吉林省大風(fēng)分析

王曉騰　徐馳　段家月

摘 要：利用MICAPS資料、吉林省地面氣象站對2018年11月26日吉林省中部發(fā)生的一次大風(fēng)天氣過程進(jìn)行分析。結(jié)果表明，大風(fēng)是吉林省常見災(zāi)害性天氣之一，每年給吉林省造成很大災(zāi)害，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的損失;同時也受地形因素的作用，吉林省中部處于東北平原，大興安嶺和長白山脈均為西南-東北走向，狹管效應(yīng)造成了此區(qū)域多大風(fēng)天氣;冷渦、高空槽和低壓等是此次大風(fēng)天氣過程的主要影響系統(tǒng);槽前西南風(fēng)和等壓線斜交，使得氣壓梯度加大，低壓前部暖空氣密度加大，高空風(fēng)動量下傳的地面風(fēng)速有所增加，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)大風(fēng)天氣過程。低壓前部存在的暖平流導(dǎo)致低壓近地面層存在有較為明顯的負(fù)變壓中心，變壓風(fēng)導(dǎo)致地面的風(fēng)速有所增加，低壓前部氣壓梯度力較大的地方極易出現(xiàn)大風(fēng);低壓與地形密切配合是大風(fēng)產(chǎn)生的主要原因，低壓前部以西南風(fēng)為主與地形高度契合，有利于產(chǎn)生大風(fēng)天氣。

關(guān)鍵詞：溫度平流;變壓;低壓;高空槽

中圖分類號：S16

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191015060

引言

大風(fēng)是吉林省常見災(zāi)害性天氣之一，氣旋大風(fēng)、冷鋒后偏北大風(fēng)、高壓后部偏南大風(fēng)、溫帶氣旋、氣壓大風(fēng)與雷雨冰雹大風(fēng)等每年給吉林省造成很大災(zāi)害，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成很大的損失。同時受地形因素的作用，吉林省中部處于東北平原，大興安嶺和長白山脈均為西南-東北走向，狹管效應(yīng)造成了此區(qū)域多大風(fēng)天氣。在實際的氣象觀測工作當(dāng)中，往往將瞬時風(fēng)速不小于17m/s的風(fēng)定義為大風(fēng)。朱乾根對我國大風(fēng)天氣進(jìn)行分析，得出我國大風(fēng)天氣表現(xiàn)出夏少春多，南少北多，內(nèi)陸少沿海多等特點。大風(fēng)預(yù)報通常使用統(tǒng)計學(xué)預(yù)報、天氣氣候?qū)W預(yù)報、模式直接輸出等多種方法。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

吉林省位于我國東北部地區(qū)，地處E121°38'～131°19'及N40°50'～46°19'之間，其東部連接俄羅斯，南部臨近遼寧省，東南部與朝鮮隔江相望，西部靠近內(nèi)蒙古自治區(qū)，北部與黑龍江省相互接壤。吉林省土地總面積為18.74萬km2，境內(nèi)包括平原、山地、丘陵、盆地等多種地貌類型，并整體呈現(xiàn)出自東南向西北逐漸傾斜的趨勢。該省位于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，表現(xiàn)出四季分明、春季干燥且風(fēng)沙較多，夏季溫度較高且雨水較多，秋季涼爽，冬季溫度較低且持續(xù)時間長等特點。據(jù)多年氣象觀測資料統(tǒng)計得出，吉林省夏季平均溫度高于23℃，冬季平均溫度低于-11℃，溫度日較差位于35～42℃之間。年平均降水量位于400～600mm之間，其中夏季降水最為充沛，占全年總降水量的80%左右，日照時數(shù)位于2259～3016h之間，日照較為充沛。受到當(dāng)?shù)氐匦巍夂虻榷喾N因素的影響，導(dǎo)致吉林省大風(fēng)、干旱、冰雹等氣象災(zāi)害頻發(fā)，對當(dāng)?shù)孛癖娙粘Ｉa(chǎn)生活構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。大風(fēng)災(zāi)害作為吉林省常見的災(zāi)害性天氣之一，造成的影響與損失不容忽視。

1.2 資料與方法

本文利用地面氣象觀測資料、MICAPS常規(guī)資料，并結(jié)合天氣學(xué)原理，對大風(fēng)天氣過程的環(huán)流形勢、海平面氣壓、地形因素等進(jìn)行分析。

2 天氣實況

2018年11月26日8∶00—20∶00，吉林省中部出現(xiàn)分散性陣雪天氣，中部觀測站都出現(xiàn)了大范圍的西南和偏南大風(fēng)，平均風(fēng)力最大為7級，而瞬時風(fēng)力最大為10級。此次大風(fēng)天氣過程造成道路護欄刮壞，眾多樹木刮倒，室外廣告牌刮落砸壞車輛以及設(shè)施農(nóng)業(yè)損壞等較大的災(zāi)害。

3 形勢分析

由圖1能夠看出，大風(fēng)天氣過程前期歐亞大陸中高緯度環(huán)境較為平直，高壓脊出現(xiàn)在巴湖地區(qū)并逐漸發(fā)展至新疆地區(qū)，與此同時其強度有所增加，脊前西北氣流加強，上下游效應(yīng)造成貝加爾湖東部的冷渦逐漸加強，北渦南槽的形式更加明顯，貝加爾湖北部的強冷空氣沿著槽后呈現(xiàn)出下滑趨勢，而且有明顯的冷平流出現(xiàn)在槽中，且斜壓性逐漸增強，與此同時高空槽位于地面鋒線之后，此次過程屬于較為典型的第一型冷鋒天氣。自東北北部至山東半島存在有較為明顯的切變線。高空槽抵達(dá)吉林省西部，吉林省中部處于槽前和低壓氣旋前部，等壓線密集，氣壓梯度力很強有利于產(chǎn)生西南偏南大風(fēng)。綜上可知，此次大風(fēng)天氣由冷渦、高空槽和低壓共同產(chǎn)生。

4 大風(fēng)預(yù)報方法分析

此次大風(fēng)屬于低壓和氣旋大風(fēng)，適合利用天氣模型與物理量診斷相結(jié)合的方法。由于槽后脊前西北風(fēng)攜帶著大量的強冷空氣產(chǎn)生堆積，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)強氣壓梯度風(fēng)。地面氣壓迅速升高導(dǎo)致變壓風(fēng)的強度較強，此時冷空氣逐漸下沉而動量也逐漸下傳。大風(fēng)發(fā)生區(qū)域的低壓前部梯度最大，而且低壓強度越強，大風(fēng)持續(xù)時間越長、風(fēng)速越大。統(tǒng)計大風(fēng)區(qū)域內(nèi)的氣壓差、位勢高度差、垂直速度、渦度平流、溫度平流等氣象要素得出，在500hPa位置處，由東北北部至華北中部存在著低壓帶且強度比較強;在700hPa及850hPa位置處也存在有相對應(yīng)的切變線，且具有深厚的高空槽;自500hPa至地面吉林省西部一直存在有冷平流，且強度較強。與地面冷鋒相配合的高空槽越深，其槽后存在的冷平流的強度越強，同時對于加深高空槽越有利。槽前西南風(fēng)和等壓線斜交，使得氣壓梯度加大，低壓前部暖空氣密度加大，高空風(fēng)動量下傳的地面風(fēng)速有所增加，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)大風(fēng)天氣過程。

低壓前部存在的暖平流導(dǎo)致低壓近地面層存在有較為明顯的負(fù)變壓中心，變壓風(fēng)導(dǎo)致地面的風(fēng)速有所增加，低壓前部氣壓梯度力較大的地方極易出現(xiàn)大風(fēng)。因此，需要對地面鋒區(qū)、垂直速度、急流、正負(fù)變壓大值區(qū)等進(jìn)行分析。冷暖空氣活動在暖鋒前后24h變壓分布中發(fā)揮著重要作用，而且24h變壓數(shù)值是預(yù)報低壓大風(fēng)的良好指標(biāo)。11月26日20∶00低壓前后正負(fù)變壓之間的差值為10hPa，而低壓前部西南風(fēng)在變壓梯度較大的正變壓中心附近為10級，大風(fēng)出現(xiàn)在負(fù)變壓中心附近變壓梯度最大的地方。

5 地形對大風(fēng)的影響

大風(fēng)產(chǎn)生在吉林省中部，大興安嶺和長白山之間的東北平原上，摩擦力小;大風(fēng)的走向與大興安嶺和長白山的走向基本一致，且呈NE—SW向，而且主要位于長白山脈的西側(cè)，狹管效應(yīng)促進(jìn)了大風(fēng)的產(chǎn)生。低壓與地形密切配合是大風(fēng)產(chǎn)生的主要原因，低壓前部以西南風(fēng)為主與地形高度契合，有利于產(chǎn)生大風(fēng)天氣。

6 結(jié)論

大風(fēng)是吉林省常見災(zāi)害性天氣之一，每年給吉林省造成很大災(zāi)害，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成很大的損失;同時受地形因素的作用，吉林省中部處于東北平原，大興安嶺和長白山脈均為西南-東北走向，狹管效應(yīng)造成了此區(qū)域多大風(fēng)天氣;冷渦、高空槽和低壓等是此次大風(fēng)天氣過程的主要影響系統(tǒng);槽前西南風(fēng)和等壓線斜交，使得氣壓梯度加大，低壓前部暖空氣密度加大，高空風(fēng)動量下傳的地面風(fēng)速有所增加，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)大風(fēng)天氣過程，低壓前部存在的暖平流導(dǎo)致低壓近地面層存在有較為明顯的負(fù)變壓中心，變壓風(fēng)導(dǎo)致地面的風(fēng)速有所增加，低壓前部氣壓梯度力較大的地方極易出現(xiàn)大風(fēng);低壓與地形密切配合是大風(fēng)產(chǎn)生的主要原因，低壓前部以西南風(fēng)為主與地形高度契合，有利于產(chǎn)生大風(fēng)天氣。

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作者簡介：

王曉騰（1984-），本科，工程師。研究方向：天氣預(yù)報;段家月（1991-），女，本科，助理工程師。研究方向：大氣物理;徐馳（1990-），本科，助理工程師。研究方向：大氣科學(xué)。