北京地區(qū)一次寒潮天氣過程分析

趙衍斌?牟容?高雅?任沁?胡抒倩

摘 要：利用NCEP1°×1°再分析資料、分析了2012年11月3-5日發(fā)生在我國北方地區(qū)的一次寒潮天氣過程的天氣分析，結(jié)果表明，極渦發(fā)展強(qiáng)盛，冷空氣在低壓系統(tǒng)中堆積，500hPa槽東移且略向南發(fā)展，從高緯度的低壓中心延伸至我國內(nèi)蒙古中部地區(qū)，溫度槽與高度槽相疊加，冷空氣由槽后的西北氣流引導(dǎo)向南侵襲，配合地面冷鋒以及水汽輸送，造成了此次較強(qiáng)降溫降雪天氣過程。

關(guān)鍵詞：北京地區(qū);寒潮;冷鋒;冷空氣

寒潮是指一種規(guī)模較大的強(qiáng)冷空氣的活動(dòng)過程，也是我國冬半年的主要災(zāi)害性天氣。劇烈的降溫、大風(fēng)是寒潮天氣的主要特點(diǎn)，有時(shí)還伴有雨、雪、雨凇或者霜凍。寒潮過程帶來的這些天氣直接影響到我國的農(nóng)業(yè)、交通、電信等各領(lǐng)域，給人民的生命財(cái)產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成嚴(yán)重的損失。

一、 資料方法

本文利用天氣的常規(guī)觀測和美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心和美國國家大氣研究中心（ NCEP/NCAR）提供的 1°× 1°的6 小時(shí)再分析等資料，運(yùn)用天氣學(xué)原理和動(dòng)力學(xué)的診斷分析的方法，對(duì)2012年11月3日至5日的寒潮過程進(jìn)行了分析和總結(jié)。 并希望以此為今后類似寒潮天氣發(fā)生的預(yù)報(bào)和檢測提供參考。

二、 天氣實(shí)況與災(zāi)情

2012年11月3日06時(shí)至5日08時(shí)，甘肅東部、寧夏、陜西、內(nèi)蒙古中西部和東部偏南地區(qū)、遼寧西南部、河北、河南、山東、安徽、江蘇、湖北、湖南東北部、浙江北部等地先后出現(xiàn)6-10℃的降溫，其中，內(nèi)蒙古中西部、陜西東北部、等部分地區(qū)降溫幅度可達(dá)12℃，先后出現(xiàn)5-7級(jí)偏北風(fēng)。受強(qiáng)冷空氣和偏南暖濕氣流的共同影響，我國北方大部分地區(qū)出現(xiàn)大范圍降溫雨雪天氣。11月3日至4日，北京市延慶縣遭遇1960年以來的最大降雪，比常年初雪日早了25天左右，延慶城區(qū)雪深47厘米，北京市降水量平均值超過50毫米，最大降水量出現(xiàn)在海淀鳳凰嶺99.6毫米，全市降水過程將超過40小時(shí)。同時(shí)，河北省的張家口、承德、保定等3個(gè)設(shè)區(qū)市的8個(gè)縣、區(qū)遭受雪災(zāi)，部分地區(qū)最大雪深超過80 厘米。雪災(zāi)導(dǎo)致全省2萬多人受災(zāi)。

這次華北出現(xiàn)的較強(qiáng)雨雪天氣，主要是受強(qiáng)冷空氣影響，具有時(shí)間短，降溫明顯，范圍大，高強(qiáng)度的特點(diǎn)，同時(shí)在華北一帶氣旋發(fā)展迅速，使得冷空氣到來之前，這一地區(qū)的濕度條件非常充足，鋒前水汽輸送非常明顯，所以出現(xiàn)降水;又由于鋒面抬升強(qiáng)烈，所以降水量也比較大。

三、 寒潮發(fā)展過程分析

此次影響我國北方大范圍地區(qū)的寒潮天氣過程與歐洲冷低渦東移以及低渦發(fā)展延伸出的橫槽旋轉(zhuǎn)南下過程密切相關(guān)。10月25日左右，從極地向南移出的強(qiáng)冷空氣在歐洲西岸形成強(qiáng)大的閉合低壓系統(tǒng)，25日至29日，該低壓系統(tǒng)迅速東移至烏拉爾山東側(cè)，之后發(fā)生停滯。31日18時(shí)，冷空氣在低壓系統(tǒng)中堆積，系統(tǒng)向西發(fā)展出一東-西向的橫槽，槽前后是偏北風(fēng)與偏西風(fēng)的切變，槽前的偏西氣流強(qiáng)盛，形成中心風(fēng)速達(dá)45m/s的急流帶。至1日12時(shí)，此時(shí)的500hPa北半球中高緯環(huán)流呈現(xiàn)為多波動(dòng)的緯向型，橫槽已經(jīng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，變?yōu)闁|北-西南走向的槽，由中西伯利亞高原一直延伸至我國新疆北部，位于中西伯利亞高原上空的冷低壓中心達(dá)到508dagpm，并伴有-40℃的冷中心，急流中心也已南移至我國新疆境內(nèi)，仍然為強(qiáng)盛的偏西風(fēng);對(duì)應(yīng)高空低壓中心的位置，700、850hPa也有閉合的冷低壓系統(tǒng)，且冷中心溫度均達(dá)到了-20攝氏度以下。冷空氣此時(shí)已大量積累，即將向南爆發(fā)影響我國北部。

圖1：2日18時(shí)，500hPa上東北-西南向的槽轉(zhuǎn)為南-北向，東移且略向南發(fā)展，從高緯度的低壓中心延伸至我國內(nèi)蒙古中部地區(qū)，溫度槽與高度槽相疊加，冷空氣由槽后的西北氣流引導(dǎo)向南侵襲，急流核也移動(dòng)到了我國青海東部與甘肅交界處。700hPa槽線較500hPa略偏東，在850hPa上有明顯的冷舌向南發(fā)展。 3日18時(shí)，500hPa上，影響我國的低槽繼續(xù)東移，在我國華東地區(qū)氣旋迅速發(fā)張，中心氣壓達(dá)536dagpm，冷中心與其重合，中心溫度達(dá)到-30℃。急流區(qū)也伴隨著低壓中心移動(dòng)到了我國華東，中心位于河南省上空。在低空850hPa上，低渦的外圍也表現(xiàn)為大范圍的大風(fēng)區(qū)。此時(shí)冷空氣已影響到我國北方大部分區(qū)域 ，尤其華北地區(qū)降溫最為明顯，且一些地區(qū)伴隨寒潮出現(xiàn)了暴雪天氣。

四、 北京地區(qū)暴雪成因分析

圖2：在此次寒潮過程的影響下，2日20時(shí)至5日06時(shí)，我國東部大部分地區(qū)都出現(xiàn)了降水，并且在華東以及東北地區(qū)西部的一些區(qū)域出現(xiàn)了固態(tài)降水 （雪）。 在所有發(fā)生降水的區(qū)域內(nèi)北京、河北地區(qū)的降水尤其顯著：此次降雪是北京今年冬天的第一場雪，且比往年的初雪早了25天左右。從11月3日8時(shí)開始降雨，22時(shí)前后北京城區(qū)及周邊平原地區(qū)也出現(xiàn)雨夾雪或雪，截至11月4日18 時(shí)，北京城區(qū)平均降水量為65.6毫米，全市平均降水量58.5毫米，最大降水量在海淀鳳凰嶺，達(dá)到99.6毫米。11月3日至4日，河北省大部分地區(qū)也普遍出現(xiàn)雨夾雪天氣。由于影響該范圍的氣旋系統(tǒng)本身的冷暖結(jié)構(gòu)，其前部暖濕氣流，后部冷平流，造成此次降水的相態(tài)復(fù)雜，部分地區(qū)開始降水為液態(tài)，后轉(zhuǎn)為雨夾雪或雪，之后又轉(zhuǎn)為雨或雨夾雪。

3日12時(shí)，在河北南部上空700hPa和850hPa上均已形成氣旋，其后部為從北方南下的冷平流，前部為攜帶暖濕空氣的偏南氣流，兩股氣流的交匯導(dǎo)致北京地區(qū)底層輻合，輻合中心在850hPa左右，中高層輻散，輻散中心在350hPa左右，這種高低層的配置使得對(duì)流層中產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，上升運(yùn)動(dòng)在500hPa最為盛，成為降水的動(dòng)力條件;并且在3日06時(shí)左右，該地區(qū)對(duì)流層低層出現(xiàn)明顯的水汽輻合，850hPa上氣旋前部的東南氣流從渤海灣吹向陸地，帶來了充足的水汽，為降水提供了水汽條件;此時(shí)地面溫度大于0℃，降水呈液態(tài)。

4日00時(shí)，此時(shí)華東地區(qū)上空500hPa上仍為氣旋系統(tǒng)控制，中心由3日12時(shí)的山西、河北交界處東移至山東境內(nèi)，北京地區(qū)位于氣旋中心的北部，底層仍為輻合，輻合中心在850hPa，中高層的輻散減弱，中心下降至600hPa附近，上升運(yùn)動(dòng)仍然維持但也有明顯減弱，低層輸送水汽的東南氣流轉(zhuǎn)為偏東風(fēng)，水汽輸送減弱;由于近地面溫度降低，接近零度，所以降水相態(tài)轉(zhuǎn)為雨夾雪、雪。

五、結(jié)語

北京、河北地區(qū)的降水尤其顯著：此次降雪是北京今年冬天的第一場雪， 極渦發(fā)展強(qiáng)盛，冷空氣在低壓系統(tǒng)中堆積，500hPa槽東移且略向南發(fā)展，從高緯度的低壓中心延伸至我國內(nèi)蒙古中部地區(qū)，溫度槽與高度槽相疊加，冷空氣由槽后的西北氣流引導(dǎo)向南侵襲，后部為從北方南下的冷平流，前部為攜帶暖濕空氣的偏南氣流，兩股氣流的交匯導(dǎo)致北京地區(qū)底層輻合，加之東南氣流從渤海灣吹向陸地，帶來了充足的水汽，造成了此次較強(qiáng)降溫降雪天氣過程。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：趙衍斌（1989-）男，漢族，四川人，碩士，工程師，從事天氣預(yù)報(bào)工作。