呼倫貝爾市一次降雪降溫型寒潮天氣過程分析

姚 曄， 李俊樂， 王星月

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)扎蘭屯市氣象局， 內(nèi)蒙古 扎蘭屯 162650； 2.遼寧省撫順市氣象局， 遼寧 撫順 113006； 3.呼和浩特空管局， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

寒潮是一種自然天氣現(xiàn)象，是極地或寒帶冷空氣大規(guī)模侵襲中、低緯度地區(qū)的活動(dòng)，按強(qiáng)度可分為寒潮、強(qiáng)寒潮和特強(qiáng)寒潮[1]。寒潮易造成沿途地區(qū)大范圍劇烈降溫、大風(fēng)和雨雪天氣，對農(nóng)牧業(yè)、人民生活及交通運(yùn)輸造成不利影響[2]。寒潮也是呼倫貝爾地區(qū)春冬季較為常見的氣象災(zāi)害天氣之一，因此，精準(zhǔn)做好寒潮天氣預(yù)報(bào)及采取措施做好防災(zāi)減災(zāi)工作對農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)等至關(guān)重要。為寒潮天氣精準(zhǔn)預(yù)報(bào)提供參考，筆者以2009年11月6—8日的典型降雪降溫寒潮天氣為例，分析其過程如下。

1 寒潮天氣概況

2009年11月6—8日呼倫貝爾16個(gè)氣象站點(diǎn)均出現(xiàn)寒潮天氣(表1)，其中4個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)強(qiáng)寒潮，11個(gè)站點(diǎn)達(dá)到特強(qiáng)寒潮。小二溝降溫幅度最大，整個(gè)過程降溫達(dá)20.6℃；此次過程最低氣溫出現(xiàn)在根河市，為-25℃。此次強(qiáng)降溫天氣伴有全市降雪，牙克石的降雪為此次過程中最大，達(dá)4.6 mm；博克圖和莫旗出現(xiàn)大風(fēng)天氣。

表1 呼倫貝爾市2009年11月6—8日各測站的最低氣溫 ℃

2 主要環(huán)流形勢及影響系統(tǒng)

2.1 高空形勢

500 hPa環(huán)流形式，11月 5日08時(shí)低槽迅速向南加深，并形成一橫槽，此時(shí)脊線位于80°E附近。貝湖東部地區(qū)有一低壓，中心位勢高度為500 dagpm，并伴有強(qiáng)度為-44℃的冷中心；貝加爾湖以北經(jīng)蒙古至巴湖有一橫槽。阻塞高壓阻擋了冷空氣大規(guī)模東移南下，使來自新地島以東洋面的冷空氣不斷堆積加強(qiáng)[2]。6日08時(shí)阻塞高壓開始崩潰，橫槽迅速東移，貝湖以東低渦東移，冷空氣在貝湖附近堆積，同時(shí)在50°N附近形成一支較強(qiáng)的高空鋒區(qū)，呼倫貝爾受偏西急流影響。7日08時(shí)鋒區(qū)進(jìn)一步加強(qiáng)南壓，影響呼倫貝爾，高空風(fēng)力開始加大，冷中心維持在貝湖以東地區(qū)，冷空氣在貝湖附近堆積。8日08時(shí)冷渦東移，中心附近的環(huán)流形勢由緯向型逐漸開始轉(zhuǎn)為經(jīng)向型[5]，同時(shí)有短波槽迅速劃過呼倫貝爾，引導(dǎo)強(qiáng)冷空氣東進(jìn)，形成此次寒潮天氣過程。

2.2 低層影響系統(tǒng)

700 hPa環(huán)流形勢，6日08時(shí)西伯利亞地區(qū)有-28℃的冷中心，溫度場落后于高度場，呼倫貝爾市處于低空急流急流軸左前側(cè)。7日08時(shí)冷中心東移南壓至貝湖附近，冷中心加強(qiáng)達(dá)-32℃，呼倫貝爾市處于西南急流急流軸左前側(cè)，低空西南急流不僅有利于低層的上升運(yùn)動(dòng)，也輸送水汽，形成了良好的水汽通道[4]。8日08時(shí)短波槽快速經(jīng)過呼倫貝爾市，受槽后部西北氣流控制，冷中心東移南壓進(jìn)入本市，氣溫驟降。

850 hPa環(huán)流形勢，6日08時(shí)貝湖以北有-24℃的冷中心，貝湖東部存在閉合低壓系統(tǒng)，低壓中心位勢高度為120 dagpm，呼倫貝爾處于槽后脊前位置。7日08時(shí)冷中心東移加強(qiáng)為-28℃，在50°N附近有較強(qiáng)的鋒區(qū)形成，10個(gè)緯距有7根等溫線，呼倫貝爾市有橫槽快速移過。8日08時(shí)受槽后西北氣流控制，貝湖東側(cè)冷中心南壓影響呼倫貝爾市。

2.3 地面影響系統(tǒng)

11月6日08時(shí)地面圖上，西伯利亞西部地區(qū)有一較強(qiáng)冷高壓中心，中心強(qiáng)度達(dá)到1 040 hPa。50°N以南受蒙古氣旋控制，中心強(qiáng)度995 hPa。氣壓梯度密集，低層氣壓梯度密集帶與高空鋒區(qū)相對應(yīng)。在500 hPa偏北氣流引導(dǎo)下，蒙古氣旋進(jìn)一步南壓，東西伯利亞地區(qū)有一中心為985 hPa的氣旋，呼倫貝爾市處于氣旋底后部。6日14時(shí)蒙古氣旋東移到貝湖南部地區(qū)，強(qiáng)度進(jìn)一步加強(qiáng)，中心值達(dá)992.5 hPa。7日08時(shí)地面氣旋移至內(nèi)蒙古中部，呼倫貝爾市處于氣旋頂部，西伯利亞西部高壓東移南壓至貝湖附近，強(qiáng)度加強(qiáng)到1 042.5 hPa。8日08時(shí)地面低壓東移入海，貝湖地區(qū)被蒙古冷高壓替代，中心強(qiáng)度達(dá)1 045 hPa，呼倫貝爾市處于蒙古冷高壓前部。

3 物理量分析

3.1 水汽條件

伴隨西南急流的建立維持，呼倫貝爾市的相對濕度在6日20時(shí)明顯增加，7日08時(shí)全市均處于相對濕度大值區(qū)的控制下，并維持到8日08時(shí)，為降雪降溫天氣的發(fā)生提供了較為有利的水汽條件。8日20時(shí)林區(qū)相對濕度維持，其余地區(qū)相對濕度減小。

3.2 垂直運(yùn)動(dòng)

6日20時(shí)850 hPa上呼倫貝爾市南部垂直速度為負(fù)(圖1)，存在強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。7日全市均處于垂直速度負(fù)值區(qū)內(nèi)，且數(shù)值增大，即上升運(yùn)動(dòng)明顯加強(qiáng)，全市降雪。整個(gè)降水過程中，上升運(yùn)動(dòng)明顯，對降雪十分有利。8日 08時(shí)呼倫貝爾市基本處于正值區(qū)，部分地區(qū)降雪停止。

3.3 700 hPa溫度平流

6日20時(shí)貝湖至巴湖有一帶狀冷平流區(qū)，并有多個(gè)中心，中心值在-23×10-5～-14×10-5℃/s，此時(shí)呼倫貝爾處于暖平流控制[5]。7日08時(shí)冷平流區(qū)向東移動(dòng)，呼倫貝爾市西部處于冷平流控制，東部處于暖平流控制；20時(shí)冷平流區(qū)繼續(xù)東移加深，呼倫貝爾市有冷中心，中心值為-30×10-5℃/s(圖1)。8日08時(shí)本市仍受冷平流控制。

圖1 2009年11月6日20時(shí)垂直速度場(左)和11月7日20時(shí)溫度平流(右)

4 小結(jié)

此次強(qiáng)寒潮天氣過程是西伯利亞冷高壓逐漸向東南方向擴(kuò)展引起，是一次較為明顯的橫槽轉(zhuǎn)豎型寒潮過程。影響此次寒潮天氣過程的強(qiáng)冷空氣源自新地島以東洋面上，在西伯利亞中部的寒潮關(guān)鍵區(qū)聚集，沿西北路徑進(jìn)入呼倫貝爾。產(chǎn)生降雪的水汽主要來自700 hPa，整個(gè)呼倫貝爾為西南氣流控制，槽前有源源不斷的西南暖濕氣流向呼倫貝爾地區(qū)輸送，降雪區(qū)上空始終維持著高層輻散、低層輻合的配置，有利于垂直運(yùn)動(dòng)，為降雪提供了有利的動(dòng)力條件。