2018年華北寒潮天氣的強(qiáng)降溫及大風(fēng)分析

王萬(wàn)筠，盧煥珍，卜清軍，殷海濤

(1.天津市濱海新區(qū)氣象局 天津300457；2.天津市氣象臺(tái) 天津300074)

0 引 言

寒潮多指冬半年來(lái)自極地或高緯度地區(qū)的寒冷空氣向低緯度地區(qū)侵襲的過(guò)程，常伴有雨雪和大風(fēng)天氣，對(duì)交通、電力以及畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)都有很大影響。在全球變暖的氣候背景下，有研究表明[1-2]北半球低溫事件頻發(fā)。謝韶青等[2]研究了近 16年來(lái)歐亞大陸中緯度地區(qū)低溫事件頻發(fā)的原因后指出，1998年以來(lái)冬季西伯利亞高壓增強(qiáng)并向西北擴(kuò)展，伴隨著歐亞大陸中緯度地區(qū)冬季北風(fēng)增強(qiáng)，西風(fēng)減弱，寒潮事件頻發(fā)且持續(xù)時(shí)間增長(zhǎng)。段立瑤等[3]對(duì)環(huán)渤海地區(qū)寒潮時(shí)空分布及變化特征進(jìn)行了分析，指出：在氣候變暖背景下，環(huán)渤海地區(qū)區(qū)域寒潮次數(shù)明顯減少，但特強(qiáng)寒潮即極端寒潮事件并未減少。2018年初春華北地區(qū)氣溫驟降，連續(xù) 2d出現(xiàn)了寒潮天氣，部分地區(qū)達(dá)到強(qiáng)寒潮的等級(jí)。

很多專家在寒潮的冷空氣源地、路徑、寒潮中短期環(huán)流演變形勢(shì)特征及影響系統(tǒng)等方面進(jìn)行了很多深入的研究[4-8]。近年來(lái)，濕位渦作為綜合反映大氣動(dòng)力、熱力和水汽作用的物理量，也被廣泛應(yīng)用到暴雪以及冷空氣的分析中[9-13]，并得到了許多有價(jià)值的結(jié)論。王麗等[9]應(yīng)用濕位渦理論分析了湖北省一次罕見(jiàn)寒潮天氣，發(fā)現(xiàn)濕位渦斜壓項(xiàng)的時(shí)空演變和強(qiáng)冷空氣的發(fā)展、移動(dòng)、氣溫陡降有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。陸爾等[10]根據(jù)位渦分析揭示出 1991年 5～7月冷空氣主要從北方或東北方南下，從大氣低層進(jìn)入我國(guó)江淮流域。紀(jì)策等[11]在分析昌吉地區(qū)一次春季強(qiáng)寒潮的強(qiáng)降溫成因中，利用等熵面上的高位渦帶來(lái)揭示強(qiáng)冷空氣的發(fā)展和移動(dòng)。

2018年4月2～4日華北地區(qū)氣溫驟降，大部分地區(qū)連續(xù)2d出現(xiàn)了24h內(nèi)最低氣溫下降8℃以上，部分地區(qū)最低氣溫降幅達(dá)到 12℃以上，伴有雨雪和大風(fēng)天氣。按照冷空氣等級(jí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 20484—2006)，此次華北地區(qū)的強(qiáng)降溫達(dá)到了寒潮的標(biāo)準(zhǔn)。多地出現(xiàn)晚霜凍以及低溫凍害，造成果樹(shù)及農(nóng)作物等大面積減產(chǎn)或絕收。河北省部分地區(qū)的一些企業(yè)廠房和村民牛棚、雞舍、豬棚等被雪壓塌，部分房屋倒塌或嚴(yán)重受損，經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 3億元以上。山西省受低溫凍害及雪災(zāi)影響，經(jīng)濟(jì)損失也達(dá) 3億元以上，其中山西省古縣一地 1.53萬(wàn) hm2核桃減產(chǎn) 90%以上，0.067萬(wàn) hm2小麥、0.027萬(wàn) hm2中藥材、0.027萬(wàn)hm2油用牡丹受到輕微凍害，67余hm2蘋果等果樹(shù)幾乎絕收。此次寒潮天氣過(guò)程降溫幅度大，影響范圍廣，受災(zāi)嚴(yán)重。

在初春季節(jié)出現(xiàn)如此大范圍的寒潮乃至強(qiáng)寒潮天氣，極為少見(jiàn)。本文利用常規(guī)天氣觀測(cè)資料、NCEP再分析資料(水平分辨率 1°×1°)，分析了此次強(qiáng)寒潮過(guò)程的環(huán)流形勢(shì)，進(jìn)行了物理量診斷，并利用濕位渦理論分析了強(qiáng)降溫和大風(fēng)的原因。希望對(duì)今后寒潮過(guò)程的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)、預(yù)警和防災(zāi)減災(zāi)提供一些參考。

1 天氣實(shí)況及形勢(shì)分析

1.1 天氣實(shí)況

圖1 最低氣溫24小時(shí)變化和24小時(shí)內(nèi)的大風(fēng)區(qū)(17.2m/s以上)Fig.1 24-hour variation of minimum temperature and high wind(17.2m/s or more)area within 24hours

此次華北地區(qū)的寒潮天氣過(guò)程氣溫驟降，24h降溫幅度大，且連續(xù) 2d的降溫幅度都達(dá)到了寒潮的標(biāo)準(zhǔn)。從 4月 2日至 3日最低氣溫的 24h變化圖(圖1a)中可以看到，華北西北部 24h最低氣溫已經(jīng)出現(xiàn)了大于 10℃的降溫，最低氣溫在-4～-8℃，達(dá)到了寒潮的標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 20484—2006)。部分地區(qū)最低氣溫的降溫幅度在 10℃以上，達(dá)到了強(qiáng)寒潮的標(biāo)準(zhǔn)。其中最強(qiáng)降溫出現(xiàn)在內(nèi)蒙古太仆寺旗，最低氣溫變溫達(dá)到 17℃。3～4日降溫持續(xù)(如圖1b)，此時(shí)華北中東部的大部分地區(qū) 24h最低氣溫下降 8℃以上，大部分地區(qū)最低氣溫降至 4℃以下。部分地區(qū)強(qiáng)降溫在 10℃以上，河北省中部固安、雄縣甚至降溫達(dá)到 12℃，天津市降溫也達(dá)到 11℃。選取天津北辰、河北固安、河北雄縣小時(shí)氣溫變化曲線來(lái)分析此次寒潮天氣的氣溫演變過(guò)程(如圖1c)，降溫由 2日08:00一直持續(xù)到 3日 22:00，從 2日白天最高氣溫接近 30℃一直降至 3日凌晨最低氣溫降至 0℃以下，最高最低氣溫之間的日變化幅度達(dá) 30℃左右。過(guò)程中降溫幅度較大的分為2個(gè)時(shí)段，一是2日白天10:00～16:00，二是 3日 06:00～20:00。此外一直到5日，華北地區(qū)氣溫都維持在10℃以下。冷空氣在影響了我國(guó)東部大部分地區(qū)的同時(shí)，自北向南多地出現(xiàn)了8級(jí)以上的大風(fēng)(圖1a，1b)。

此次寒潮天氣影響范圍大，強(qiáng)度強(qiáng)，低溫持續(xù)影響時(shí)間長(zhǎng)，降溫的同時(shí)還出現(xiàn)了雨雪大風(fēng)的災(zāi)害性天氣。本文對(duì)此次寒潮的極端性進(jìn)行了初步探討，希望對(duì)今后華北地區(qū)寒潮過(guò)程的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)能夠提供一些定量化參考。

1.2 天氣形勢(shì)

圖2 500hPa高度場(chǎng)(單位：dagpm)和溫度場(chǎng)(陰影，單位：℃)：4月2日20:00高度場(chǎng)(單位：dagpm)、溫度場(chǎng)(陰影，單位：℃)及風(fēng)場(chǎng)(單位：m·s-1)：Fig.2 Geopotential height(unit：dagpm)and temperature field(shadow，unit：℃)at 500hPa：

寒潮爆發(fā)前 500hPa(圖略)上，極渦在亞洲地區(qū)的冷中心位于薩彥嶺，冷中心值為-48℃。2日 20:00(圖2a)系統(tǒng)東移南下的過(guò)程中處于薩彥嶺至貝加爾湖地區(qū)的下坡地形，冷空氣南下東移中有所加強(qiáng)。3日 08:00(圖2b)中心值加強(qiáng)為-52℃，在鄂霍次克海地區(qū)形成閉合的冷渦。極渦在泰梅爾半島附近，中心略有減弱，而位置少動(dòng)。在極渦和冷渦之間，薩彥嶺以東形成弱脊。冷渦向西南方向伸展出橫槽。此時(shí)的溫度槽明顯落后于高度槽。槽后的偏北氣流引導(dǎo)冷空氣向南爆發(fā)。700hPa冷中心達(dá)到-32℃，850hPa達(dá)到-24℃(圖2c、2d)。與天氣學(xué)原理中所提到的典型寒潮過(guò)程冷中心的強(qiáng)度相比，此次過(guò)程僅500hPa和 700hPa冷中心的強(qiáng)度達(dá)到了寒潮爆發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，850hPa冷中心的強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到華北地區(qū)常見(jiàn)的寒潮天氣爆發(fā)閾值。在實(shí)際預(yù)報(bào)中，常使用850hPa變溫來(lái)預(yù)報(bào)強(qiáng)降溫事件。在 2日 20:00 850hPa溫度在京津地區(qū)很高，達(dá)到 15℃，至 3日20:00，氣溫降至-3℃(圖略)。850hPa的24h變溫達(dá)到18℃，可以預(yù)報(bào)出地面將有8～10℃的降溫。

但是 4日 20時(shí)(圖略)，850hPa溫度為-7℃，3～4日24h變溫僅有4℃，而在實(shí)際預(yù)報(bào)中，也出現(xiàn)了華北東部寒潮的漏報(bào)情況。

地面圖中，2日 20:00(圖2e)地面冷高壓中心位于貝加爾湖以西，中心強(qiáng)度為 1040hPa，與天氣學(xué)原理中提到的典型寒潮過(guò)程相比，并沒(méi)有特別強(qiáng)。我國(guó)東部為低壓控制，東北地區(qū)以北以及華北地區(qū)東部分別有低壓中心。高低壓中間等值線非常密集。高壓前沿的冷鋒鋒面大致由東北地區(qū)東部經(jīng)渤海延伸至我國(guó)河套地區(qū)。3日 08:00(圖2f)地面冷高壓中心東移南下，其東移12個(gè)經(jīng)度左右，但南下不足5個(gè)緯度。冷空氣南下受阻，主要是因?yàn)槠淠蟼?cè)低壓倒槽影響。冷空氣東移后以回流形勢(shì)影響華北地區(qū)中東部，是典型的降雪天氣形勢(shì)。但是由于冷鋒的移動(dòng)較為緩慢，而容易忽視寒潮天氣的發(fā)生。

因此僅從天氣形勢(shì)場(chǎng)上，無(wú)法判斷此次寒潮過(guò)程的強(qiáng)度，在預(yù)報(bào)方面還需要結(jié)合其他的條件進(jìn)行進(jìn)一步分析。

2 強(qiáng)降溫以及強(qiáng)風(fēng)成因

根據(jù)朱乾根等著《天氣學(xué)原理和方法》，局地的溫度變化主要決定于溫度平流和非絕熱因子的作用。溫度平流主要考慮平流冷暖性質(zhì)和強(qiáng)度；非絕熱因子包括輻射、水汽凝結(jié)、蒸發(fā)和地面感熱對(duì)氣溫的影響。從天津單站的溫度變化曲線(圖1c)上可以看到，降溫主要發(fā)生在 2日～3日，過(guò)程中降溫幅度較大的分為 2個(gè)時(shí)段，一是 2日白天 10:00～16:00，二是3日06:00～20:00。尤其是3日白天的輻射增溫并沒(méi)能抵消降溫的趨勢(shì)。2日夜間至3日由于降雪天氣影響，天空云量較多，不滿足晴空輻射降溫的條件?？梢?jiàn)在此次降溫過(guò)程中輻射的作用并不突出。

2.1 溫度平流

4月1日20:00，850hPa冷平流區(qū)出現(xiàn)在內(nèi)蒙邊境，中心值超過(guò)-100×10-5℃/s，表明冷空氣之強(qiáng)(圖略)，冷平流呈帶狀分布。在高空偏北氣流的引導(dǎo)下，強(qiáng)冷平流帶向南移動(dòng)。在 2日 08時(shí)(圖3a)，京津地區(qū)出現(xiàn)暖平流，中心值為 20×10-5℃/s，在 2日全天華北地區(qū)東部都受此暖平流影響，出現(xiàn)了日最高氣溫接近 30℃。降溫之前的升溫，進(jìn)一步加大了變溫的幅度。同時(shí)冷暖平流之間等值線非常密集，密集帶附近冷暖平流變化大，將會(huì)出現(xiàn)氣溫驟降，造成了 2日白天10:00至16:00較強(qiáng)幅度的降溫。

2日 08:00冷平流在東北地區(qū)還維持了超過(guò)-100×10-5℃/s的中心值，在內(nèi)蒙古中西部的冷平流中心有所減弱。3日 08:00(如圖3b)東北地區(qū)的強(qiáng)冷平流區(qū)東移經(jīng)渤?；亓髦寥A北東部，冷空氣采取東路影響華北東部。另一股冷空氣采取中路，經(jīng)河套地區(qū)南下影響山西及河北西部。850hPa冷平流中心的位置變化，表明了冷空氣的移動(dòng)路徑。兩股冷空氣在3日 08:00大范圍影響我國(guó)中東部地區(qū)的時(shí)候，中心值仍能維持在-60×10-5℃/s。冷平流的出現(xiàn)，受日變化的影響較小，3日的全天平流維持了較長(zhǎng)的時(shí)間，造成了 3日 06:00～20:00較強(qiáng)幅度的降溫。一直到4日 14:00仍有-20×10-5℃/s的帶狀維持在華北地區(qū)。在天津預(yù)報(bào)員手冊(cè)中提到，850hPa冷平流強(qiáng)度低于-10×10-5℃/s的區(qū)域與日最低氣溫下降幅度在10℃以上的區(qū)域大體一致。與之相比，本次過(guò)程中華北地區(qū) 850hPa冷平流中心數(shù)值低于-60×10-5℃/s，說(shuō)明冷空氣強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了歷史過(guò)程中統(tǒng)計(jì)的閾值。

圖3 850hPa溫度平流(單位：℃/s)Fig.3 Temperature advection at 850hPa(unit：℃/s)

強(qiáng)冷平流影響了華北大部分地區(qū)，且維持了較長(zhǎng)時(shí)間，是此次強(qiáng)降溫的主要原因。而冷空氣影響華北之前出現(xiàn)的暖平流中心，對(duì)應(yīng)了華北在2日白天異常的高溫。降溫之前的升溫，進(jìn)一步加大了變溫的幅度，使得這次強(qiáng)降溫最終達(dá)到了寒潮的等級(jí)。

2.2 變壓和氣壓梯度分析

冷空氣影響的同時(shí)，多地出現(xiàn) 8級(jí)以上的大風(fēng)。風(fēng)場(chǎng)與氣壓場(chǎng)的關(guān)系，一般符合地轉(zhuǎn)風(fēng)、梯度風(fēng)的原理。寒潮天氣影響帶來(lái)的大風(fēng)，首先和寒潮地面冷高壓密不可分。在此次寒潮天氣的影響過(guò)程中，地面冷高壓中心僅達(dá)到 1040hPa，與天氣學(xué)原理中提到的典型寒潮過(guò)程相比，并沒(méi)有特別強(qiáng)。但是地面仍然出現(xiàn)了大范圍的大風(fēng)。3日 08時(shí)，中國(guó)東部出現(xiàn) 19～23m/s的大風(fēng)。從 3日 08時(shí)海平面氣壓場(chǎng)(圖4)上可以看到，我國(guó)中東部地區(qū)海平面氣壓場(chǎng)出現(xiàn)北高南低的分布形勢(shì)。內(nèi)蒙以北為冷高壓，而華中地區(qū)為低壓。低壓中心強(qiáng)度達(dá)到1010hPa。華北一帶等壓線非常密集，氣壓梯度大(26hPa/10個(gè)經(jīng)緯距)，梯度風(fēng)大。而地面變壓場(chǎng)也可見(jiàn)，3日 08:00 24h變壓在華北地區(qū)最大達(dá)到16～18hPa，而東北地區(qū)更是達(dá)到了20hPa以上，變壓風(fēng)在上述地區(qū)也很大。從 3h變壓和大風(fēng)天氣區(qū)域的疊加來(lái)看，大風(fēng)區(qū)主要發(fā)生在正變壓中心，也有部分站點(diǎn)在中心區(qū)域以外，但仍分布在正變壓區(qū)域之內(nèi)。在梯度風(fēng)和變壓風(fēng)的共同作用下，造成了大范圍的大風(fēng)天氣。

圖4 4月3日氣壓及變壓分析圖Fig.4 Pressure and Variable Pressure Analysis Chart on April 3

3 濕位渦診斷分析

吳國(guó)雄等[14-15]證明絕熱無(wú)摩擦的飽和濕空氣具有濕位渦守恒的特性，并在此基礎(chǔ)上提出傾斜渦度發(fā)展理論。濕位渦綜合表征了大氣動(dòng)力和熱力屬性。濕位渦分為正壓項(xiàng)和斜壓項(xiàng)兩部分，其公式推導(dǎo)可參見(jiàn)文獻(xiàn)[13]。MPV1為濕位渦的正壓項(xiàng)，其值取決與空氣塊絕對(duì)渦度的垂直分量和相當(dāng)位溫垂直梯度的乘積。當(dāng)大氣為對(duì)流不穩(wěn)定時(shí)，MPV1＜0；若大氣為對(duì)流穩(wěn)定時(shí)，MPV1＞0；MPV2是濕位渦的斜壓項(xiàng)，它的數(shù)值由風(fēng)的垂直切變和 θse的水平梯度決定，表征大氣的濕斜壓性。風(fēng)的垂直切變的增加或水平濕斜壓的增加，均能因濕等熵面的傾斜而引起垂直渦度的增長(zhǎng)。位渦的單位為 PVU，1PVU＝10-6m2/s·k·kg。王麗等[9]在湖北省一次罕見(jiàn)寒潮天氣過(guò)程氣溫陡降分析中發(fā)現(xiàn)，濕位渦第二項(xiàng)濕斜壓項(xiàng)的時(shí)空演變很好地描述了冷空氣的發(fā)展、移動(dòng)過(guò)程。大氣斜壓性強(qiáng)，則等壓面上的等溫線越密集，冷空氣鋒生越強(qiáng)，也會(huì)造成風(fēng)力進(jìn)一步加大。由于 MPV1絕對(duì)值往往比MPV2大 1～2個(gè)量級(jí)，所以 MPV的分布一般與MPV1一致。故可將濕位渦分為正壓項(xiàng)和斜壓項(xiàng)來(lái)分析，而不再分析MPV的分布。

3.1 濕位渦正壓項(xiàng)分析

大氣為對(duì)流穩(wěn)定時(shí)，MPV1＞0，MPV1正值區(qū)標(biāo)志著有穩(wěn)定的干冷氣團(tuán)影響。在 2日 02:00 850hPa MPV1分布圖上MPV1正值區(qū)位于內(nèi)蒙古中部，中心值約為 5.2PVU。隨后正值區(qū)由西向東移動(dòng)至河北省西北部。在08:00～14:00 MPV1正值中心數(shù)值減小，京津地區(qū) MPV1值為零。對(duì)應(yīng)了 2日白天的降溫并不是冷空氣直接影響造成的，而是2日白天的異常增溫所造成的溫差較大。2日 20:00(圖5a)上看到，850hPa有兩個(gè)大值中心，分別位于河北西北部和遼寧西部。在京津地區(qū)出現(xiàn)負(fù)值中心。華北地區(qū)中東部MPV1正值中心和負(fù)值中心成對(duì)出現(xiàn)。在冷空氣的前沿，由于鋒區(qū)的抬升作用，會(huì)加劇不穩(wěn)定的發(fā)生，造成了這種正負(fù)中心成對(duì)出現(xiàn)的現(xiàn)象?！短鞖鈱W(xué)原理》中也提到，由于地轉(zhuǎn)偏差風(fēng)輻合輻散的作用，鋒區(qū)附近形成垂直環(huán)流，這種鋒區(qū)垂直環(huán)流的作用，使得風(fēng)力進(jìn)一步加大。MPV1的等值線在華北東部非常密集，而這個(gè)地區(qū)也恰恰是地面鋒區(qū)所在位置。

MPV1的正值區(qū)往往會(huì)標(biāo)志著較為穩(wěn)定的冷空氣。隨后，遼寧西部的正值區(qū)向西南移動(dòng)影響天津地區(qū)，而河北西北的正值區(qū)南下影響河北西部。MPV1正值區(qū)在一定程度上指示了冷空氣及其移動(dòng)的路徑。3日 08:00～14:00(圖5b)，MPV1正值中心由2日夜間的 1.5PVU增大到 5PVU以上，也說(shuō)明了3日的冷空氣強(qiáng)度再次加大，與華北地區(qū)3日的降溫較為一致。4日 08:00后正值區(qū)減弱并移出華北地區(qū)，標(biāo)志著冷空氣對(duì)于華北地區(qū)的影響趨于結(jié)束。

圖5 850hPaMPV1和MPV2分布圖Fig.5 Distribution of MPV1 and MPV2 at 850hPa

3.2 濕位渦斜壓項(xiàng)分析

MPV2 是濕位渦的斜壓項(xiàng)，當(dāng) MPV2絕對(duì)值增大，大氣斜壓性加強(qiáng)。大氣斜壓性強(qiáng)，則等壓面上的等溫線越密集，冷空氣鋒生越強(qiáng)，也會(huì)造成風(fēng)力進(jìn)一步加大。在850hPaMPV2分布圖上，4月2日8:00有帶狀的負(fù)值區(qū)中心值由0PVU降低至-2PVU。系統(tǒng)東移過(guò)程中，14:00帶狀負(fù)值區(qū)西南部明顯減弱，東部東移至遼寧，中心再次加強(qiáng)到-2.8PVU。20:00(圖5c)帶狀負(fù)值區(qū)南壓，同時(shí)帶狀西部明顯西伸至天津地區(qū)，中心仍維持在-2.6PVU。MPV2維持大的絕對(duì)值，說(shuō)明大氣斜壓性強(qiáng)，則等壓面上的等溫線越密集，將同時(shí)刻的 MPV2圖與海平面氣壓圖相比(圖5c與圖2e相比)，帶狀的負(fù)值區(qū)走向大致與地面冷鋒一致。將其與冷鋒位置相比發(fā)現(xiàn)，負(fù)值區(qū)等壓線密集帶與地面冷鋒的位置近似相同。同時(shí)20:00開(kāi)始遼寧至河北北部一帶出現(xiàn)大范圍 17～19m/s的大風(fēng)。3日14:00(圖5d)，MPV2負(fù)值區(qū)南下影響河北省南部地區(qū)，其等值線密集帶的前進(jìn)方向一側(cè)，同樣誘發(fā)了17m/s以上的大風(fēng)天氣。4日08:00以后，MPV2大的負(fù)值區(qū)有所減弱，同時(shí)密集帶消失，對(duì)比實(shí)況的大風(fēng)區(qū)也同步消失。此次過(guò)程 MPV2負(fù)值區(qū)先東移后南下，可以清晰的描述冷空氣采取東路，由遼寧西部經(jīng)渤海影響華北東部地區(qū)的過(guò)程。其數(shù)值的增大及維持，標(biāo)志著大風(fēng)天氣的產(chǎn)生。

3.3 濕位渦時(shí)間變化分析

利用站點(diǎn)附近單點(diǎn)的MPV1與MPV2的時(shí)間變化曲線與氣溫變化曲線進(jìn)行對(duì)比分析，以北辰站為例(圖5e)。MPV1有3個(gè)明顯的波峰，而MPV2有3個(gè)明顯的波谷，兩者同步發(fā)生。MPV1的正值的增大標(biāo)志著穩(wěn)定的冷空氣增強(qiáng)，而 MPV2絕對(duì)值增大代表了大氣斜壓性加強(qiáng)。

2日白天強(qiáng)降溫時(shí)，MPV1與MPV2值均接近于0，是 2日白天的異常增溫所造成的溫差較大，而非強(qiáng)冷空氣造成。MPV1與MPV2的3個(gè)鋒值階段，對(duì)應(yīng)的氣溫曲線上，在 3h后均可以分析出氣溫的降溫幅度更大。例如，2日 20:00開(kāi)始 MPV1增大，而MPV2減小，在 3日 02:00達(dá)到鋒值，北辰地區(qū)的氣溫一路下降，但仍可以分析出 3日 05:00～14:00的降溫幅度更大。利用濕位渦來(lái)分析寒潮天氣時(shí)，MPV1與 MPV2其值的躍增，預(yù)示了冷空氣的影響，其提前量有3～6h。

4 結(jié) 論

本次寒潮天氣過(guò)程發(fā)生的天氣形勢(shì)場(chǎng)是橫槽下擺引導(dǎo)冷空氣南下，高空冷中心較強(qiáng)，500hPa達(dá)到-52℃。地面上蒙古冷高壓中心值達(dá)到 1040hPa。冷空氣東移南下，影響我國(guó)東部地區(qū)。

此次過(guò)程的強(qiáng)降溫的成因主要在于溫度平流以及水汽凝結(jié)和蒸發(fā)的作用。850hPa冷平流區(qū)中心值超過(guò)-60×10-5℃/s，遠(yuǎn)超當(dāng)?shù)氐臍v史閾值。強(qiáng)冷平流維持了較長(zhǎng)時(shí)間，是此次強(qiáng)降溫的主要原因。降溫之前的升溫，進(jìn)一步加大了變溫的幅度。使得這次強(qiáng)降溫最終達(dá)到了寒潮的等級(jí)。

此次寒潮天氣的影響過(guò)程中，地面冷高壓中心僅達(dá)到 1040hPa，我國(guó)華北處于高低壓中間，等壓線非常密集，梯度風(fēng)大。而地面 24h變壓達(dá)到 20hPa以上，變壓風(fēng)在上述地區(qū)也很大。

MPV1正值區(qū)標(biāo)志著有穩(wěn)定的干冷氣團(tuán)影響，可以指示冷空氣及其移動(dòng)的路徑。MPV2帶狀的負(fù)值區(qū)走向大致與地面冷鋒一致，位置近似相同。此次過(guò)程MPV2負(fù)值區(qū)先東移后南下，可以清晰地描述冷空氣采取東路，由遼寧西部經(jīng)渤海影響華北東部地區(qū)的過(guò)程。當(dāng) MPV2絕對(duì)值增大，大氣斜壓性加強(qiáng)，標(biāo)志了大風(fēng)天氣的產(chǎn)生。MPV1與 MPV2其值的躍增，預(yù)示了冷空氣的影響，其提前量有3～6h。