烏魯木齊市2017年3月東南大風(fēng)診斷分析

刁曉蕓，馮麗曄，樊瑞瑞，周德偉，刁 平

（1.烏魯木齊市氣象局，新疆 烏魯木齊 830002；2.臨汾市氣象局；3.瓦房店市氣象局）

1 過程概況

2017年3月30日烏魯木齊市大部區(qū)域出現(xiàn)東南大風(fēng)，這也是2017年首場東南大風(fēng)進入城區(qū)，伴隨著大風(fēng)，首府平均氣溫也由近1個月的偏低，突升到平均值以上，最高氣溫達20.4℃。這場東南大風(fēng)范圍：南到永豐，北至開發(fā)區(qū)，西到八鋼，東至野生動物園。瞬間極大風(fēng)速：城區(qū)18.5 m/s，八鋼 20.4 m/s，開發(fā)區(qū) 17.9 m/s，四十八中 20.2 m/s，烏拉泊 21.4 m/s，紅雁池 27.2 m/s，種牛場 18.5 m/s，野生動物園18.6 m/s，永豐18.2 m/s，祁家溝19.6 m/s。最大風(fēng)速出現(xiàn)在紅雁池，達8級，大部區(qū)域6～7級。

2 環(huán)流背景

2.1 天氣形勢

2017年3月29日08時500 hPa高空圖顯示，從巴爾喀什湖到新疆為長波脊控制，2017年3月29日08時地面圖蒙古冷高壓位于新疆東部，中心強度1 040 hPa，達坂城至烏魯木齊城區(qū)位于高壓外圍順轉(zhuǎn)東南風(fēng)方向。

2.2 地面氣壓差

從多年烏魯木齊東南大風(fēng)個例可知，存在吐魯番（51573）、達坂城（51477）與城區(qū)（51463）之間的地面氣壓差，這是東南大風(fēng)的充分條件，即有東南大風(fēng)必有氣壓差，但有氣壓差不一定有東南大風(fēng)[1]。分析EC細網(wǎng)格2017年3月30日08時海平面氣壓零時次資料，位于烏魯木齊東南方的達坂城（51477）、吐魯番（51573）有閉合高壓，城區(qū)為閉合低壓，最大氣壓差 3～ 4 hPa（圖 1）。

圖1 2017年3月30日08時海平面氣壓分析

2.3 850 hPa風(fēng)場

圖2 2017032820-3011 EC 850 hPa UV風(fēng)速預(yù)報

2017032820-3011 EC 850 hPa UV風(fēng)速預(yù)報（見圖2），提前39 h預(yù)報了以城區(qū)為中心，周邊附近的東南大風(fēng)，極大風(fēng)速預(yù)報28.0 m/s（出現(xiàn)在11時），實況是在城區(qū)南部的紅雁池極大風(fēng)速27.0 m/s（出現(xiàn)在10時）、極大風(fēng)速27.2 m/s（出現(xiàn)在16時）。

3 動力條件

3.1 城市地形與動量下傳

首府地形呈現(xiàn)南高北低、東高西低特征，高度在600～1 000 m之間，城北 （烏魯木齊市米東區(qū)氣象站）601.2 m，城南（烏魯木齊市氣象站）918.7 m，紅雁池1 010.2 m，烏拉泊1 100.0 m，城市東南方為淺山區(qū)[2]，另外，雅瑪里克山最高區(qū)位于城市西南，并向西延伸，使得整個城市處于山背坡的坡地地形上（見圖 3）。

冬季由于有逆溫層存在，經(jīng)達坂城谷地加速的東南風(fēng)沿850hPa向上吹，一般不能進入城區(qū)；春季當(dāng)逆溫層破壞，下坡風(fēng)可將850hPa具有大動量的空氣帶到地面，使地面出現(xiàn)強風(fēng)，因此，才可以用850hPaUV風(fēng)速預(yù)報來表示地面東南大風(fēng)的強度。

圖3 烏魯木齊地理條件與東南風(fēng)

2017年3月30日烏魯木齊市氣象站邊界層風(fēng)廓線雷達觀測，大的動量開始出現(xiàn)在30日09：30，高空50～1500 m的風(fēng)速為28～32 m/s，隨后紅雁池在10：30、12：00 出現(xiàn)極大風(fēng)速為 27.2 m/s的東南大風(fēng)；12：00在50～1 500 m的高空風(fēng)速再次加大到40～60 m/s，隨后城區(qū)在14：00出現(xiàn)極大風(fēng)速18.5 m/s的東南大風(fēng)。

2012年“330”東南大風(fēng)：第一次動量下傳過程，從29日3時開始，高空700～1700m風(fēng)速40～60m/s，動量下傳，地面風(fēng)速加大，到08時達最大28.1 m/s；第二次動量下傳過程，從29日9時開始，高空500～1 500 m風(fēng)速28～60 m/s，動量下傳，地面風(fēng)速再次加大，到12時達最大30.3 m/s。

3.2 穩(wěn)定度參數(shù)和斯科勒參數(shù)的垂直分布

運用Micaps3.1可得到規(guī)定層物理量：高度、位溫、風(fēng)向、風(fēng)速。對某一規(guī)定層偏微分方程數(shù)值求解，通過計算即可得到兩場東南大風(fēng)前高空層結(jié)穩(wěn)定度參數(shù)和斯科勒參數(shù)。結(jié)果表明，各層結(jié)穩(wěn)定度參數(shù)和斯科勒參數(shù)向上呈現(xiàn)遞減，斯科勒參數(shù)遞減更明顯,說明這兩場進城的東南大風(fēng)，是背風(fēng)坡上產(chǎn)生了背風(fēng)波，形成下坡型東南大風(fēng)。具體結(jié)果如下：（1）2012年3月30日紅雁池、城區(qū)至八鋼一帶強東南大風(fēng)：29日20時烏魯木齊市站上空強背風(fēng)波發(fā)展時，探空分析穩(wěn)定度參數(shù)和斯科勒參數(shù)的垂直分布，在809 hPa穩(wěn)定度參數(shù)出現(xiàn)極大值，809 hPa（海拔1 969.8 m）明顯穩(wěn)定，斯科勒參數(shù)極大值在700 hPa（海拔 3 140.0 m）。 （2）2017 年 3 月 30 日烏拉泊、紅雁池、城區(qū)等地的東南大風(fēng)：29日20時烏魯木齊市站上空背風(fēng)波發(fā)展時，探空分析穩(wěn)定度參數(shù)和斯科勒參數(shù)的垂直分布，在850 hPa（1 540 m）穩(wěn)定度、斯科勒參數(shù)達極大值，并且兩參數(shù)向上減小。

4 結(jié)論

（1）2017年3月29日08時 500 hPa高空，從巴爾喀什湖到新疆為長波脊控制，29日08時地面圖蒙古冷高壓位于新疆東部，中心強度1 040 hPa，達坂城至烏魯木齊城區(qū)位于高壓外圍順轉(zhuǎn)東南風(fēng)方向，為典型的回流型東南大風(fēng)。（2）達坂城、吐魯番與城區(qū)之間的地面氣壓差，是東南大風(fēng)的充分條件，即有東南大風(fēng)必有氣壓差。3月30日08時東南方的達坂城（51477）、吐魯番（51573）有閉合高壓，城區(qū)為閉合低壓，最大氣壓差3～4 hPa。（3）由于動量下傳，3月28日EC 850 hPa UV風(fēng)速預(yù)報，提前39 h預(yù)報了以城區(qū)為中心，周邊附近的東南大風(fēng)；3月30日邊界層風(fēng)廓線雷達觀測表明，高空50～1 500 m大的動量先后出現(xiàn)后，紅雁池、城區(qū)相繼出現(xiàn)東南大風(fēng)。（4）從達坂城到烏拉泊紅雁池一帶冬季東南風(fēng)頻繁，烏拉泊紅雁池一帶有時可以達到大風(fēng)以上量級，由于城區(qū)高空有逆溫層存在，大氣層結(jié)穩(wěn)定，天氣現(xiàn)象表現(xiàn)為霧；春季逆溫層破壞，當(dāng)高空層結(jié)的穩(wěn)定度、斯科勒參數(shù)達到下坡風(fēng)條件，東南大風(fēng)就可能進入城區(qū)，2017年3月30日和2012年3月30日的穩(wěn)定度、斯科勒參數(shù)證明了這一點。

[1]孟齊輝，呂斌，刁平.烏魯木齊地區(qū)東南大風(fēng)分布規(guī)律的研究[J].新疆氣象，1995，18（1）：6-10.

[2]宋麗莉，吳戰(zhàn)平，秦鵬，等.復(fù)雜山地近地層強風(fēng)特征分析[J].氣象學(xué)報，2009，67（3）：453-460.