甘肅省平?jīng)鍪写杭疽淮魏币?jiàn)寒潮 低溫天氣的極端性分析

李曉霞 李常德 馬真 趙慧 高玲

（1 甘肅省平?jīng)鍪袣庀缶?，平?jīng)?744000；2 甘肅省白銀市氣象局，白銀 730900）

0 引言

寒潮天氣過(guò)程是一種大規(guī)模的強(qiáng)冷空氣活動(dòng)過(guò)程。寒潮天氣的主要特點(diǎn)是劇烈的降溫和大風(fēng)，有時(shí)還伴有雨、雪、雨凇或霜凍。寒潮是我國(guó)冬春季嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣之一，能給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ顜?lái)很大的影響。對(duì)寒潮天氣的認(rèn)識(shí)和研究已較為廣泛，閻琦等從氣候角度分析了各地寒潮天氣的變化特征及影響因子。周星妍指出北大西洋風(fēng)暴軸位置異常與我國(guó)寒潮頻次變化存在顯著的相關(guān)關(guān)系。張琳發(fā)現(xiàn)極端氣旋的生成和移動(dòng)是中國(guó)寒潮天氣發(fā)生的重要原因之一。近年來(lái)，對(duì)不同寒潮天氣過(guò)程的發(fā)生機(jī)制進(jìn)行對(duì)比分析的研究較多，田秀霞等對(duì)相關(guān)寒潮天氣的影響系統(tǒng)、發(fā)生背景、水汽、動(dòng)力、熱力機(jī)制等進(jìn)行了診斷對(duì)比分析，得出一些重要的寒潮預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)和指標(biāo)。董全等利用歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心再分析資料和極端天氣指數(shù)對(duì)某一次強(qiáng)寒潮天氣活動(dòng)進(jìn)行了分析檢驗(yàn)，探討了如何有效利用極端天氣指數(shù)來(lái)提高對(duì)極端災(zāi)害性天氣過(guò)程預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。韋志剛等評(píng)估了CFSv2系統(tǒng)對(duì)寒潮天氣預(yù)報(bào)的能力，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)對(duì)寒潮降溫情況具有一定的提前預(yù)報(bào)能力。王麗等將濕位渦應(yīng)用到暴雨、強(qiáng)對(duì)流、寒潮等災(zāi)害性天氣時(shí)，得出了有意義的結(jié)果。近年來(lái)，不少氣象學(xué)者利用多種氣象資料及相關(guān)產(chǎn)品對(duì)諸多典型寒潮天氣個(gè)例做了深入的研究，雖然引發(fā)寒潮爆發(fā)的環(huán)流形勢(shì)和天氣系統(tǒng)基本都是我們所熟知的，但是我國(guó)幅員遼闊，氣候條件差異很大，各地寒潮天氣特征存在一定的差異性，這就需要我們氣象工作者根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況來(lái)研究寒潮預(yù)報(bào)的經(jīng)驗(yàn)和指標(biāo)，并做到本地化應(yīng)用。目前而言，關(guān)于甘肅省平?jīng)鍪斜镜氐暮碧鞖庋芯枯^少，對(duì)寒潮天氣的極端性判斷和預(yù)報(bào)也就更加欠缺。

2018年4月4—7日，甘肅省大部地方爆發(fā)了一次大范圍的強(qiáng)寒潮天氣，就平?jīng)鍪卸裕?個(gè)縣（市、區(qū)）連續(xù)2日均出現(xiàn)寒潮天氣，最低溫度降幅最大達(dá)13.9 ℃，最低氣溫均達(dá)到或超過(guò)歷史極值，屬于一次極端性罕見(jiàn)強(qiáng)寒潮天氣。各縣區(qū)均出現(xiàn)不同程度的冷凍災(zāi)害，主要災(zāi)情出現(xiàn)在涇川縣和靈臺(tái)縣，其中，涇川縣有14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)受災(zāi)，造成農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)27.85萬(wàn)畝（1畝≈666.7 m），直接經(jīng)濟(jì)損失25882.66萬(wàn)元。靈臺(tái)縣有11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)災(zāi)情較嚴(yán)重，造成果樹(shù)、農(nóng)作物等受災(zāi)面積達(dá)5.66萬(wàn)畝，直接經(jīng)濟(jì)損失16977.81萬(wàn)元。本文主要從寒潮天氣系統(tǒng)、寒潮降溫條件等方面入手，分析此次極端性寒潮天氣的形成原因，為平?jīng)鍪泻碧鞖獾念A(yù)報(bào)及由此產(chǎn)生的氣象災(zāi)害的預(yù)防提供參考。

1 天氣實(shí)況

2018年4月4—7日，甘肅省平?jīng)鍪斜l(fā)了入春以來(lái)最強(qiáng)的一次寒潮天氣過(guò)程，造成7個(gè)縣（市、區(qū)）出現(xiàn)大范圍的劇烈降溫天氣，從寒潮強(qiáng)度和連續(xù)日數(shù)來(lái)看，4—7日研究區(qū)出現(xiàn)連續(xù)2天的區(qū)域性強(qiáng)寒潮天氣，屬于歷史罕見(jiàn)寒潮天氣。過(guò)程前后，全市日最低氣溫下降幅度普遍在8.5～13.9 ℃，其中，4—6日，莊浪縣降溫幅度最大，達(dá)到13.9 ℃；5—7日，靈臺(tái)縣降溫幅度最大，達(dá)到13.8 ℃（圖1）。7日清晨全市最低氣溫均降到?9.4～?5.0 ℃，最低氣溫和近20年同期相比較，7個(gè)縣（市、區(qū)）均達(dá)到或超過(guò)歷史極值，尤其靜寧縣的最低氣溫低于歷史極值2.7 ℃。另外，4—5日寒潮區(qū)還出現(xiàn)了瞬時(shí)風(fēng)力達(dá)6～7級(jí)的偏北大風(fēng)，其中崆峒區(qū)極大風(fēng)速達(dá)20.4 m/s。此次寒潮天氣過(guò)程出現(xiàn)范圍之廣，強(qiáng)度之大，為歷史罕見(jiàn)。

圖1 2018年4月4—7日平?jīng)鍪懈骺h（市、區(qū)）48小時(shí)最低氣溫降溫幅度（單位: ℃） Fig. 1 Drop range of minimum temperature for 48 h in Pingliang of all counties (cities, districts ) in 4-7 April 2018 (unit: ℃)

2 影響系統(tǒng)及降溫條件

2.1 100 hPa極渦

亞洲高緯度地區(qū)維持一個(gè)強(qiáng)大的極渦時(shí)，對(duì)我國(guó)的寒潮天氣過(guò)程有很好的指示意義。利用NCEP再分析資料對(duì)寒潮的中短期形勢(shì)做了分析，分析寒潮發(fā)生前5 d、前1 d和發(fā)生時(shí)100 hPa極渦的分布特征發(fā)現(xiàn)，寒潮發(fā)生前5 d，有一極渦中心穩(wěn)定于新地島以東的喀拉海一帶，中心強(qiáng)度在1512～1516 gpm左右，呈不對(duì)稱(chēng)的單波型，可見(jiàn)寒潮爆發(fā)前5 d，在北半球就出現(xiàn)了東西向偏心型極渦。寒潮爆發(fā)前1 d，3日08時(shí)，極渦中心位于80°N以南，較前期相比強(qiáng)度增強(qiáng)，中心位置有所南壓。3日20時(shí)，極渦繼續(xù)加強(qiáng)南壓至70°N附近，中心強(qiáng)度達(dá)1540 gpm左右。寒潮爆發(fā)時(shí)，4日08時(shí)，極渦進(jìn)一步加強(qiáng)南壓，極渦由東西向轉(zhuǎn)為西北東南向，徑向度加大，影響范圍也大幅擴(kuò)大。5日20時(shí)，極渦發(fā)生了一次分裂， 2個(gè)中心分別位于70°N以北（極渦Ⅰ）和貝加爾湖附近（極渦Ⅱ），2個(gè)極渦均位于歐亞大陸，中心強(qiáng)度分別為1552 gpm和1564 gpm，且靠近我國(guó)的極渦Ⅱ偏強(qiáng)，說(shuō)明伴隨我國(guó)的大范圍寒潮低溫天氣也是偏強(qiáng)的，甘肅省平?jīng)鍪形挥跇O渦Ⅱ底部，受其影響將出現(xiàn)持續(xù)低溫冷凍天氣。

此次寒潮天氣過(guò)程冷空氣的源地位于新地島以東的洋面上，而后經(jīng)喀拉海、太梅爾半島、西伯利亞一帶進(jìn)入我國(guó)。寒潮爆發(fā)期間，對(duì)流層中、上部的極渦發(fā)生了一次斷裂，分為兩個(gè)中心，形成偶極型環(huán)流，這表明此次冷空氣的強(qiáng)度為中等以上強(qiáng)度，由于靠近我國(guó)的極渦中心偏強(qiáng)，且位于西伯利亞北部，這樣冷空氣從西伯利亞源源南下，造成我國(guó)大范圍持續(xù)低溫天氣，也是形成此次甘肅省平?jīng)鍪袠O端寒潮天氣的重要原因之一。

2.2 500 hPa環(huán)流形勢(shì)

寒潮能否爆發(fā)與冷空氣的源地和堆積程度有著密切的關(guān)系。分析500 hPa的環(huán)流形勢(shì)可以看出，此次寒潮爆發(fā)前，2日20時(shí)，烏拉爾山附近為一高壓脊，脊前有一弱的短波小槽，從溫壓場(chǎng)的配置來(lái)看，溫度場(chǎng)落后于高度場(chǎng)，預(yù)示著上述槽、脊將會(huì)發(fā)展加強(qiáng)。3日08時(shí)，脊前不穩(wěn)定小槽加強(qiáng)并東移南壓至西西伯利亞一帶。3日20時(shí)（圖2a），烏拉爾山高壓脊前冷槽分裂為南、北兩支小槽，南支低槽位于新疆東部，等溫線與等高線的交角大，槽后冷平流強(qiáng)。等高線也呈疏散結(jié)構(gòu)，即槽線上有正渦度平流，兩種因子共同促使該冷槽持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，烏拉爾山高壓脊線附近的暖平流和負(fù)渦度平流使得高壓脊繼續(xù)加強(qiáng)，使得脊前偏北風(fēng)加大，這意味著冷平流的加強(qiáng)，將進(jìn)一步促進(jìn)脊前冷槽的發(fā)展。烏拉爾山高壓脊和其前冷槽邊發(fā)展邊隨著基本氣流向東移動(dòng)，至4日20時(shí)（圖2b），烏拉爾山高壓脊東移至亞洲西部，并由南北向逐漸向東北西南向發(fā)展，冷空氣在脊前槽后持續(xù)堆積加強(qiáng)。5日08時(shí)，南北兩支低槽同位相疊加，同時(shí)，亞洲西部高壓脊同中亞高壓脊有所合并加強(qiáng)，這將使得環(huán)流經(jīng)向度進(jìn)一步加大，脊前偏北風(fēng)加強(qiáng)，引導(dǎo)槽后冷空氣大舉向南爆發(fā)，形成寒潮爆發(fā)的誘因。6日08時(shí)，亞洲中部受高壓脊控制，低槽東移至我國(guó)東部，東亞大槽完成了一次重建，此時(shí)寒潮研究區(qū)仍受槽后冷平流的影響，前后出現(xiàn)了連續(xù)性的強(qiáng)寒潮天氣。

圖2 2018年4月4—6日500 hPa環(huán)流形勢(shì) （實(shí)線：等高線；虛線：等溫線） Fig. 2 Circulation situation of 500 hPa in 4-6 April 2018 (solid: contours, dashed: isotherms)

此次寒潮天氣過(guò)程屬于脊前不穩(wěn)定小槽發(fā)展型。高空主要影響系統(tǒng)為烏拉爾山高壓脊及其前低壓槽，不斷東傳的低槽持續(xù)影響寒潮研究區(qū)，加之強(qiáng)冷平流的長(zhǎng)時(shí)間維持，使得此次寒潮天氣過(guò)程具備了持續(xù)時(shí)間久，強(qiáng)度大，范圍廣的特征。

2.3 地面冷高壓及冷鋒

分析地面形勢(shì)（圖3）發(fā)現(xiàn)，此次寒潮爆發(fā)前后，在寒潮地面高壓的前緣都有一條強(qiáng)度較強(qiáng)的冷鋒作為寒潮的前鋒，并且在300 hPa以下各等壓面上都配合有明顯的高空冷槽和鋒區(qū)，同樣，在寒潮冷鋒的后部都有一地面冷高壓存在，從冷高壓的移動(dòng)路徑可以看出冷空氣的移動(dòng)路徑為西北—東南向。對(duì)比上一節(jié)分析可以發(fā)現(xiàn)，地面寒潮冷鋒均位于500 hPa冷槽前部，屬于后傾形勢(shì)。寒潮爆發(fā)過(guò)程中，隨著高空冷槽的加深，地面冷鋒后的氣流經(jīng)向度也加大，利于寒潮冷鋒的南下。3日08時(shí)，地面冷高壓位于烏拉爾山脊底部下游，寒潮冷鋒位于兩個(gè)冷高壓之間的低壓變形場(chǎng)中。3日20時(shí)（圖3a），高壓中心強(qiáng)度達(dá)1042.5 hPa，冷空氣擴(kuò)散到北疆，變形場(chǎng)中生成氣旋中心，位于貝加爾湖西側(cè)，寒潮冷鋒位于貝加爾湖西側(cè)至新疆北部。4日08時(shí)（圖3b），冷高壓位置少動(dòng)，但主力冷空氣分裂一閉合冷性小高壓南壓至河西西部和青海高原西部一帶，其前有副冷鋒生成，是發(fā)展的低壓倒槽與柴達(dá)木冷空氣前鋒結(jié)合地形錮囚鋒，此時(shí)主鋒仍位于蒙古氣旋中心向西延伸的低壓槽中。4日20時(shí)，隨著主冷鋒下擺轉(zhuǎn)向，與其前副冷鋒合并，形成一支更強(qiáng)的冷鋒位于蒙古中部至甘肅東南部一帶，其后部的地面高壓中心強(qiáng)度分別增強(qiáng)到1045.8 hPa、1028.4 hPa，這也預(yù)示著冷空氣強(qiáng)度的增強(qiáng)，此時(shí)，甘肅省平?jīng)鍪形挥诶滗h后3 h顯著升壓區(qū)內(nèi)，鋒后正變壓中心值達(dá)+10.0 hPa，變壓差達(dá)增大到11.0 hPa 左右，這與該時(shí)段內(nèi)平?jīng)鋈谐霈F(xiàn)偏北大風(fēng)天氣密切相關(guān)。5日08時(shí)，地面冷高壓位置少動(dòng)，強(qiáng)度增強(qiáng)到1057.1 hPa，伸出的地面高壓脊伸向東南，沿河西走廊不斷延伸，其前冷鋒東移，前后變壓差在10.5 hPa 左右；5日20時(shí)，切斷出閉合冷高壓，中心位于馬鬃山-額濟(jì)納一帶，中心強(qiáng)度達(dá)1042.5 hPa，平?jīng)鍪腥晕挥诶滗h后3 h顯著升壓區(qū)內(nèi)，鋒后正變壓中心值達(dá)+9.0 hPa，變壓差在8.5 hPa 左右，而鋒后強(qiáng)冷空氣和較大變壓差是形成平?jīng)鍪泻焙痛箫L(fēng)天氣的重要影響因子；6日08時(shí)，冷高壓中心沿河西走廊東移南下直至甘肅省河?xùn)|地區(qū)，之后的24小時(shí)內(nèi)北部冷高壓中心緩慢變性，高壓前冷鋒也逐漸東移減弱消失。

圖3 2018年4月3—4日地面形勢(shì) Fig. 3 Ground situation in 3-4 April 2018

從地面冷鋒、氣旋和冷高壓的演變來(lái)看，冷空氣主力并未爆發(fā)性東移南下，而是以冷高壓分裂的形式影響甘肅省東部地區(qū)。分裂的冷空氣出現(xiàn)向南爆發(fā)的現(xiàn)象，冷高壓中心沿河西走廊南下，其空間尺度較小，降溫集中。另外，變形場(chǎng)和地面倒槽的動(dòng)力、熱力作用有利于地面（副）冷鋒的生成和地面氣旋加強(qiáng)。

2.4 溫度平流

在水平氣流方向上氣溫分布不均勻時(shí)，空氣水平運(yùn)動(dòng)將引起氣溫的局地變化，暖平流使局地氣溫上升，冷平流使局地氣溫下降，因而氣溫變化的程度決定于溫度平流的強(qiáng)度。

本文利用NCEP再分析資料對(duì)溫度平流進(jìn)行診斷分析，沿35.3°N做溫度平流的垂直剖面，發(fā)現(xiàn)寒潮爆發(fā)前期，4月2—3日，研究區(qū)基本受暖平流或弱冷平流控制，以3日14時(shí)為例，在對(duì)流層中層有一個(gè)暖平流中心，強(qiáng)度達(dá)4×10℃/s，可見(jiàn)過(guò)程前期研究區(qū)處于明顯的升溫環(huán)境中，為后期的寒潮降溫和降溫強(qiáng)度提供了溫度基礎(chǔ)。4日20時(shí)（圖4a），600 hPa以下到近地面層，研究區(qū)轉(zhuǎn)為受冷平流控制，最強(qiáng)中心位于近地面層，中心值達(dá)?1.6×10℃/s，表明低層已有冷空氣入侵。5日08時(shí)（圖4b），從近地面層至對(duì)流層高層，研究區(qū)均受冷平流控制，中心位于700 hPa附近，值達(dá)到?2.0×10℃/s，可見(jiàn)冷空氣逐漸變得深厚，強(qiáng)度也大大增強(qiáng)，為連續(xù)兩日寒潮天氣提供了冷空氣條件。到5日20時(shí)，冷空氣持續(xù)加強(qiáng)，冷平流區(qū)域貫穿到對(duì)流層頂，最強(qiáng)中心位于500～400 hPa，研究區(qū)偏東一帶更為顯著，靈臺(tái)縣境內(nèi)中心強(qiáng)度達(dá)?2.2×10℃/s左右。另外，從5日午后到前半夜，溫度平流具有明顯的上冷下暖分布特征，這種配置有利于不穩(wěn)定層結(jié)的形成，可促使冷暖空氣的上下對(duì)流，利于動(dòng)量下傳，形成地面大風(fēng)。

圖4 2018年4月4—5日沿35.3 °N溫度平流的經(jīng)向剖面（單位：10-4 ℃/s ） Fig. 4 The meridional section along 35.3 °N of temperature advection in 2-5 April 2018 (unit: 10-4 ℃/s )

2.5 垂直速度

本節(jié)主要分析垂直運(yùn)動(dòng)對(duì)局地氣溫變化的影響，垂直運(yùn)動(dòng)對(duì)局地氣溫變化的影響主要是通過(guò)垂直運(yùn)動(dòng)的方向、強(qiáng)度和大氣的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在穩(wěn)定大氣層結(jié)狀態(tài)下，如有上升運(yùn)動(dòng)，即ω＜0，當(dāng)?shù)貧鉁鼐拖陆?，反之，如有下沉運(yùn)動(dòng)，即ω＞0，當(dāng)?shù)貧鉁鼐蜕仙?/p>

本文沿35.3°N做垂直速度的垂直剖面，可以看出，4月3日20時(shí)，寒潮研究區(qū)500 hPa以下均為上升運(yùn)動(dòng)，中心值為?20×10Pa/s，對(duì)流層中低層這種垂直運(yùn)動(dòng)的分布，可產(chǎn)生絕熱膨脹冷卻效應(yīng)，從而利于研究區(qū)降溫天氣的加劇。4日20時(shí)，從近地層到對(duì)流層頂，研究區(qū)整層均為強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，中心最大值達(dá)?52×10Pa/s以上，且最強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)區(qū)位于寒潮研究區(qū)境內(nèi)，這說(shuō)明此次寒潮天氣過(guò)程中，垂直運(yùn)動(dòng)劇烈，從而引起的局地降溫也就較強(qiáng)。5日20時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度有所減弱，但其伸展高度仍達(dá)300 hPa左右。至7日08時(shí)，研究區(qū)整層均轉(zhuǎn)為下沉運(yùn)動(dòng)，由垂直運(yùn)動(dòng)項(xiàng)對(duì)局地溫度變化所造成的影響轉(zhuǎn)為升溫效應(yīng)。

3 濕位渦

濕位渦（MPV）是能夠反映大氣動(dòng)力、熱力和水汽作用的綜合物理量。

在p坐標(biāo)系中，濕位渦守恒的表達(dá)式為：

其中：式（2）為濕正壓項(xiàng)，式（3）為濕斜壓項(xiàng)。濕正壓項(xiàng)表示慣性穩(wěn)定性和對(duì)流穩(wěn)定性作用。濕斜壓項(xiàng)包含了濕斜壓性和水平風(fēng)垂直切變的作用，標(biāo)志了大氣斜壓性的發(fā)展，而大氣的斜壓性有利于氣旋性渦度的發(fā)展。MPV2與高空冷平流有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以很好的應(yīng)用到寒潮天氣的預(yù)報(bào)診斷中，當(dāng)MPV2＜0，|MPV2|越大時(shí)，表示大氣斜壓性越強(qiáng)，等壓面上的等溫線越密集（即溫度梯度越大），冷空氣鋒生越強(qiáng)，利于寒潮天氣過(guò)程中的氣溫下降。

利用NCEP再分析資料，分別計(jì)算出500 hPa、700 hPa等壓面上的MPV2項(xiàng)以及沿35.3°N的MPV2緯向垂直剖面，分析MPV2項(xiàng)在此次強(qiáng)寒潮天氣過(guò)程中的作用。以500 hPa為例，3日20時(shí)，在甘肅省河西東部地區(qū)有一個(gè)MPV的密集帶，中心值為?1.3 PVU（1 PVU=10m·K·s·kg），平?jīng)鍪形挥诹憔€范圍內(nèi)。4日08時(shí)（圖5a），MPV2密集帶南壓到甘肅省河?xùn)|地區(qū)，研究區(qū)的值為?0.6～?0.3 PVU，表明此時(shí)冷空氣已南壓并開(kāi)始影響研究區(qū)，且500 hPa冷平流增強(qiáng)。5日08時(shí)（圖5b），MPV2高值中心整體東移，研究區(qū)|MPV2|增大，為?1.4～?1.0 PVU，大氣斜壓性進(jìn)一步增強(qiáng)，冷空氣鋒生加強(qiáng)，平?jīng)鍪谐霈F(xiàn)了明顯的氣溫下降。之后MPV2密集帶和大值中心逐漸東移，直到6日20時(shí)，研究區(qū)均位于MPV2負(fù)值區(qū)，但強(qiáng)度減弱。700 hPa的MPV2分布特征基本類(lèi)似于500 hPa，3日20時(shí)—6日08時(shí)，研究區(qū)均位MPV2負(fù)值區(qū)，最強(qiáng)時(shí)段為3日夜間到4日白天，最強(qiáng)值達(dá)?0.9～?0.6 PVU。

再沿35.3°N做MPV2緯向垂直剖面圖分析發(fā)現(xiàn)，3日02時(shí)，寒潮研究區(qū)700 hPa以上開(kāi)始出現(xiàn)MPV2負(fù)值。4日20時(shí)（圖5c），從近地面到對(duì)流層中上層，MPV2均為負(fù)值，|MPV2|普遍增大，最強(qiáng)中心位于600 hPa附近，值達(dá)?1.1 PVU左右，表明冷空氣變深厚，強(qiáng)度增強(qiáng)。5日14時(shí)（圖5d），MPV2大值中心東移，而寒潮區(qū)仍持續(xù)深厚MPV2的負(fù)值區(qū)。直到6日14時(shí)，研究區(qū)內(nèi)MPV2值上下層均轉(zhuǎn)為正值或弱的負(fù)值。

圖5 500 hPa MPV2的分布特征（a，b）及沿35.3°N MPV2的緯向垂直剖面（c，d）圖（單位：PVU） Fig. 5 The distribution characteristics of 500 hPa MPV2 and the vertical zonal section along 35.3°N of MPV2 (unit: PVU)

可見(jiàn)，濕位渦中第二項(xiàng)濕斜壓項(xiàng)在此次寒潮天氣過(guò)程中有著很好的指示意義，其時(shí)、空演變特征能夠很好地描述冷空氣的移動(dòng)、發(fā)展過(guò)程，從而有助于寒潮天氣過(guò)程中降溫情況的判斷和研究。

4 結(jié)論

（1）此次寒潮天氣的冷空氣源地位于新地島以東洋面上，而后經(jīng)喀拉海、太梅爾半島、西伯利亞一帶進(jìn)入我國(guó)。寒潮爆發(fā)前5 d，100 hPa在北半球有一東西向偏心型極渦。寒潮爆發(fā)期間，對(duì)流層中、上部的極渦發(fā)生了一次分裂，表明此次冷空氣強(qiáng)度為中等以上強(qiáng)度，因靠近我國(guó)的極渦中心偏強(qiáng)，造成我國(guó)大范圍的持續(xù)低溫天氣也偏強(qiáng)。

（2）此次寒潮天氣過(guò)程屬于脊前不穩(wěn)定小槽發(fā)展型。高空主要影響系統(tǒng)為烏拉爾山高壓脊及其前低壓槽，不斷東傳的低槽持續(xù)影響寒潮研究區(qū)，加之強(qiáng)冷平流的長(zhǎng)時(shí)間維持，使得此次寒潮天氣過(guò)程具備了持續(xù)時(shí)間久，強(qiáng)度大，范圍廣的特征。

（3）從地面冷鋒、氣旋和冷高壓的演變來(lái)看，此次寒潮爆發(fā)前后，在寒潮地面高壓的前緣都有一條強(qiáng)度較強(qiáng)的冷鋒作為寒潮的前鋒，主體冷高壓位置少動(dòng)，后期分裂形成一閉合小高壓南壓，并配合有副冷鋒生成，隨著主冷鋒下擺轉(zhuǎn)向，與其前副冷鋒合并，形成一支更強(qiáng)的冷鋒影響寒潮區(qū)。

（4）從高空冷暖平流的分布可以得出，寒潮爆發(fā)前，研究區(qū)處于明顯的升溫環(huán)境中，這為后期的寒潮降溫和降溫強(qiáng)度提供了一定的溫度基礎(chǔ)。爆發(fā)期，研究區(qū)受強(qiáng)冷平流的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)影響，因高空冷平流項(xiàng)引起的局地降溫也是顯著的；寒潮期間，研究區(qū)存在明顯的上升運(yùn)動(dòng)，可產(chǎn)生顯著的絕熱膨脹冷卻效應(yīng)，從而利于研究區(qū)降溫天氣的加劇。

（5）將濕位渦應(yīng)用到此次寒潮天氣的分析中，發(fā)現(xiàn)濕位渦中第二項(xiàng)濕斜壓項(xiàng)在此次寒潮天氣過(guò)程中有著很好的指示意義，其時(shí)空演變特征能夠很好地描述冷空氣的移動(dòng)、發(fā)展過(guò)程，從而有助于寒潮天氣過(guò)程中降溫情況的判斷和研究。