，造成了該區(qū)3月30日～4月2日的持續(xù)降水天氣過(guò)程。

2 物理量場(chǎng)分析

2.1 水汽條件

2.1.1 溫度露點(diǎn)差和比濕。

孟加拉灣一帶為高濕區(qū)，其T-Td<3 ℃，比濕為6～8 g/kg，為水汽輸送源地，中亞低渦持續(xù)穩(wěn)定，克拉瑪依區(qū)域處在渦前，受西南氣流影響，有充分的水汽自孟加拉灣輸送至克拉瑪依區(qū)域[3]。3月30日～4月1日克拉瑪依區(qū)域700 hPa的T-Td<2 ℃（圖3c），處于飽和狀態(tài)，可見(jiàn)此次降水天氣的局地水汽條件很好，從比濕條件來(lái)看，克拉瑪依區(qū)域?yàn)楦弑葷駞^(qū)，中心值為3 g/kg；850 hPa中心值為3～4 g/kg，濕度條件較好。

2.1.2 上升運(yùn)動(dòng)分析。

從整層來(lái)看，200 hPa形勢(shì)場(chǎng)（圖3a），沿天山山區(qū)存在一條高空西南急流帶，其中心風(fēng)速達(dá)56 m/s；400 hPa，高空急流帶中心風(fēng)速達(dá)42 m/s，西南急流將孟加拉灣的水汽輸送到克拉瑪依上空，為降水提供了充足的水汽來(lái)源。由整層分析（圖3），克拉瑪依位于渦前正渦度平流，高層西南氣流、低層偏東氣流，克拉瑪依位于加依爾山東側(cè)，低層偏東風(fēng)、上層偏西風(fēng)，這樣的垂直風(fēng)切變有利于上升運(yùn)動(dòng)，為降水發(fā)生發(fā)展提供有利的動(dòng)力條件[4-5]。

2.2 降溫條件 29日08：00 850 hPa冷平流位于西西伯利亞中部，冷中心溫度為-19 ℃，1個(gè)經(jīng)距內(nèi)溫差28 ℃。溫度梯度密集區(qū)位于國(guó)境線(xiàn)以西，與地面圖上鋒區(qū)位置對(duì)應(yīng)，等溫線(xiàn)密集區(qū)有明顯的風(fēng)向切變，克拉瑪依850 hPa溫度為2 ℃，與冷中心溫差為21 ℃。31日08：00，冷平流中心前緣已進(jìn)入克拉瑪依區(qū)域，該區(qū)域850 hPa溫度為-9 ℃，24 h降溫幅度為11 ℃，為克拉瑪依強(qiáng)降溫天氣提供有利條件。

2.3 降水狀態(tài)分析

30日08：00，850 hPa溫度為2 ℃（圖3d），由于溫度較高，克拉瑪依區(qū)域前期以降雨為主，20：00 850 hPa溫度為-1 ℃，隨著溫度的不斷下降，降水由雨轉(zhuǎn)為雨夾雪；31日，850 hPa溫度明顯降低，08：00降為-9 ℃，降水狀態(tài)也由液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)。

3 小結(jié)與討論

（1）此次天氣過(guò)程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)（3月30日～4月2日）；影響范圍廣，全疆大部均出現(xiàn)寒潮、降水天氣； 降水量大，克拉瑪依大部分區(qū)域均出現(xiàn)小到中雨，部分地區(qū)達(dá)大雨。

（2）2015年3月30日～4月2日的寒潮、大風(fēng)、降水天氣過(guò)程主要影響系統(tǒng)是中亞低渦，此次天氣主要受低渦加強(qiáng)東移南下且不斷分裂短波影響；天氣發(fā)生前，克拉瑪依處在渦前，受西南氣流影響，有充分的水汽自孟加拉灣輸送至本地；高層強(qiáng)烈的輻散運(yùn)動(dòng)和低層的輻合運(yùn)動(dòng)形成了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。水汽條件、上升運(yùn)動(dòng)為克拉瑪依降水發(fā)生發(fā)展提供有利的條件。

（3）EC細(xì)網(wǎng)格對(duì)此次天氣過(guò)程的系統(tǒng)形態(tài)的分析預(yù)報(bào)是非常成功的，其中10 m流線(xiàn)場(chǎng)對(duì)于30日的大風(fēng)反映得較好，3 h相對(duì)濕度、大尺度降水和高低層風(fēng)場(chǎng)的切變及輻合與此次克拉瑪依區(qū)域降水持續(xù)時(shí)間、落區(qū)、量級(jí)吻合較好。

參考文獻(xiàn)

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