2019年春季巴彥淖爾市一次強(qiáng)寒潮霜凍天氣過程分析

鄔歡歡

關(guān)鍵詞輻射平流降溫;寒潮;霜凍;地面露點(diǎn)

內(nèi)蒙古巴彥淖爾市地處內(nèi)陸深處的內(nèi)蒙古高原，屬溫帶大陸性氣候，由黃河灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)、山早農(nóng)業(yè)區(qū)、沙區(qū)和牧區(qū)組成，主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是冬季寒冷干燥、風(fēng)沙多，夏季干旱、降雨少，日照強(qiáng)烈，蒸發(fā)量大。巴彥淖爾地區(qū)位于西風(fēng)帶，冷空氣比較活躍，加上地勢(shì)高氣溫變化劇烈，具有初霜凍來得早、終霜凍結(jié)束晚、無霜期短等特點(diǎn)。初霜期越早、終霜期越晚，霜凍風(fēng)險(xiǎn)越高，蔬菜類作物比糧食類作物更易遭受霜凍侵害。2019年5月12-13日，受強(qiáng)冷空氣南下影響，巴彥淖爾市出現(xiàn)霜凍災(zāi)害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，災(zāi)害共造成臨河區(qū)、磴口縣、杭錦后旗、五原縣農(nóng)作物受災(zāi)面積共16490.42 hm2，造成直接經(jīng)濟(jì)損失5561萬元，其中，農(nóng)業(yè)損失達(dá)5485萬元。根據(jù)常規(guī)氣象觀測(cè)資料，對(duì)此次寒潮霜凍天氣過程進(jìn)行分析，提高對(duì)此類重大災(zāi)害性天氣的科學(xué)認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步提高對(duì)霜凍天氣的預(yù)報(bào)能力。

1霜凍天氣特點(diǎn)

霜凍天氣是指春末或秋初，由于冷空氣的入侵，使氣溫降至2℃以下，或近地面空氣層的溫度下降到0℃以下的天氣現(xiàn)象。霜凍天氣可以導(dǎo)致植株體內(nèi)細(xì)胞之間的水分結(jié)成冰晶，冰晶體相互作用，細(xì)胞內(nèi)部水分向外滲透，使植株的原生質(zhì)膠體物質(zhì)凝固，造成植物細(xì)胞脫水而枯萎死亡的短時(shí)間低溫災(zāi)害。無霜期的長(zhǎng)短、出霜早晚均與地理緯度、海拔、地勢(shì)有關(guān)。初（秋）霜凍指秋季日最低氣溫≤2℃或地面最低溫度≤0℃的初日，終（春）霜凍為春季日最低氣溫≤2℃或地面最低溫度≤0℃的終日，無霜期是一年中終霜后至初霜前的時(shí)間日數(shù)。

霜凍是我國北方面臨的嚴(yán)重農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害之一，對(duì)農(nóng)作物和林果的產(chǎn)量和品質(zhì)均有較大危害。伴隨著全球氣候變暖，霜凍日數(shù)及其程度在不同時(shí)空尺度上發(fā)生了變化，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)產(chǎn)生較大影響。從近40年的統(tǒng)計(jì)資料來看，河套地區(qū)初霜凍日期推后，終霜凍日期提前，無霜期逐步延長(zhǎng);春季霜凍日數(shù)明顯多于秋季。終霜凍主要發(fā)生在作物苗期，危害作物幼苗，終霜凍發(fā)生時(shí)間越晚、危害越重。2019年的終霜凍天氣出現(xiàn)在5月12-13日，導(dǎo)致巴彥淖爾大部地區(qū)的初春作物幼苗死亡嚴(yán)重，造成巨大的損失。

2天氣實(shí)況

2019年5月12-13日，受強(qiáng)冷空氣影響，巴彥淖爾市氣溫持續(xù)下降。12日早晨，南部地區(qū)最低氣溫20℃～4℃、北部-4℃～0℃，大部地區(qū)出現(xiàn)了輕霜凍或霜凍天氣;5月13日早晨，全市大部地區(qū)最低氣溫<2℃，出現(xiàn)霜凍天氣，其中，巴彥淖爾市臨河區(qū)北部、磴口縣北部、五原縣北部、烏拉特前旗東部、烏拉特中旗東南部、烏拉特后旗南部最低氣溫小于0℃，出現(xiàn)冰凍。5月12-13日，全市最低氣溫出現(xiàn)在烏拉特前旗沙德格為-3.7℃，地表最低溫度出現(xiàn)在烏拉特中旗海流圖鎮(zhèn)為-5.8℃。5月11-13日最低氣溫48h降幅在6℃～12℃。

對(duì)5月12日、13日全市地面最低溫度采用克里金插值法，快速生成等值面分布圖。從地面溫度分布圖可看出，低于0℃區(qū)域主要為烏拉特后旗大部、烏拉特中旗大部、臨河區(qū)西北部、磴口縣北部、烏拉特前旗東部、烏拉特中旗東南部、烏拉特后旗南部，范圍涉及全市大部地區(qū)，可見此次降溫天氣程度之強(qiáng)、影響之大。

3成因分析

河套地區(qū)為黃河后套平原，位于巴彥淖爾市陰山山脈南麓、黃河以北，西接烏蘭布和沙漠，東至烏梁素海、與包頭市毗鄰，總面積近1.59萬km2，呈扇弧形展開的帶狀平原，覆蓋巴彥淖爾市磴口縣、杭錦后旗、臨河區(qū)、五原縣、烏拉特前旗。霜凍天氣由當(dāng)日最低氣溫≤2℃的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定，冰凍天氣由當(dāng)日最低氣溫≤0℃的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定。各站終霜凍期最低氣溫是這一時(shí)段內(nèi)每日最低氣溫的平均值。對(duì)各站終霜凍期最低氣溫進(jìn)行區(qū)域平均，得到河套地區(qū)終霜凍期區(qū)域平均最低氣溫。

5月11日白天，巴彥淖爾地區(qū)受高空槽前西南暖濕氣流和地面低壓系統(tǒng)影響，全市云量較多，夜間全市轉(zhuǎn)晴，晴空輻射冷卻降溫作用明顯。加之冷平流共同作用，12日、13日早晨，全市大部地區(qū)出現(xiàn)霜凍天氣，此次寒潮霜凍天氣是平流輻射共同造成。

3.1前期氣候概況

2019年4月，巴彥淖爾市整月氣溫異常偏高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均氣溫比常年偏高2℃～4℃，比2018年偏高0.2℃～0.8℃。2019年5月上旬，全市氣溫正常到略低，中期天氣預(yù)測(cè)強(qiáng)天氣可能在中旬發(fā)生，冷空氣有聚集爆發(fā)之勢(shì)。

3.2寒潮霜凍爆發(fā)

2019年5月11日白天開始，500hPa和700hPa冷平流自西向東逐漸影響巴彥淖爾市，至5月13日早晨，此次降溫天氣結(jié)束，過程持續(xù)了48h左右。從500hPa高空實(shí)況圖來看分，5月11日08：00，貝加爾湖西部有一強(qiáng)冷中心，中心強(qiáng)度在-32℃以下。隨著冷空氣的南下爆發(fā)，高空橫槽迅速轉(zhuǎn)豎，12日08：00，冷空氣主體影響巴彥淖爾地區(qū)，地面形成中心強(qiáng)度為1025hPa的冷性高壓系統(tǒng)，氣溫直線下降，形成霜凍災(zāi)害。

3.3高空地面形勢(shì)

從500 hPa中高空形勢(shì)來看，5月8日就有一強(qiáng)度達(dá)-36℃的冷中心，盤踞在中西部利亞高空;5月10日冷空氣分裂南下，在蒙新高地形成高空橫槽，此時(shí)冷中心強(qiáng)度依舊為-36℃左右勢(shì)頭十分強(qiáng)盛。5月8-11日上午，由于受中低層-20℃～-18℃溫度線即暖脊影響，巴彥淖爾市氣溫逐步回升。5月11日下午，冷空氣自北向南、自西向東逐漸入侵，上游地區(qū)的高空急流區(qū)也較為明顯，最大風(fēng)速30m/s，引導(dǎo)冷空氣南下爆發(fā)。

地面天氣圖上，5月10日08：00，一中心強(qiáng)度為1033.5hPa的地面強(qiáng)高壓在西西伯利亞形成，之后逐漸東移南下;5月11日08：00，1036.7hPa高壓中心到達(dá)蒙新高地，中心強(qiáng)度無減弱：5月11日17：00后，冷鋒逐漸進(jìn)入巴彥淖爾市，地面氣溫考試下降：5月12日08：00，1033.9 hPa到達(dá)阿拉善盟與蒙古國交界，最強(qiáng)盛冷空氣來臨;5月12日20：00高壓中心占據(jù)巴彥淖爾市，冷鋒移入錫林郭勒盟至山西與山東交界一帶，寒潮天氣結(jié)束，霜凍天氣持續(xù)。

4天氣特點(diǎn)

從強(qiáng)降溫天氣來看，有如下特點(diǎn)：（1）2019年5月11日20：00，在冷鋒鋒面進(jìn)入巴彥淖爾市前，但由于前期的暖濕氣流勢(shì)力較強(qiáng)，地面的低壓發(fā)展強(qiáng)盛，中心強(qiáng)度一度達(dá)到1003.5 hPa，全市大部地區(qū)最低氣溫達(dá)到8℃～13℃，云層較厚，基礎(chǔ)溫度較高，降溫開始時(shí)以平流降溫為主;隨著冷空氣不斷南下，下沉氣流加強(qiáng)，天空轉(zhuǎn)晴，平流輻射降溫加劇地面降溫速度的同時(shí)，另一種降溫形式即輻射降溫強(qiáng)勢(shì)加入，直至12日08：00，氣溫下降十分劇烈，24h降溫幅度達(dá)6℃～10℃。（2）5月11日08：00，

大部地區(qū)露點(diǎn)溫度為4℃～5℃，5月12日08：00和13日08：00露點(diǎn)溫度分別為-4℃～-7℃、-4℃～-8℃，下降幅度達(dá)到8℃～13℃，可知大部地區(qū)最低露點(diǎn)溫度先出現(xiàn)，最低氣溫滯后一日出現(xiàn)，較低的露點(diǎn)溫度有利于霜凍天氣的形成。（3）冷鋒面的移出時(shí)間是在5月12日20：00，地面處于高壓內(nèi)部，風(fēng)力明顯減小，有利于夜間的輻射降溫加強(qiáng)產(chǎn)生，成為13日早晨霜凍天氣形成的充分必要條件。

5結(jié)語

巴彥淖爾市此次霜凍天氣為平流降溫與輻射降溫共同造成。前期受暖濕系統(tǒng)影響，云層厚、氣溫高，之后隨著云系逐漸散去，冷平流降溫和地面輻射降溫一同影響，造成此次大范圍、高強(qiáng)度全市霜凍天氣。隨著橫槽后部的強(qiáng)冷空氣大舉南下，海平面高壓中心強(qiáng)度持續(xù)較強(qiáng)，加上冷鋒后風(fēng)力減小、地面露點(diǎn)溫度低，對(duì)此次霜凍天氣的發(fā)生十分有利。同時(shí)，前期的暖脊系統(tǒng)使巴彥淖爾市氣溫持續(xù)回升，為此次強(qiáng)冷空氣的南下爆發(fā)提供了基礎(chǔ)溫度。