甘肅地區(qū)一次強(qiáng)寒潮天氣過程分析

閆旭東++祁萍++李菲

摘要 利用常規(guī)天氣實(shí)況資料，從天氣尺度環(huán)流背景、中尺度系統(tǒng)、冷中心的移動(dòng)等方面，對(duì)2014年4月下旬出現(xiàn)在甘肅地區(qū)的一場(chǎng)寒潮天氣過程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：此次寒潮為典型的低槽東移型；甘肅地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)寒潮的主要原因是冷空氣不斷堆積；冷空氣的不斷補(bǔ)充與分裂再合并；前期增溫與降水。

關(guān)鍵詞 寒潮；天氣過程；中尺度系統(tǒng)；甘肅地區(qū)

中圖分類號(hào) P458.1+22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）20-0166-03

Analysis on a Strong Cold Wave Weather Process in Gansu Province

YAN Xu-dong 1 QI Ping 1 LI Fei 2 WEN Hui 1

（1 Linxia Meteorological Bureau in Gansu Province，Linxia Gansu 731100； 2 Dongxiang Meteorological Bureau）

Abstract Based on the conventional observational data，a strong cold wave event in late April 2014 in Gansu Province was systematically analyzed from synoptic scale circulation background，mesoscale system，cold high moves，etc. The results showed that this cold wave was of low trough eastward. The main reasons of this strong cold wave over Gansu were that steady accumulation of cold air，steady supplying，dividing and uniting of cold air，early warming and precipitation.

Key words cold wave；weather process；mesoscale system；Gansu area

寒潮天氣過程是一種大規(guī)模的強(qiáng)冷空氣活動(dòng)過程。寒潮天氣的主要特點(diǎn)是劇烈的降溫和大風(fēng)，有時(shí)還伴有雨、雪、雨凇或霜凍[1]。我國(guó)氣象部門規(guī)定：冷空氣侵入造成的降溫，1 d內(nèi)達(dá)到10 ℃以上，而且最低氣溫在5 ℃以下，則稱此冷空氣暴發(fā)過程為一次寒潮過程。當(dāng)氣象部門預(yù)測(cè)到將有寒潮發(fā)生時(shí)要對(duì)外發(fā)布相應(yīng)級(jí)別的預(yù)警信號(hào)，《甘肅省氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布業(yè)務(wù)實(shí)施細(xì)則》規(guī)定，“48 h內(nèi)最低氣溫將要下降8 ℃以上，最低氣溫小于等于4 ℃；或者已經(jīng)下降8 ℃以上，最低氣溫小于等于4 ℃，并可能持續(xù)”發(fā)布寒潮藍(lán)色預(yù)警信號(hào)；“24 h內(nèi)最低氣溫將要下降10 ℃以上，最低氣溫小于等于4 ℃；或者已經(jīng)下降10 ℃以上，最低氣溫小于等于4 ℃，并可能持續(xù)”發(fā)布寒潮黃色預(yù)警信號(hào)；“24 h內(nèi)最低氣溫將要下降12 ℃以上，最低氣溫小于等于0 ℃；或者已經(jīng)下降12 ℃以上，最低氣溫小于等于0 ℃，并可能持續(xù)”發(fā)布寒潮橙色預(yù)警信號(hào)；“24 h內(nèi)最低氣溫將要下降16 ℃以上，最低氣溫小于等于0 ℃；或者已經(jīng)下降16 ℃以上，最低氣溫小于等于0 ℃，并可能持續(xù)”發(fā)布寒潮紅色預(yù)警信號(hào)。

近年來對(duì)甘肅地區(qū)寒潮天氣的研究表明，甘肅春季寒潮過程較為頻繁[2]。春季正值農(nóng)、林、果、牧業(yè)的關(guān)鍵時(shí)期，寒潮天氣的發(fā)生經(jīng)常造成非常嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[3-4]。因此，深入地分析研究春季寒潮天氣個(gè)例，以便總結(jié)類似天氣過程的預(yù)報(bào)關(guān)鍵點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確預(yù)報(bào)相關(guān)天氣和及時(shí)發(fā)布相應(yīng)預(yù)警，從而更好地為相關(guān)部門提供決策依據(jù)。

1 天氣概況

2014年4月23—25日，甘肅地區(qū)自北西—東南出現(xiàn)了一次強(qiáng)寒潮天氣過程，24 h過程降溫最大達(dá)16.8 ℃，同時(shí)伴有大風(fēng)、沙塵、暴雪、霜凍等災(zāi)害性天氣，其中在寒潮出現(xiàn)前期定西、平?jīng)?、天水、隴南的部分地方還出現(xiàn)了冰雹災(zāi)害。這次過程對(duì)甘肅地區(qū)的農(nóng)、林、果、牧業(yè)造成了非常嚴(yán)重的損失，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)7.5億元（圖1）。

2 高空形勢(shì)分析

2.1 強(qiáng)冷空氣的堆積，寒潮的醞釀

在2014年4月21日8：00 500 hPa高度場(chǎng)（圖2a）中，冷空氣自其源地（歐洲）長(zhǎng)途跋涉而來，到達(dá)烏拉爾山以東時(shí)由于氣團(tuán)變性冷空氣減弱，難以達(dá)到寒潮強(qiáng)度，但從黑海到里海有明顯的暖平流，在暖平流的作用下里海附近高壓脊向北發(fā)展，脊前西北氣流加強(qiáng)，促使新冷空氣從新地島加速南下與原低槽中的冷空氣合并成一股極其寒冷的冷空氣。合并后在4月22日8：00 500 hPa高度場(chǎng)（圖2b）上冷中心變?yōu)?40 ℃，冷平流加強(qiáng)明顯，地面高壓也加強(qiáng)。

2.2 烏山脊崩潰，寒潮的暴發(fā)

從23—24日500 hPa高空?qǐng)D（圖3）上分析，23日8：00烏山脊開始崩潰，高空鋒區(qū)明顯東移南壓，低槽進(jìn)入新疆北部，帶來的強(qiáng)冷空氣使新疆天山以西出現(xiàn)了強(qiáng)烈的降溫和降雪天氣。

在23日20：00的500 hPa高空?qǐng)D上，深厚的冷槽快速分裂成為2個(gè)低值系統(tǒng)分別東移和南壓，南支槽在其前部暖平流作用下迅速發(fā)展成為蒙古氣旋，不斷分裂冷空氣南下，造成甘肅地區(qū)大范圍寒潮天氣。

3 鋒面及冷高分析

由鋒面變化圖（圖4）可以看出，此次過程中，冷空氣沿西北路徑進(jìn)入我國(guó)，于22日夜間分為兩部分進(jìn)入新疆和內(nèi)蒙古，其中進(jìn)入新疆的冷空氣在造成新疆地區(qū)強(qiáng)寒潮后繼續(xù)東移，于23日白天進(jìn)入甘肅河西；而進(jìn)入內(nèi)蒙古的冷空氣，于23日白天在中高層形成蒙古氣旋，在氣旋的作用下不斷分裂冷空氣補(bǔ)充沿新疆南下減弱的冷空氣，繼續(xù)對(duì)甘肅地區(qū)進(jìn)行影響。23日夜間開始冷鋒開始影響甘肅中部區(qū)域，24日白天鋒面影響甘肅河?xùn)|。

冷中心的移動(dòng)顯示，進(jìn)入中國(guó)前冷高壓中心最強(qiáng)值達(dá)1 040 hPa，冷空氣進(jìn)入中國(guó)新疆前分成兩部分，一部分東移進(jìn)入蒙古，中心強(qiáng)度為1 037.5 hPa，然后東移南壓；而另一部分則東移南壓到達(dá)新疆、甘肅及青海交界處，中心強(qiáng)度為1 030 hPa，到達(dá)祁連山附近時(shí)中心強(qiáng)度減弱為1 027 hPa，再東移并與進(jìn)入蒙古的冷空氣在甘肅中部匯合，匯合后中心強(qiáng)度再次增強(qiáng)至1 030 hPa。從鋒面位置的變化及冷中心的移動(dòng)來看，冷空氣的不斷補(bǔ)充與分裂再合并是造成甘肅河?xùn)|地區(qū)強(qiáng)降溫的一個(gè)重要方面。

4 中尺度天氣分析

23日白天鋒面影響甘肅河西地區(qū)，造成降溫、大風(fēng)、沙塵天氣，河?xùn)|為鋒前出現(xiàn)對(duì)流性天氣，其中定西、平?jīng)龅木植康胤竭€出現(xiàn)了冰雹災(zāi)害。通過對(duì)23日20：00實(shí)況天氣圖進(jìn)行中尺度分析（圖5）可以看出：500 hPa高空?qǐng)D上，新疆中北部有明顯的溫度槽配合深厚新疆低槽，低槽底部有大于20 m/s的急流，沿河西走廊經(jīng)平?jīng)鲋陵兾髂喜坑幸伙@著流線，同時(shí)從四川盆地向北至甘肅河?xùn)|有偏南風(fēng)，甘南、定西、隴南存在濕區(qū)（T-Td<4 ℃）；700 hPa高空?qǐng)D上，西北、西南氣流在張掖以東形成輻合切變，切變線以東有溫度脊，酒泉以東存在大范圍垂直溫差大值區(qū)（T700-500≥20 ℃），隴南、天水、平?jīng)觥c陽南部濕度條件好（T-Td<3 ℃）；地面圖上，對(duì)應(yīng)700 hPa切變線在張掖附近存在冷鋒鋒面。綜上，甘肅河西地區(qū)的大風(fēng)主要為冷空氣東移過程中高空急流動(dòng)量下傳造成的鋒后偏北大風(fēng)，從而引發(fā)大范圍沙塵天氣；河?xùn)|地區(qū)的大范圍對(duì)流性天氣主要發(fā)生在切變線東南部上冷下暖的大氣層結(jié)不穩(wěn)定的高能區(qū)域，而出現(xiàn)冰雹的定西、平?jīng)龅鹊爻凉M足以上條件外還存在明顯的上干下濕及500 hPa上西北西南分的切變。

5 寒潮暴發(fā)前的增溫及降水天氣分析

此次特強(qiáng)寒潮天氣過程，甘肅地區(qū)在強(qiáng)冷空氣來臨前受暖區(qū)控制，中底層空氣增溫明顯，河西最高氣溫升至27 ℃以上，河?xùn)|最高氣溫升至25 ℃以上，使得寒潮暴發(fā)時(shí)有更加強(qiáng)烈的降溫幅度。河?xùn)|地區(qū)強(qiáng)降溫暴發(fā)前期，從23日開始陸續(xù)出現(xiàn)了對(duì)流性天氣及雨夾雪轉(zhuǎn)雪過程，降水天氣一直持續(xù)到24日，最大降雪量達(dá)暴雪，雨雪的不斷融化蒸發(fā)需要吸收熱量從而引起周圍溫度的下降，而且在連續(xù)降水時(shí)，這種蒸發(fā)作用可以一直持續(xù)到大氣中的水汽達(dá)到飽和為止。另外，由于降水時(shí)大氣處于上升運(yùn)動(dòng)，會(huì)帶走一部分水汽，由周圍的干空氣進(jìn)行補(bǔ)充，從而降水時(shí)的蒸發(fā)作用會(huì)一直存在?？梢娪捎诮邓鸬慕禍刈饔猛瑯硬蝗莺鲆暋?/p>

6 結(jié)語

分析結(jié)果表明，此次寒潮天氣過程主要由強(qiáng)冷空氣不斷在烏拉爾山附近堆積加強(qiáng)，形成深厚的冷槽快速東移造成，屬于典型的低槽東移型寒潮[5-6]。此次甘肅地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)寒潮的主要原因可以歸納為以下3點(diǎn)：①冷空氣不斷堆積加強(qiáng)，其中500 hPa天氣圖上冷中心達(dá)到-40 ℃，地面圖上冷高壓中心達(dá)到1 040 hPa；②冷空氣的不斷補(bǔ)充與分裂再合并，冷空氣以先分裂再匯合的形式影響甘肅地區(qū)，不但擴(kuò)大了此次寒潮的影響范圍，而且增加了降溫的強(qiáng)度；③前期的增溫與降水，過程前期氣溫的明顯增加及降水天氣的發(fā)生都在此次寒潮中起到了加強(qiáng)的作用。

7 參考文獻(xiàn)

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