銅仁市2次寒潮天氣過程對比分析

胡萍 冉仙果 陳軍 何佳玥 侯燦

摘要 利用NCEP/NCAR再分析資料和常規(guī)資料，對2016年3月8—10日和2017年2月20—22日銅仁市出現(xiàn)的2次寒潮天氣過程作對比分析。結(jié)果表明，從500 hPa環(huán)流形勢來看，2016年3月8—10日寒潮過程是橫槽轉(zhuǎn)豎型，2017年2月20—22日寒潮過程是小槽發(fā)展型；從地面冷高壓路徑來看，2次冷空氣勢力強(qiáng)大，先北路、后東北路徑影響銅仁市；2016年3月8—10日寒潮過程前期地面和高空升溫較明顯，24 h降溫幅度較大。寒潮天氣過程的產(chǎn)生與冷空氣強(qiáng)度、路徑以及前期溫度密切相關(guān)。

關(guān)鍵詞 寒潮；強(qiáng)降水；橫槽轉(zhuǎn)豎；小槽；貴州銅仁

中圖分類號 P458.1+22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）13-0215-02

寒潮是貴州省冬季主要的災(zāi)害性天氣之一。寒潮是一種大規(guī)模的強(qiáng)冷空氣活動過程，其主要特點(diǎn)是劇烈降溫和大風(fēng)，有時(shí)還伴有雨、雪、雨淞、霜凍等[1]。寒潮能導(dǎo)致交通阻斷、通訊中斷、牲畜傷亡、早春晚秋作物受凍及河港封凍，給經(jīng)濟(jì)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失。在全球變暖背景下，許多學(xué)者對不同地區(qū)的寒潮活動變化規(guī)律進(jìn)行了研究[2-4]，而對貴州省的寒潮活動研究較少。

貴州省地處云貴高原東側(cè)斜坡地帶，西高東低，緯度較低，冬半年經(jīng)常受到極地南下強(qiáng)冷空氣的侵襲，出現(xiàn)寒潮天氣，張艷梅等[5]指出近48年貴州地區(qū)寒潮頻次呈下降趨勢。貴州高原的寒潮活動在各地的差異比較顯著，威寧和獨(dú)山屬于寒潮天氣多發(fā)區(qū)，而東北部邊緣和西南部邊緣寒潮天氣出現(xiàn)較少。銅仁市位于貴州省東北部地區(qū)，出現(xiàn)寒潮天氣的次數(shù)較少，因而對銅仁市的寒潮活動研究甚少。本文通過對2016年3月8—10日和2017年2月20—22日發(fā)生在銅仁地區(qū)的2次寒潮天氣過程的環(huán)流背景、影響系統(tǒng)、冷空氣活動等方面進(jìn)行對比分析，以期找出銅仁市寒潮天氣過程的成因和預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)，提高銅仁市寒潮天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。

1 天氣概況

根據(jù)中國氣象局的規(guī)定，結(jié)合貴州省具體情況，把寒潮標(biāo)準(zhǔn)修改成“雙五雙八”，即冬季（12月至翌年2月）24 h內(nèi)降溫5 ℃以上，最低氣溫降至5 ℃以下；春季、秋季24 h降溫8 ℃以上，最低氣溫降至8 ℃以下。

2016年3月8—10日銅仁市達(dá)到了寒潮標(biāo)準(zhǔn)，寒潮過程中出現(xiàn)劇烈大風(fēng)、降溫，并伴有降雪、雷雨、短時(shí)強(qiáng)降水等天氣，其中8日普降中到大雨，6站出現(xiàn)暴雨，24 h平均氣溫降幅達(dá)7.5（沿河）～10.1 ℃（萬山）；9日夜間至10日早晨全市最低氣溫降至3 ℃以下，萬山鎮(zhèn)最低氣溫降至-2.5 ℃，48 h平均氣溫降幅達(dá)11.9（思南）～13.2 ℃（萬山），并且大部分區(qū)縣還出現(xiàn)雨夾雪和降雪天氣，部分區(qū)縣地勢較高處出現(xiàn)積雪，德江積雪深度達(dá)8 cm，萬山鎮(zhèn)出現(xiàn)27 mm（含26.8 mm電線）的電線結(jié)冰。

2017年2月20—22日銅仁市大部出現(xiàn)寒潮、大風(fēng)、強(qiáng)對流及低溫雨雪天氣，其中20—21日夜間出現(xiàn)寒潮和短時(shí)強(qiáng)對流天氣，局地有大到暴雨，22—23日夜間全市普降小雨，局地中雨，部分區(qū)縣出現(xiàn)雨夾雪，萬山及地勢高處有凍雨或雨夾雪天氣。24 h平均氣溫降幅達(dá)3.9（思南）～11.9 ℃（萬山），48 h平均氣溫降幅達(dá)7.9（沿河）～15 ℃（萬山），萬山鎮(zhèn)出現(xiàn)28 mm（含26.8 mm電線）的電線積冰。

從2次寒潮天氣過程的實(shí)況來看，相同點(diǎn)是均伴有大風(fēng)、雷電、短時(shí)強(qiáng)降水、降雪、積雪等天氣，不同點(diǎn)是過程持續(xù)低溫雨雪的時(shí)間不同。2017年2月20—22日寒潮過程的低溫持續(xù)時(shí)間較長，全市48 h平均降溫幅度較??；而2016年3月8—10日寒潮過程最低氣溫較2017年2月20—22日寒潮過程最低氣溫低。24 h降幅，除萬山地區(qū)外，2016年3月8—10日寒潮過程均比2017年2月20—22日寒潮過程大。

2 環(huán)流形勢對比分析

2.1 高空環(huán)流形勢

2016年3月8—10日寒潮過程屬于橫槽轉(zhuǎn)豎型，強(qiáng)冷空氣路徑為西北路徑。谷秀杰等[6]指出，500 hPa橫槽轉(zhuǎn)豎是寒潮天氣產(chǎn)生的重要影響系統(tǒng)。由圖1（a）可知，8日20：00亞歐中高緯500 hPa為一脊一槽，脊線自70°E向西北方向伸展，高壓脊有暖脊配合發(fā)展強(qiáng)盛。貝加爾湖東南側(cè)為一橫槽，槽前等高線密集，等高線密集帶從內(nèi)蒙古北部經(jīng)華北地區(qū)直至日本海，西北風(fēng)急流中心風(fēng)速達(dá)到34 m/s。槽后有 -44 ℃冷中心與之配合，溫度槽落后于高度槽，橫槽發(fā)展加強(qiáng)。700 hPa與500 hPa形勢近似，冷中心強(qiáng)度達(dá)到-29 ℃，高空鋒區(qū)強(qiáng)度達(dá)到16 ℃/10緯距，溫度場明顯落后于高度場，西北風(fēng)風(fēng)速達(dá)到14 m/s，槽后冷平流強(qiáng)盛。850 hPa在貴州省南部有一支暖切變，東北回流影響銅仁市，8日夜間強(qiáng)降水開始。由圖1（b）可知，9日20：00 500 hPa槽脊發(fā)展東移，過程中橫槽轉(zhuǎn)豎，高空經(jīng)向度加大，槽線完全轉(zhuǎn)為東北—西南向，冷空氣暴發(fā)南下持續(xù)影響銅仁市。從貝加爾湖到華北地區(qū)有西北風(fēng)急流，強(qiáng)度維持在30 m/s；槽后溫度線與高度線接近平行，冷平流有所減弱。700、850 hPa在貴州省上空仍維持強(qiáng)鋒區(qū)和強(qiáng)冷平流區(qū)。700、850 hPa銅仁市24 h降溫分別達(dá)到4、8 ℃。

2017年2月20—22日寒潮過程屬于小槽發(fā)展型，冷空氣路徑為西北路徑。20日8：00，弱脊處于銅仁市中部，高層輻散，在烏拉爾山長波脊在90°E附近建立，因而20日白天天氣晴好。由圖1（c）可知，20日20：00長波脊加深且東移至100°E附近，中低緯小槽東移至貴州省西部，該槽線上有冷平流，且槽前呈疏散狀，即槽線上有正渦度平流，有利于小槽發(fā)展，此時(shí)銅仁市受槽前西南氣流、低空急流以及中低層切變影響。由圖1（d）可知，21日20：00長波脊移至110°E附近，中低緯小槽繼續(xù)東移，偏西南急流加強(qiáng)，700、850 hPa低空急流加強(qiáng)，切變東移南壓至銅仁市中部，呈東北—西南向，高低空配置，使20—21日夜間出現(xiàn)強(qiáng)降溫及強(qiáng)降水天氣。22日8：00銅仁市主要受偏西氣流影響，由于中高緯脊不斷東移南下，帶動脊后冷空氣不斷南下并持續(xù)影響銅仁市。

從500 hPa形勢場來看，2016年3月8—10日寒潮過程的24 h降溫幅度大于2017年2月20—22日寒潮過程的24 h降溫幅度，但是由于23日有冷空氣繼續(xù)補(bǔ)充南下影響銅仁市，因而2017年2月20—22日寒潮過程48 h降溫幅度較大。

2.2 地面形勢

2016年3月8日20：00，冷高壓中心位于西西伯利亞，強(qiáng)度為1 064 hPa；9日20：00高壓主體位置維持，強(qiáng)度為1 060 hPa，銅仁市氣壓梯度增大。3 h變壓繼續(xù)加強(qiáng)，貴州省大部分地區(qū)處于3 h變壓為2～4 hPa的強(qiáng)度范圍內(nèi)。此次銅仁市大風(fēng)寒潮天氣過程是在高空強(qiáng)冷平流和動量下傳、地面強(qiáng)冷空氣造成的強(qiáng)氣壓梯度和變壓的有利高低空系統(tǒng)配置下產(chǎn)生的。

2017年2月21日8：00地面圖上，高壓中心移至新疆北部，強(qiáng)度為1 043 hPa，1 015 dagpm線影響銅仁市東北部；22日8：00，冷高壓中心東移至貝加爾湖南側(cè)，強(qiáng)度為1 038 hPa，此時(shí)1 025 dagpm線已經(jīng)移至銅仁市中部一帶，冷空氣進(jìn)一步影響銅仁市，氣壓梯度增大。

通過對比發(fā)現(xiàn)，2次寒潮過程的冷高壓移動路徑均為西北路徑，冷空氣均是先北路、后東北路徑影響銅仁市。2016年3月8—10日寒潮過程冷高壓中心強(qiáng)度較強(qiáng)，使大部地區(qū)24 h降溫幅度較2017年2月20—22日寒潮過程強(qiáng)。

3 結(jié)論

從高空環(huán)流形勢、地面冷高壓的強(qiáng)度及其前沿的氣壓梯度可以初步判斷出冷空氣的強(qiáng)度、冷空氣能否影響銅仁地區(qū)、地面冷高壓是否進(jìn)入關(guān)鍵區(qū)以及850 hPa是否有東北回流相關(guān)聯(lián)，而高空環(huán)流形勢的演變則進(jìn)一步揭示了冷空氣移動路徑及具體的影響時(shí)間。2016年3月8—10日銅仁市寒潮過程屬于冷空氣堆積，冷高壓主體不變，配合高空的橫槽轉(zhuǎn)為東北—西南走向，在槽后暴發(fā)，移速較快，加上前期為地面熱低壓控制，銅仁市氣溫高，因而后期降溫幅度大，但降雨（雪）持續(xù)時(shí)間短。2017年2月20—22日銅仁市寒潮過程屬于冷高壓東移南下，移速較慢，前期銅仁市氣溫不高，因而24 h降溫幅度較2016年3月8—10日寒潮過程弱，但后期持續(xù)補(bǔ)充冷空氣影響，出現(xiàn)持續(xù)低溫雨雪天氣。從500 hPa環(huán)流形勢來看，2016年3月8—10日銅仁市寒潮過程是橫槽轉(zhuǎn)豎型，2017年2月20—22日銅仁市寒潮過程是小槽發(fā)展型；從地面冷高壓路徑來看，2次冷空氣勢力強(qiáng)大，先北路、后東北路徑影響銅仁市。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 楊民，王鵬祥，孫蘭東，等.一次寒潮天氣綜合診斷[J].干旱氣象，1999（4）：6-9.

[2] 胡中明，王曉明，石大明.吉林省春秋季寒潮的氣候特征分析[J].吉林氣象，2004（2）：2-4.

[3] 劉婕，徐曉波.全球變暖背景下大連地區(qū)寒潮活動的氣候變化[J].大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，33（1）：154-156.

[4] 任曉燕，葛姣，梁鈺，等.河南省寒潮特征分析與中期預(yù)報(bào)[J].河南氣象，2002（4）：9-10.

[5] 張艷梅，張普宇，顧欣，等.貴州高原寒潮災(zāi)害的氣候特征分析[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2010，31（1）：151-154.

[6] 谷秀杰，李周，魯坦，等.2006年4月11—12日寒潮天氣成因[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2007，30（增刊1）：19-21.