阿克蘇一次罕見冬季大風過程研究分析

趙霞 陳丹 袁華江

摘 要：本文應(yīng)用地面、高空實況資料和歐洲細網(wǎng)格風場資料分析2018年冬季罕見大風天氣地面、高空影響系統(tǒng)。著重分析歐洲細網(wǎng)格低層風場對大風開始時間、最強時間、結(jié)束時間，大風強度、大風落區(qū)的預(yù)報能力。檢驗結(jié)果表明：此次大風是冷鋒后偏北大風，歐洲細網(wǎng)格低層風場對開始時間東部預(yù)報滯后4h、最強時間準確，結(jié)束時間準確，特別是對大風強度、落區(qū)預(yù)報準確。

關(guān)鍵詞：歐洲細網(wǎng)格;冬季;大風;檢驗

中圖分類號：S16 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200515038

大風是大尺度環(huán)流天氣系統(tǒng)或局地強對流天氣條件下產(chǎn)生的災(zāi)害性天氣，具有嚴重影響力和破壞力，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸造成嚴重影響。新疆是我國大風盛行地區(qū)之一，具有大風日數(shù)多，風力強，持續(xù)時間長等特征，大風多發(fā)生在春夏季，2018年大風有顯著減少趨勢。冷空氣入侵、熱力對流發(fā)展是新疆大風形成的主要原因，南疆盆地最主要的大風類型為翻山風。張超等對天山南坡翻山風進行診斷分析顯示，強的水平氣壓梯度力和對流層中層強冷平流侵入及下坡效應(yīng)的加持是翻山大風主要成因。阿克蘇地區(qū)位于新疆南疆中部，地勢復(fù)雜，北有天山山脈，南有塔克拉瑪干沙漠，地勢北高南低，由西北向東南傾斜，由于阿克蘇特殊地形，冷空氣翻山后加速下滑易產(chǎn)生大風，所以翻山風是阿克蘇大風主要種類，加之南疆植被稀疏，沙源充足，大風常伴隨劇烈沙塵天氣。阿克蘇地區(qū)每年因大風天氣造成的經(jīng)濟損失數(shù)以億計。通過開展阿克蘇地區(qū)翻山大風天氣過程環(huán)流背景研究分析，可提高對極端天氣事件變化規(guī)律認識，總結(jié)預(yù)報經(jīng)驗，提升大風災(zāi)害性天氣預(yù)報預(yù)測水平和防災(zāi)減災(zāi)能力。

1 阿克蘇一次大風天氣過程

2018年阿克蘇境內(nèi)冷空氣活動頻繁，大風天氣發(fā)生次數(shù)多、天氣強度強、持續(xù)時間長、發(fā)生時間晚。2018年12月1日8∶00—22∶00，進入冬季的阿克蘇地區(qū)迎來1次普遍強風天氣，共造成92個站出現(xiàn)6級以上大風，8個區(qū)域站出現(xiàn)10級以上大風，最大風力中心在拜城縣亞吐爾鄉(xiāng)，風力12級，瞬間極大風速39.1m/s。城區(qū)測站有7個縣市出現(xiàn)6級以上大風，其中溫宿9級，瞬間極大風速30.9m/s、阿克蘇市、拜城縣8級（25.9～26m/s）、柯坪縣、沙雅縣、新和縣風力4～5級，阿克蘇、溫宿、拜城、阿拉爾出現(xiàn)沙塵暴，最小能見度543m（阿拉爾市）。

2 環(huán)流形勢演變

2.1 高空

大風天氣發(fā)生前，11月30日20∶00 500hPa高空實況圖上，歐亞范圍內(nèi)中高緯度為兩槽兩脊型，貝加爾湖到新疆西部為脊區(qū)，伊朗到咸海、里海及歐洲北部為經(jīng)向度較大寬廣高壓脊區(qū)，脊前北風帶風速達40m/s，新地島以東到西西伯利亞地區(qū)和黑海北部為低槽活動區(qū)，新疆受深厚西西伯利亞大槽前西南氣流控制。12月1日8∶00伊朗副熱帶高壓北伸（圖1），暖空氣向北補充到高壓脊內(nèi)，促使咸海、里海到歐洲北部高壓脊進一步發(fā)展，環(huán)流經(jīng)向度繼續(xù)加大，脊前西西伯利亞大槽快速東移南下，槽后冷空氣快速入侵阿克蘇，造成地面大風天氣。

2.2 地面形勢

11月30日20∶00地面形勢場上地面冷高壓位于咸海、里海北部，中心強度1047.5hPa，新疆受冷鋒前暖氣團控制;12月1日2∶00地面冷高壓略有東移南壓，中心強度1047.5hPa，受地面升溫影響，沿天山西部氣壓梯度明顯加大，8∶00地面冷鋒東移，受冷鋒東移影響，阿克蘇地區(qū)溫宿北部山區(qū)開始出現(xiàn)冷鋒后翻山偏北大風。

3 歐洲細網(wǎng)格資料檢驗

歐洲細網(wǎng)格資料目前已經(jīng)在預(yù)報業(yè)務(wù)中得到普遍應(yīng)用，特別是在每3h時效預(yù)報圖輸出可完整跟蹤天氣系統(tǒng)連續(xù)變化，對天氣發(fā)生、發(fā)展、減弱有很好預(yù)報應(yīng)用效果。本文應(yīng)用低層850hPa風場預(yù)報圖檢驗對此次大風開始、增強、減弱、結(jié)束時間檢驗。通過分析測站大風時間、強度變化（表1）得知，西部烏什縣最先出現(xiàn)大風，12∶00—13∶00風力最大達8～9級，東部16∶00風力達到7級，即開始時間11∶00，最強時間13∶00，大風落區(qū)為溫宿、阿克蘇一帶，17∶00后西部大風天氣結(jié)束，22∶00東部大風天氣結(jié)束。

通過分析大風天氣實況與歐洲細網(wǎng)格資料變化，結(jié)果表明：11月30日為初始場細網(wǎng)格850hPa風場上預(yù)報12月1日5∶00阿克蘇地區(qū)風速較小，為西南風;預(yù)報1日8∶00阿克蘇地區(qū)西部和北部拜城出現(xiàn)西北風12m/s，預(yù)報1日11∶00阿克蘇地區(qū)西部阿克蘇、溫宿出現(xiàn)28m/s大值中心，1日14∶00阿克蘇地區(qū)西部阿克蘇、溫宿西北風速增至34m/s，拜城開始出現(xiàn)32m/s次極值中心，1日17∶00阿克蘇地區(qū)西部北風速明顯減小到22m/s，東部偏北風增加到34m/s，1日20∶00阿克蘇地區(qū)西部風速明顯減小到12m/s，東部偏北風減小到22m/s，1日23∶00阿克蘇地區(qū)西部風向轉(zhuǎn)為偏東風，表明東灌天氣開始，東部仍為偏北風12m/s。

綜合以上分析得出：地區(qū)西部實況場與預(yù)報場均在11∶00出現(xiàn)大風，預(yù)報場14∶00最強，較實況場晚1h;預(yù)報場東部14∶00出現(xiàn)大風，晚于實況場1h，17∶00最強，較實況場偏晚4h;17∶00后西部的風速減小，20∶00后東部風速開始減小;西部地區(qū)實況及預(yù)報均在20∶00大風天氣結(jié)束，23∶00后地區(qū)東部大風天氣結(jié)束，偏晚實況1h。

可見西部大風預(yù)報時間更接近實況，僅滯后1h，東部滯后4h。西部大風強度預(yù)報偏弱，東部大風強度預(yù)報偏強，需在實際業(yè)務(wù)中加以訂正。大風落區(qū)預(yù)報準確，有實際應(yīng)用價值。

4 結(jié)語

通過分析歐洲細網(wǎng)格低層風場對大風開始時間、最強時間、結(jié)束時間，大風強度、大風落區(qū)的預(yù)報能力。結(jié)果表明：歐洲細網(wǎng)格低層風場對開始時間東部預(yù)報滯后4h，最強時間準確，結(jié)束時間準確，特別是對大風強度、落區(qū)預(yù)報準確。但在實際應(yīng)用中需要訂正。

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（責任編輯 常陽陽）