三門峽市一次寒潮天氣過程的預(yù)報(bào)和服務(wù)簡析

摘要 利用常規(guī)天氣資料和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，應(yīng)用天氣分析和診斷分析方法，對2020年2月14—16日發(fā)生在三門峽市的一次寒潮天氣過程的環(huán)流背景與影響系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析。結(jié)果表明：此次寒潮天氣過程主要是由地面冷高壓和500 hPa上貝加爾湖以北的冷渦引導(dǎo)較強(qiáng)冷空氣南下造成的。EC數(shù)值預(yù)報(bào)的高度場、溫度場、氣壓場對此次寒潮天氣過程都表現(xiàn)出較好的預(yù)報(bào)能力。結(jié)合此次寒潮過程的服務(wù)情況，可以為今后做好三門峽市寒潮等災(zāi)害性天氣過程的預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)提供參考。

關(guān)鍵詞 寒潮；冷高壓；冷渦；氣象服務(wù)

中圖分類號：P458.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）06–0094-03

寒潮是一種大型天氣過程，由高緯度地區(qū)的寒冷空氣，在特定天氣形勢下快速加強(qiáng)并向中緯度地區(qū)入侵，會(huì)造成沿途大面積的大風(fēng)、劇烈降溫、雨雪天氣[1]。由寒潮引發(fā)的大風(fēng)、霜凍、雪災(zāi)、雨凇等災(zāi)害會(huì)對農(nóng)牧業(yè)、交通、電力以及人們?nèi)粘；顒?dòng)和身體健康產(chǎn)生很大的影響。寒潮與冷空氣活動(dòng)密切聯(lián)系，冷空氣的活動(dòng)在數(shù)值預(yù)報(bào)上有所反應(yīng)。根據(jù)河南省的寒潮標(biāo)準(zhǔn)，在一次降溫過程中，最低氣溫24 h內(nèi)下降8 ℃以上，或48 h內(nèi)下降10 ℃以上，且最低氣溫降至4 ℃以下，即為一次寒潮過程。寒潮也是影響三門峽地區(qū)較為嚴(yán)重的氣象災(zāi)害之一。選取常規(guī)觀測資料，采用天氣學(xué)分析方法，對2020年2月14—16日寒潮天氣過程進(jìn)行分析，進(jìn)一步提高人們對寒潮天氣的機(jī)理認(rèn)知，為今后提高三門峽市寒潮天氣過程的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和及時(shí)率提供科學(xué)依據(jù)。

1 天氣概況

2020年2月14—16日，受強(qiáng)冷空氣影響，三門峽市出現(xiàn)了大范圍降溫、大風(fēng)和降雪天氣過程。14—15日大部分地區(qū)24 h降溫幅度達(dá)到了寒潮標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

2 環(huán)流背景與影響系統(tǒng)

2.1 高空環(huán)流形勢

2020年2月14—16日發(fā)生的寒潮天氣過程，是由500 hPa上貝加爾湖北部的高空冷渦引導(dǎo)冷空氣擴(kuò)散南下和地面冷高壓共同造成的。從2月11日20：00 500 hPa高空圖（圖1a）可以看到，

烏拉爾山地區(qū)受強(qiáng)盛的高壓脊控制，在貝加爾湖以北有一冷渦，冷中心強(qiáng)度達(dá)-44 ℃，冷渦中心至新疆北部地區(qū)有一橫槽，系統(tǒng)移動(dòng)較為緩慢。12日20：00高壓脊加強(qiáng)形成阻塞高壓，不斷引導(dǎo)西伯利亞地區(qū)的冷空氣在貝加爾湖附近的橫槽內(nèi)聚集，形成一股極寒的冷空

氣[2]。13日20：00冷渦開始影響俄羅斯東部地區(qū)，橫槽前部為冷平流且同時(shí)有階梯槽形成，后部正變高為暖平流，符合橫槽轉(zhuǎn)豎相關(guān)特征[3]。14日08：00橫槽轉(zhuǎn)豎，又有一冷渦形成于河套地區(qū)北部，冷中心強(qiáng)度達(dá)到-40 ℃（圖1b），隨后低槽向南移動(dòng)且加深發(fā)展，持續(xù)引導(dǎo)冷空氣南下。橫槽轉(zhuǎn)豎后不斷加深發(fā)展，致使冷空氣不斷補(bǔ)充南下，在強(qiáng)冷空氣的持續(xù)作用下，三門峽地區(qū)出現(xiàn)了連續(xù)降溫，在15日夜間出現(xiàn)了寒潮天氣。

2.2 地面影響系統(tǒng)

在地面圖上，13日08：00冷高壓中心位于貝加爾湖以西，冷高壓中心強(qiáng)度達(dá)1 050 hPa，此時(shí)三門峽地區(qū)仍受地面暖低壓控制。隨后系統(tǒng)不斷東移發(fā)展，冷空氣也沿東南方向不斷擴(kuò)散南下。冷鋒前沿于13日20：00到達(dá)河套中部地區(qū)（圖2a），氣壓梯度同時(shí)增大，13日夜間冷空氣開始影響三門峽地區(qū)，同時(shí)貝加爾湖西南部的冷中心仍然維持，且強(qiáng)度增強(qiáng)至1 070 hPa，14日白天，冷高壓中心強(qiáng)度雖稍有減弱，但分裂出多個(gè)冷中心，其擴(kuò)散南下的冷空氣經(jīng)河套地區(qū)不斷向東南方向移動(dòng)，繼續(xù)影響三門峽地區(qū)[4]。直至16日，三門峽一直受此穩(wěn)定高壓控制（圖2b），從而導(dǎo)致最低氣溫不斷下降，且維持在較低水平。

2.3 物理量場分析

造成強(qiáng)降溫天氣，需要有一定強(qiáng)度的冷空氣，某地區(qū)溫度的變化決定于溫度平流和非絕熱因子的作用。溫度平流主要考慮平流冷暖性質(zhì)和強(qiáng)度，非絕熱因子則考慮輻射、水汽凝結(jié)、蒸發(fā)和地面感熱對氣溫的影響，氣溫的非絕熱變化主要體現(xiàn)在氣溫的日變化和氣團(tuán)變性上[5]。在此次寒潮天氣的過程中，2月14日有大范圍的鋒面云系和弱降水，因此太陽輻射和地表輻射所引起的氣溫日變化較小。降水過程中的水汽凝結(jié)和蒸發(fā)作用雖然會(huì)使氣溫有所下降，但是氣溫驟降主要是由冷平流引起的。

此次寒潮過程受到西北路冷空氣的影響，且在冷空氣入侵前，三門峽市受暖低壓控制，前期的高溫高濕狀態(tài)為暴發(fā)寒潮天氣提供了能量聚集條件。寒潮過程的強(qiáng)降溫都是由強(qiáng)冷平流的輸送引起的，強(qiáng)盛的冷平流是造成氣溫驟降的主要原因。冷平流影響三門峽時(shí)入侵迅速，且到達(dá)三門峽地區(qū)后有持續(xù)的冷平流輸送，因此形成本次寒潮過程的最低氣溫較低。

3 預(yù)報(bào)預(yù)警和氣象服務(wù)特點(diǎn)

3.1 預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)及時(shí)

寒潮暴發(fā)的必要條件就是強(qiáng)冷空氣在西伯利亞、蒙古堆積。預(yù)報(bào)冷空氣的堆積程度，一般可根據(jù)500 hPa、700 hPa和850 hPa天氣圖上冷中心和地面圖上冷高壓中心氣壓值進(jìn)行判斷。根據(jù)三門峽市多個(gè)寒潮個(gè)例分析，每年12至翌年2月，90°E～100°E或者110°E～120°E貝加爾湖附近范圍內(nèi)，500 hPa中心溫度達(dá)-44 ℃或者更低、700 hPa上中心溫度為-36 ℃或者更低、850 hPa上中心溫度為-24 ℃或更低的冷中心。在地面圖上，在新疆北部，貝加爾湖以西區(qū)域有較強(qiáng)的冷高壓相配合，中心氣壓值達(dá)1 060 hPa或以上，說明冷空氣已經(jīng)堆積到足夠強(qiáng)度。

當(dāng)具備強(qiáng)冷空氣堆積條件后，寒潮天氣何時(shí)暴發(fā)成為預(yù)報(bào)的關(guān)鍵。對于橫槽型的寒潮天氣，當(dāng)橫槽轉(zhuǎn)豎或旋轉(zhuǎn)南下時(shí)將引導(dǎo)冷空氣南下，導(dǎo)致影響地區(qū)強(qiáng)烈降溫達(dá)到寒潮暴發(fā)的條件，橫槽轉(zhuǎn)豎的預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)：（1）冷舌或冷中心超前于橫槽，槽前有負(fù)變高，槽后有暖平流并有正變高，變高梯度指向東南或南，則橫槽將轉(zhuǎn)豎；（2）當(dāng)橫槽后的東北風(fēng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)變?yōu)楸憋L(fēng)或西北風(fēng)，則橫槽轉(zhuǎn)豎，風(fēng)的偏北分量越大，則越有利于轉(zhuǎn)豎；（3）如果阻塞高壓崩潰或發(fā)生不連續(xù)后退，則橫槽轉(zhuǎn)豎或南壓。

近年來，隨著災(zāi)害性天氣頻繁發(fā)生，社會(huì)公眾對氣象服務(wù)提出了更高的要求。三門峽市氣象局積極作為，依托三門峽市氣象災(zāi)害防御和人工影響天氣指揮部、黃河三門峽庫區(qū)豫晉陜氣象聯(lián)防協(xié)作平臺(tái)，發(fā)揮三門峽市防汛抗旱指揮部與三門峽市減災(zāi)委員會(huì)成員單位的作用，加強(qiáng)區(qū)域聯(lián)防對系統(tǒng)外部門溝通協(xié)調(diào)和系統(tǒng)內(nèi)跨區(qū)域協(xié)調(diào)，建立聯(lián)動(dòng)工作機(jī)制。在發(fā)生災(zāi)害性、關(guān)鍵性、轉(zhuǎn)折性以及突發(fā)性天氣時(shí)，聯(lián)防區(qū)氣象局通過聯(lián)防信息共享平臺(tái)、區(qū)域聯(lián)防微信群、傳真、電話等形式加強(qiáng)災(zāi)害性天氣監(jiān)測聯(lián)防和信息交流，做到盡早發(fā)現(xiàn)、互相提醒、提前預(yù)警，形成“橫向到邊”“縱向到底”的災(zāi)害性天氣聯(lián)防戰(zhàn)線，最大限度地避免或減輕氣象災(zāi)害損失。氣象災(zāi)害信息的互通，能夠有效預(yù)報(bào)預(yù)警，為防災(zāi)減災(zāi)贏得寶貴的時(shí)間。

為應(yīng)對此次寒潮天氣過程，三門峽市氣象局利用現(xiàn)代化氣象監(jiān)測手段，認(rèn)真研判、提前服務(wù)。2月13日發(fā)布《大風(fēng)降溫重要天氣報(bào)告》，13日13：00啟動(dòng)重大氣象災(zāi)害（寒潮）Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)，13日16：52發(fā)布寒潮藍(lán)色預(yù)警，14—17日過程期間指導(dǎo)市（縣）各級氣象部門發(fā)布多期寒潮藍(lán)色和大風(fēng)藍(lán)色預(yù)警信號，并積極組織開展人工增雪作業(yè)，14日下午至夜間在自然降雪和人工增雪的共同作用下，盧氏縣出現(xiàn)3.3 mm的降雪，同時(shí)市（縣）各級氣象部門積極組織天氣會(huì)商、及時(shí)發(fā)布?xì)庀箢A(yù)警信號。準(zhǔn)確及時(shí)的預(yù)報(bào)、預(yù)警服務(wù)為政府相關(guān)部門開展防災(zāi)減災(zāi)工作贏得了時(shí)間，減少了經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 多渠道，受眾面更廣

三門峽市氣象局構(gòu)筑以面向公眾氣象預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)、面向政府部門的決策氣象服務(wù)為綱，以多手段、多層次、多方位的服務(wù)節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)的區(qū)域聯(lián)防信息氣象系統(tǒng)內(nèi)外雙閉環(huán)服務(wù)網(wǎng)。在此次寒潮過程發(fā)生前，借助傳統(tǒng)媒體（電視、電話、傳真、短信、電子顯示屏等）和新媒體如微博、微信等平臺(tái)，主動(dòng)告知公眾可能會(huì)有一次強(qiáng)降溫過程，并及時(shí)更新實(shí)況天氣信息、發(fā)布未來的天氣趨勢。寒潮期間，三門峽市氣象局官方微信公眾號“三門峽微天氣”緊跟天氣變化，發(fā)布重要天氣信息：《重要天氣：寒潮來襲，氣溫大跳水》《今年以來最強(qiáng)寒潮來襲！中央氣象臺(tái)專家詳解其特點(diǎn)成因與影響》和《我市有大風(fēng)、強(qiáng)降溫，請注意防范》等，提醒公眾注意防范寒潮、大風(fēng)、雨雪、降溫。此次寒潮過程服務(wù)產(chǎn)品多樣化，服務(wù)范圍覆蓋廣，受到公眾的廣泛關(guān)注，公眾號閱讀量和粉絲量有明顯提升。及時(shí)與當(dāng)?shù)貜V播電視臺(tái)、工信、宣傳等部門進(jìn)行溝通和對接，建立合作機(jī)制，建設(shè)廣播、電視、互聯(lián)網(wǎng)、短信、公眾終端等方式的預(yù)警信息發(fā)布綠色通道。

3.3 部門聯(lián)動(dòng)，做好氣象服務(wù)保障

三門峽市氣象局不斷推動(dòng)地方政府健全預(yù)警信息應(yīng)急責(zé)任人制度，提高基層防災(zāi)減災(zāi)能力。逐年更新政府、相關(guān)部門和單位應(yīng)急責(zé)任人制度，確保100%應(yīng)急責(zé)任人至少有一種手段可有效接收預(yù)警信息。相關(guān)部門根據(jù)預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)信息提前啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采取相應(yīng)的措施，為市民出行和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有力的保障。市交警支隊(duì)可以通過交警支隊(duì)官方微博、微信及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)市氣象局的重要天氣報(bào)告、預(yù)警信號等信息，并提醒公眾關(guān)注過程天氣等注意事項(xiàng)。部門之間的有效聯(lián)動(dòng)能夠拓展氣象預(yù)報(bào)預(yù)警的發(fā)布渠道，增加受眾群，更有利于氣象服務(wù)工作的開展。組織氣象、農(nóng)業(yè)專家聯(lián)盟開展會(huì)商，為種養(yǎng)殖大戶、涉農(nóng)企業(yè)、新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體等開展直通式氣象服務(wù)。農(nóng)戶重點(diǎn)關(guān)注大風(fēng)降溫天氣對設(shè)施農(nóng)業(yè)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)的影響，設(shè)施大棚要及時(shí)采取加固棚膜、覆蓋保溫、棚內(nèi)加溫等措施，防止遭受低溫凍害。

4 結(jié)論

（1）此次寒潮天氣過程符合橫槽轉(zhuǎn)豎型，地面冷高壓在貝加爾湖以西積聚增強(qiáng)，500 hPa貝加爾湖以北高空冷渦引導(dǎo)冷空氣沿經(jīng)西北路徑南下，同時(shí)中低層較強(qiáng)的冷平流東移，導(dǎo)致此次寒潮過程時(shí)間長、范圍廣、強(qiáng)度大。

（2）在此次寒潮天氣過程發(fā)生前，三門峽市地區(qū)受地面暖倒槽控制，基礎(chǔ)氣溫較高，受冷空氣影響時(shí)極易暴發(fā)寒潮天氣。

（3）中低層較強(qiáng)的冷平流也是此次寒潮天氣過程的主要觸發(fā)機(jī)制之一，冷平流移動(dòng)路徑和強(qiáng)度可作為今后預(yù)報(bào)寒潮過程強(qiáng)度的參考要素。

（4）準(zhǔn)確及時(shí)的氣象預(yù)報(bào)預(yù)警信息是氣象服務(wù)的基礎(chǔ)，可以為政府和相關(guān)部門開展防災(zāi)減災(zāi)工作贏得寶貴時(shí)間。

（5）當(dāng)前，氣象服務(wù)需緊跟時(shí)代發(fā)展，積極與新媒體相融合，主動(dòng)與當(dāng)?shù)赜绊懥Ω蟮墓倜胶献?，將氣象預(yù)報(bào)預(yù)警信息傳播覆蓋至每一個(gè)地區(qū)，讓人們了解天氣變化帶來的不利影響，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Brief Analysis of the Forecast and Service of A Cold Wave Weather Process in Sanmenxia City

Wei Lu-lu （Sanmenxia Meteorological Bureau， Sanmenxia， Henan 472000）

Abstract Based on conventional weather data and numerical forecast products， applied weather analysis and diagnostic analysis methods to comprehensively analyze the circulation background and impact system of a cold wave weather process that occurred in Sanmenxia City from February 14 to 16， 2020. The results showed that the cold wave weather process was mainly caused by the surface cold high and the cold vortex in the north of Baikal Lake at 500hPa leading the strong cold air to the south. The height field， temperature field and pressure field of the EC numerical forecast show good prediction ability for this cold wave weather process. Combined with the service situation of this cold wave process， it can provide some reference for the prediction and early warning service of the cold wave and other disastrous weather processes in Sanmenxia City in the future.

Key words Cold wave; Cold high pressure; Cold vortex; Meteorological service

作者簡介 魏璐璐（1989—），女，河南三門峽人，工程師，主要從事預(yù)報(bào)服務(wù)工作。

收稿日期 2023-03-18