新疆“4·23”強(qiáng)寒潮降溫特征分析

牟　歡，于碧馨，張俊蘭

新疆“4·23”強(qiáng)寒潮降溫特征分析

牟歡，于碧馨，張俊蘭

（新疆氣象臺(tái)，新疆烏魯木齊830002）

利用常規(guī)天氣觀測(cè)資料、美國(guó)NCEP 1°×1°逐6 h再分析資料，應(yīng)用天氣學(xué)原理和天氣動(dòng)力診斷分析方法，對(duì)2014年4月22—24日一場(chǎng)春季強(qiáng)寒潮降溫天氣（“4·23”強(qiáng)寒朝）進(jìn)行分析。結(jié)果表明:（1）前期北疆500 hPa上空被弱脊控制，歐洲脊強(qiáng)烈發(fā)展，強(qiáng)北風(fēng)帶建立，中高緯環(huán)流由緯向轉(zhuǎn)為經(jīng)向。中期歐洲脊衰退，引導(dǎo)冷空氣向東南爆發(fā)，長(zhǎng)波槽迅速東移南下侵入北疆，造成了本次寒潮天氣。（2）寒潮爆發(fā)前期，日平均氣溫較歷年同期偏高以及地形因素是導(dǎo)致冷空氣強(qiáng)烈爆發(fā)、氣溫陡降的有利因素。（3）沿46°N的垂直溫度平流、θse剖面圖可以分析得出，地面冷鋒先與高空鋒面進(jìn)入新疆境內(nèi)，冷空氣在6 h內(nèi)迅速移動(dòng)并且強(qiáng)度明顯加強(qiáng)。（4）鋒生函數(shù)分析表明強(qiáng)降溫的區(qū)域、寒潮的路徑和起始時(shí)間與其中心變化有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以清楚地分析出冷空氣的時(shí)空變化。

寒潮；診斷分析；冷平流；鋒生函數(shù)

牟歡，于碧馨，張俊蘭.新疆“4·23”強(qiáng)寒潮降溫特征分析[J].沙漠與綠洲氣象，2016，10（3）：59-65.

寒潮是大范圍的強(qiáng)冷空氣在一定環(huán)流形勢(shì)下向南爆發(fā)的現(xiàn)象，常常造成大范圍的劇烈降溫、大風(fēng)、降水等天氣現(xiàn)象，對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸?shù)扔芯薮笥绊慬1]。近些年來(lái)，隨著全球氣溫升高，特別是冬季增溫明顯，全國(guó)各類型寒潮的發(fā)生頻次呈減少趨勢(shì)且強(qiáng)度減弱[2-3]。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者從高空急流、低層鋒生、環(huán)流特征等方面對(duì)我國(guó)的寒潮、降溫天氣做了統(tǒng)計(jì)、診斷及機(jī)理研究，得出了很多有意義的結(jié)論[4-7]。通過(guò)對(duì)850 hPa冷平流、假相當(dāng)位溫、鋒生函數(shù)等物理量的診斷分析，更加清晰地闡明了相關(guān)物理量與寒潮降溫天氣的密切聯(lián)系[8-10]。牛若蕓[11]指出，850 hPa的冷平流與最低氣溫降幅10℃以上的區(qū)域大體一致并且強(qiáng)風(fēng)的形成與冷平流入侵和高空動(dòng)量下傳關(guān)系密切。陳豫英[12]等通過(guò)寒潮過(guò)程的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)高空冷槽和地面冷高壓路徑的預(yù)報(bào)是寒潮降溫預(yù)報(bào)的關(guān)鍵。陳濤[13]等認(rèn)為地形前方的中尺度輻合對(duì)于低層局地鋒生有正的貢獻(xiàn)，而與潛熱釋放對(duì)于垂直運(yùn)動(dòng)項(xiàng)產(chǎn)生了最強(qiáng)的鋒生。

20世紀(jì)80年代，張家寶、張學(xué)文等從寒潮源地、路徑、季節(jié)分布等方面對(duì)新疆寒潮天氣的研究做出系統(tǒng)的總結(jié)，分析了寒潮冷空氣的醞釀、堆積、爆發(fā)的3個(gè)階段。個(gè)例天氣分析[14-16]認(rèn)為對(duì)新疆寒潮天氣的路徑、冷空氣堆積和爆發(fā)時(shí)間、強(qiáng)冷平流的分析是預(yù)報(bào)寒潮的重點(diǎn)，對(duì)此還需要進(jìn)行更加深入的研究。張俊蘭[17]等對(duì)北疆寒潮天氣進(jìn)行了環(huán)流和區(qū)域分型并根據(jù)季節(jié)、各高度層鋒區(qū)強(qiáng)度、冷空氣的主要特征等提出了預(yù)報(bào)概念模型和主要預(yù)報(bào)指標(biāo)。雖然新疆寒潮天氣的研究較多，但是對(duì)其物理量天氣學(xué)診斷分析較少，對(duì)寒潮的強(qiáng)度和降溫區(qū)域預(yù)報(bào)不夠精準(zhǔn)。春季是農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵時(shí)節(jié)，寒潮造成的危害更嚴(yán)重，而目前對(duì)春季的強(qiáng)寒潮天氣過(guò)程的總結(jié)較少。本文對(duì)春季一次強(qiáng)寒潮天氣在天氣學(xué)動(dòng)力、熱力方面進(jìn)行診斷分析，著重分析局部地區(qū)強(qiáng)降溫的原因，為預(yù)報(bào)寒潮天氣提供參考依據(jù)。

1　寒潮實(shí)況分析

2014年4月22—24日，新疆北部出現(xiàn)了一次強(qiáng)寒潮天氣過(guò)程（圖1a）。北疆大部降溫8～12℃，北疆偏北地區(qū)和烏魯木齊以東的北疆沿天山一帶的部分地區(qū)降溫12～15℃，局部降溫15℃以上。以托里站為例（圖1b），由4月22日16:00的14.7℃降至23日09:00的-7.6℃，期間有6個(gè)時(shí)次的逐小時(shí)最低氣溫下降幅度≥2℃且均在22日20:00—23日05:00，4月23日00:00的降幅最明顯達(dá)到了2.8℃。可見(jiàn)強(qiáng)冷空氣的主力是從22日20:00開(kāi)始影響托里站，短時(shí)間內(nèi)溫度驟降明顯，利于寒潮天氣的發(fā)生，然后東移南下逐漸侵襲新疆北疆大部地區(qū)。同時(shí)，此次天氣還伴隨著大風(fēng)，其中北疆大部、東疆和南疆等地風(fēng)力達(dá)7級(jí)，部分地區(qū)9級(jí)以上，三十里風(fēng)區(qū)、百里風(fēng)區(qū)達(dá)13級(jí)以上。由于天氣發(fā)生在春季，正值新疆農(nóng)事活動(dòng)繁忙期，因此給農(nóng)牧林果業(yè)及交通帶來(lái)了不利影響。

圖1　2014年4月22日20:00—23日20:00新疆各地降溫（a）和22日14:00—23日11:00托里站逐小時(shí)氣溫（b）

2　資料處理

本文采用資料包括:（1）高空和地面常規(guī)觀測(cè)資料；（2）國(guó)家級(jí)地面自動(dòng)站資料；（3）美國(guó)NCEP/ NCAR的1°×1°逐6 h再分析資料。由于22日20:00—23日20:00為過(guò)程主要的降溫時(shí)段，選取北疆偏北強(qiáng)降溫地區(qū)做天氣學(xué)診斷分析。

診斷資料所選取的高空資料范圍為35°～100° E，35°～70°N、地面資料范圍為70°～100°E，30°～50° N，物理量的垂直剖面范圍為，70°～90°E，46°N，1000～200 hPa，通過(guò)對(duì)各物理量在時(shí)間、空間上的分布和配置，著重分析強(qiáng)降溫天氣出現(xiàn)的機(jī)理和原因。本文內(nèi)均采用北京標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（BST）。

利用鋒生函數(shù)對(duì)本次天氣過(guò)程進(jìn)行診斷，鋒生函數(shù)可以從定量的角度來(lái)分析具體的天氣現(xiàn)象、氣象要素的變化狀況。以F表示鋒生函數(shù)，F(xiàn)＞0表示鋒生，F(xiàn)＜0則表示鋒消，|▽?duì)萻e|表示θse的水平梯度絕對(duì)值。

上式中三項(xiàng)依次為空氣水平運(yùn)動(dòng)、垂直運(yùn)動(dòng)和非絕熱加熱對(duì)鋒生的作用。

一般用假相當(dāng)位溫（θse）作為氣象參數(shù)來(lái)計(jì)算鋒生函數(shù)。假相當(dāng)位溫是一個(gè)考慮了氣壓、溫度、濕度的綜合性物理量，對(duì)于干絕熱、濕絕熱過(guò)程同一氣塊的θse值都是保守的。

3　天氣形勢(shì)分析

3.1高空形勢(shì)

500 hPa的高空形勢(shì)圖上（圖2），前期中高緯在歐亞范圍內(nèi)基本屬于兩脊一槽型，此時(shí)寒潮正處于開(kāi)始階段。21日20:00，咸海至北歐為高壓脊，脊頂北伸至65°N附近，泰米爾半島附近有504 hPa的低渦中心，其后部配合有-40℃冷中心，中亞和西西伯利亞地區(qū)為寬廣的槽區(qū)，新疆大部處于低渦底部弱偏西氣流中。700 hPa上與500 hPa冷中心相對(duì)應(yīng)的區(qū)域有-24℃冷中心，這說(shuō)明寒潮爆發(fā)前強(qiáng)冷空氣在這片區(qū)域堆積，而冷空氣的堆積也是寒潮爆發(fā)的必要條件。850 hPa的鋒區(qū)位于西西伯利亞地區(qū)，等溫線十分密集，在50°～62°N區(qū)域內(nèi)南北方向上溫差達(dá)24℃，并且在鋒區(qū)附近的強(qiáng)偏北風(fēng)與等溫線接近垂直，在巴湖附近有偏西風(fēng)，冷空氣輻合使得溫度梯度加大，這樣的形勢(shì)也非常有利于高緯度的冷平流向中低緯地區(qū)輸送。隨著天氣系統(tǒng)的發(fā)展,里海脊發(fā)展與歐洲脊疊加，經(jīng)向度加大，黑海至北歐的脊先發(fā)展東移于22日08:00開(kāi)始向東南衰退，位于烏拉爾山高壓脊的頂部不斷有不穩(wěn)定小槽快速發(fā)展東移南下，推動(dòng)鋒區(qū)南下并對(duì)冷空氣中心補(bǔ)充加強(qiáng)，配合東移的南支槽同位相地疊加，引起西西伯利亞至中亞地區(qū)的槽明顯加強(qiáng)加深。此類天氣形勢(shì)在新疆寒潮天氣形勢(shì)預(yù)報(bào)中屬于歐洲脊類[1]；22日20:00，500 hPa上槽繼續(xù)加深南壓，振幅在20個(gè)緯距以上，等壓線密集且經(jīng)向度加大，槽后北風(fēng)帶最強(qiáng)風(fēng)速達(dá)38 m·s-1，在烏拉爾山以東堆積的強(qiáng)冷空氣也隨著強(qiáng)烈的北風(fēng)帶南下，迅速灌入北疆地區(qū)，造成了此次寒潮天氣。

圖2　2014年4月23日08:00高空500 hPa高度場(chǎng)（實(shí)線）和溫度場(chǎng)（虛線）

3.2地面形勢(shì)

按照寒潮的源地、冷高壓和冷鋒移動(dòng)路徑等方面考慮，可以將本次天氣過(guò)程歸為西北路徑。寒潮高壓最早形成于新地島附近，新疆受暖脊控制地面熱低壓強(qiáng)烈發(fā)展。由圖3可見(jiàn)，4月21日08:00，1032 hPa的高壓中心從波羅的海附近先東南下，過(guò)程中高壓中心逐漸加強(qiáng)，隨后移至烏拉爾山南端60°N附近并有短暫的滯留。從4月23日08:00開(kāi)始，高壓中心明顯向東折向，位于烏拉山南端的高壓中心加強(qiáng)到最強(qiáng)，移動(dòng)速度緩慢，并且地面冷鋒于23日02:00左右進(jìn)入新疆北部的偏西地區(qū)。另外，22日11: 00的3 h變壓圖上，位于烏拉爾山南端高壓底前部的正變壓中心由前一時(shí)次的+4 hPa增至+7 hPa，正變壓明顯加強(qiáng)，正負(fù)變壓中心連線也為西北—東南走向。24日白天地面高壓中心移至阿勒泰地區(qū)，高壓前的冷鋒也移出新疆，天氣過(guò)程結(jié)束。

地面形勢(shì)分析結(jié)果表明，地面冷高壓建立、加強(qiáng)，并與高層冷空氣一起發(fā)展。寒潮冷鋒的移動(dòng)與高空槽的移動(dòng)路徑基本一致，由于大氣的斜壓性，地面冷鋒移速快，先于高空槽進(jìn)入新疆境內(nèi)。

圖3　2014年4月21—23日08:00地面高壓中心和地面冷鋒移動(dòng)路徑

4　氣溫變化特征

4.1前期氣溫距平

在寒潮發(fā)生前（4月20前后），在500 hPa高度場(chǎng)上，新疆大部處于弱高壓脊的控制下，天氣形勢(shì)穩(wěn)定，有利于地面增溫。新疆北部的大部分地區(qū)日平均氣溫均高于歷年同期日平均氣溫1～6℃，北部偏北地區(qū)和石河子以東的北疆沿天山一帶日平均氣溫高于歷年日平均氣溫3～5℃。此次寒潮過(guò)程主要出現(xiàn)在北疆偏北地區(qū)和石河子以東的北疆沿天山一帶（降溫幅度在10～12℃），由此可見(jiàn)前期日平均氣溫值的偏高幅度對(duì)寒潮的發(fā)生影響十分明顯。

4.2溫度平流的水平變化

某一地區(qū)的溫度變化可以用熱流量方程來(lái)表示。

上式中由于在近地層，故ω≠0，而變壓和氣壓平流引起的溫度局地變化很小，在實(shí)際預(yù)報(bào)中可以不必考慮，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化得到：

該式說(shuō)明在大尺度系統(tǒng)中的某地溫度的變化主要決定于溫度平流和非絕熱因子。溫度平流項(xiàng)（-V· ▽T）是在水平氣流方向上氣溫分布不均勻時(shí)，空氣水平運(yùn)動(dòng)將引起氣溫局地的變化，氣溫變化的程度決定于溫度平流的強(qiáng)度。非絕熱因子項(xiàng)（1dQ）的cpdt變化是空氣與外界交換的結(jié)果，主要考慮輻射、水汽變相而釋放潛熱、亂流傳導(dǎo)等，氣溫的非絕熱變化主要表現(xiàn)為氣溫的日變化和氣團(tuán)的變性。本次寒潮天氣過(guò)程中，在新疆上空有大面積的鋒面云系覆蓋，天空狀況相似，太陽(yáng)輻射和地表輻射引起的氣溫日變化不明顯，在研究短期無(wú)凝結(jié)過(guò)程的天氣時(shí)，非絕熱項(xiàng)作用很小項(xiàng)可略去，大尺度系統(tǒng)的局地降溫主要還是由冷平流引起的。故下面只討論850 hPa上冷平流的變化情況。

圖4為4月22日20:00和23日08:00冷平流在850 hPa的分布圖，在寒潮天氣爆發(fā)前，巴爾喀什湖偏西和偏北地區(qū)有明顯的東西向帶狀冷平流，中心最大值達(dá)到-70×10-5℃·s-1。在500 hPa高空有相對(duì)應(yīng)的東北—西南向的大槽，這也表明了前期堆積的冷空氣勢(shì)力很強(qiáng)。22日20:00（圖4a），大槽逐漸轉(zhuǎn)豎東南移，冷空氣迅速東移，冷平流主體東移南下并分裂出4個(gè)中心，分別位于北疆偏西的國(guó)境線附近和克州地區(qū)，其中最強(qiáng)的中心位于北疆偏西的國(guó)境線附近，中心最大值加強(qiáng)到-90×10-5℃·s-1。23日08:00（圖4b），隨著歐洲脊向東南衰退，位于新疆的大槽經(jīng)向度也隨之加大。850 hPa冷平流的主體東南下進(jìn)入北疆境內(nèi)，范圍也明顯擴(kuò)大，北疆、東疆和南疆的阿克蘇、巴州等地的大部地區(qū)都處于冷平流控制下。而冷平流的中心位置和強(qiáng)度分布也發(fā)生了明顯變化，其中心分3部分進(jìn)入北疆，最強(qiáng)的一部分沿塔城北部至博州東部東南下進(jìn)入北疆，然后移至哈密北部至昌吉州東部，強(qiáng)度達(dá)到-120×10-5℃·s-1，這是造成北疆大部寒潮天氣的主要原因，強(qiáng)的冷平流迅速東移，使得該區(qū)域內(nèi)的氣溫驟降甚至出現(xiàn)強(qiáng)寒潮天氣；較強(qiáng)的一部分則是從伊犁河谷的西南部東南下至阿克蘇東部，對(duì)阿克蘇的局部地區(qū)造成了寒潮天氣；較弱的一部分位于塔城的東北部，是在前面兩股強(qiáng)冷平流之后沿塔城和阿勒泰的交界處進(jìn)入北疆的，冷平流的范圍和強(qiáng)度最弱，但是其對(duì)前面的冷平流起到了很好的補(bǔ)充作用，并使得在之前降溫區(qū)域的降溫幅度繼續(xù)加大，這也是在北疆、東疆的部分地區(qū)出現(xiàn)了強(qiáng)寒潮天氣的重要原因之一。寒潮后期，冷平流繼續(xù)東移，但范圍和中心強(qiáng)度明顯減弱，冷中心位于哈密偏北偏東地區(qū)，天氣趨于結(jié)束。由此可見(jiàn)，850 hPa強(qiáng)冷平流的影響范圍和中心與明顯降溫區(qū)域和中心有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖4　850 hPa冷平流（≤-40×10-5℃·s-1）分布

4.3溫度平流的垂直變化

沿此次天氣降溫最明顯的區(qū)域之一的塔城北部地區(qū)（46°N，70°～90°E）作溫度的垂直剖面（圖5），82°～90°E（新疆境內(nèi)）一線在本次天氣過(guò)程中降溫幅度十分明顯，有利于說(shuō)明強(qiáng)降溫的成因。降溫過(guò)程前期4月22日20:00（圖5a），中低層冷平流的主體位于500 hPa以下77°～83°E的區(qū)域，冷平流中心位于低層700 hPa附近，中心強(qiáng)度達(dá)-90×10-5℃·s-1，從垂直高度位置來(lái)看，中低層冷平流主體的伸展高度約500 hPa且先于高層冷平流進(jìn)入新疆境內(nèi)。從風(fēng)場(chǎng)的剖面也可以看出，在冷平流主體內(nèi)，地面至高層風(fēng)速均大于20 m·s-1，中心風(fēng)速達(dá)50 m·s-1位于650 hPa。500 hPa以下的槽線位于78°E附近，而500 hPa以上的槽線位于74°E附近，槽后為西北風(fēng)輸送冷平流。到23日02:00（圖5b），6 h內(nèi)，中低層的冷平流快速東移至83°～90°E，中心強(qiáng)度也加強(qiáng)到180× 10-5℃·s-1，平均高度抬升至400 hPa附近。高層冷平流緊隨其后進(jìn)入新疆境內(nèi)，500 hPa以下的槽線移至83°E附近，500 hPa以上的槽線移至81°E附近，高低空槽線位置接近，冷空氣更加深厚。從風(fēng)場(chǎng)上看，冷平流內(nèi)50 m·s-1的風(fēng)速中心移至寒潮區(qū)（82°～90°E）上空，高度抬升到550 hPa，地面到850 hPa附近的風(fēng)速明顯加大，風(fēng)速中心達(dá)到44 m·s-1，風(fēng)速輻合加強(qiáng)并且切變的經(jīng)向度也更加明顯，有利于低層冷平流加強(qiáng)，此時(shí)中低層冷平流強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)。從風(fēng)場(chǎng)和冷平流的配置看，高層冷平流向下傳導(dǎo)對(duì)中低層冷平流有明顯加強(qiáng)作用。另外，從出現(xiàn)強(qiáng)降溫中心區(qū)域（46°N，83°E附近）的地形可以清晰的看到，上游由于有山地的阻擋作用，使得冷空氣在山地前部堆積，低層的水汽也受到了阻攔，而當(dāng)?shù)孛胬滗h被強(qiáng)迫抬升后再下沉，下沉氣流風(fēng)速加快，更有利于山地后下游部分地區(qū)的冷空氣的爆發(fā)。

圖5　22日20:00時(shí)（a）和23日02:00時(shí)（b）沿46°N的溫度平流剖面和風(fēng)場(chǎng)（單位:10-5℃·s-1）

4.4假相當(dāng)位溫（θse）分析

沿46°N做θse場(chǎng)的緯向剖面可以看到，22日20:00（圖6a）在低層巴湖（70°～75°N）附近有一個(gè)中心強(qiáng)度為286 K的低能中心，而在600 hPa新疆境內(nèi)84°E附近有310 K的高能中心，高低中心之間在水平方向上差值約為20 K。垂直方向上由于能量堆積形成強(qiáng)的鋒區(qū)，鋒區(qū)內(nèi)線從地面到500 hPa的高空密集且陡峭。

23日02:00（圖6b）低能中心強(qiáng)度加強(qiáng)到280 K，低能舌強(qiáng)烈向上發(fā)展至400 hPa左右的高度且經(jīng)向度加大。能量鋒區(qū)內(nèi)的等θse線的梯度明顯加大，高低中心之間的水平方向上差值增加到約24 K，鋒區(qū)加強(qiáng)，有利于中低層的冷空氣在寒潮爆發(fā)區(qū)的正渦度強(qiáng)烈發(fā)展，水平和垂直方向上的運(yùn)動(dòng)加劇，形成了局地的短時(shí)強(qiáng)降溫。

圖6　22日20:00時(shí)（a）和23日02:00時(shí)（b）沿46°N的假相當(dāng)位溫垂直剖面（單位:K）

5　鋒生作用分析

以假相當(dāng)位溫（θse）作為參數(shù)來(lái)計(jì)算鋒生函數(shù)，用NCEP 1°×1°逐6 h再分析資料可以計(jì)算出22日20:00和23日02:00的850 hPa的鋒生函數(shù)（圖7）。圖中黑點(diǎn)為托里站。從圖7a可以看出，22日20:00 850 hPa的鋒生帶呈東北—西南走向，位于巴爾喀什湖和新疆西部國(guó)境線之間，中心值達(dá)8×10-9K·s-1· m-1，北疆的偏西偏北地區(qū)為弱的西南氣流；23日02: 00鋒生帶快速東南移，進(jìn)入新疆境內(nèi)，中心移至北疆的偏東地區(qū)，強(qiáng)度不變，依然呈東北—西南走向，托里站附近轉(zhuǎn)為負(fù)值，風(fēng)場(chǎng)轉(zhuǎn)為西北風(fēng)且風(fēng)速明顯加強(qiáng)，說(shuō)明進(jìn)入新疆后強(qiáng)的降溫區(qū)域出現(xiàn)在鋒生帶中心的后部的強(qiáng)西北氣流中。

6　結(jié)論

通過(guò)對(duì)此次寒潮過(guò)程的天氣形勢(shì)及各物理量在水平和垂直剖面上時(shí)空分布的分析得出以下結(jié)論：

（1）此次天氣過(guò)程在新疆寒潮天氣形勢(shì)預(yù)報(bào)中屬于歐洲脊類。從500 hPa高空形勢(shì)可以看出，前期極地冷空氣南下并在烏拉爾山以東堆積，歐洲脊發(fā)展東移后于22日08:00開(kāi)始向東南衰退，配合東移的南支槽同位相疊加，引起西西伯利亞至中亞地區(qū)的槽明顯加深，倒Ω流型明顯收縮，在烏拉爾山以東堆積的強(qiáng)冷空氣也隨著強(qiáng)烈的北風(fēng)帶南下，迅速灌入北疆地區(qū)。

（2）寒潮天氣發(fā)生前期，500 hPa新疆處于高壓脊控制下，地面增溫明顯，使得日平均氣溫明顯高于歷年同期水平，有利于加大氣溫的降幅，是寒潮爆發(fā)的有利條件之一。

（3）冷空氣的源地在波羅的海附近，高壓中心沿西北路徑移動(dòng)，冷空氣在烏拉爾山以東堆積，再經(jīng)巴爾喀什湖北部進(jìn)入新疆，冷空氣的堆積和爆發(fā)是寒潮預(yù)報(bào)的重點(diǎn)。地面冷高壓的強(qiáng)度和前沿氣壓梯度密集程度是判斷冷空氣強(qiáng)度的重要依據(jù)。通過(guò)觀察高空急流位置、強(qiáng)度以及850 hPa的冷平流強(qiáng)度可以進(jìn)一步判定冷空氣的強(qiáng)度。

（4）850 hPa強(qiáng)冷平流是造成氣溫劇烈下降的主要原因，冷平流的影響區(qū)域和中心與降溫區(qū)域和中心有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)溫度平流、做垂直剖面分析發(fā)現(xiàn):高空槽呈后傾狀且冷氣團(tuán)深厚，中低層冷平流進(jìn)入新疆后與向下傳導(dǎo)的高層冷平流結(jié)合后更強(qiáng)，使得本次寒潮具有強(qiáng)度大、爆發(fā)力足的特點(diǎn)。

（5）計(jì)算鋒生函數(shù)表明，鋒生函數(shù)與強(qiáng)降溫有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，強(qiáng)降溫區(qū)域出現(xiàn)在鋒生帶中心的后部強(qiáng)的西北氣流中，對(duì)寒潮天氣的范圍、路徑、開(kāi)始時(shí)間都有很好的指示意義。

圖7　22日20:00（a）和23日02:00（b）850 hPa鋒生函數(shù)和風(fēng)場(chǎng)

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Charateristics of“4·23”Cold Wave with Temperature Decreaing in Xinjiang

MU Huan，YU Bixin，ZHANG Junlan
（Xinjiang Meteorological Observatory，Urumqi 830002，China）

Based on the conventional surface and upper data，NCEP1°×1°reanalysis data of every 6-hours，a cold wave during April 22th to 24th，in the spring of 2014 was analyzed using synoptic principle and dynamic diagnosis It is concluded that,firstly,In the early days,North Xinjiang was under the control of young ridge on 500 hPa,the while the European ridge developed intensely，the strong northerly wind zone thus formed and the zonal circulation shifted into meridional in the middle-high latitude in the Northern Hemisphere.In the middle stadgethe uropean ridge weaked Southeastward,which induced the strong northerly wind showed up and leaded the cold air invaded to the southeast,a long wave trough quickly moved to the southeast and a cold wave breaked out in North Xinjiang.Secondly,the main causes for the cold wave were the higher temperature than that at the historical same peirod and the toporgraphy.Thirdly,analysis of cross section of temperature circulation andshowed that,the ground-based cold frontgenesis move into Xinjiang earlier than the upper air frontgenesis,the cold air moved swiftly and become stronger suddenly inside 6hr Finally,Anylysis of frontogenesis function indicated fine correlationship among the temperature drop area,cold wave path and beginning time,，which could thus be a preferable indicator in analyzing the spatio-temporal variability of cold air.

cold wave；diagnostic analysis；cold air；frontogenesis function

P458.122

B

1002-0799（2016）03-0059-07

10.3969/j.issn.1002-0799.2016.03.009

2015-07-10；

2015-10-13

中國(guó)沙漠氣象科學(xué)研究基金（Sqj2014009）和中國(guó)氣象局預(yù)報(bào)員專項(xiàng)（CMAYBY2014-078）共同資助。

牟歡（1982-），男，工程師，從事天氣預(yù)報(bào)研究和氣象服務(wù)工作。E-mail:213de88@163.com