2016年冬季西藏一次強(qiáng)降溫天氣過程分析

次旺平措　旦增旺姆　拉巴果杰

摘要 為更全面地認(rèn)識西藏冬季強(qiáng)降溫發(fā)生機(jī)制，利用常規(guī)觀測資料，分析了2016年12月25—28日西藏出現(xiàn)的一次強(qiáng)降溫天氣過程。結(jié)果表明：（1）此次強(qiáng)降溫過程范圍廣、持續(xù)時(shí)間長、降溫幅度大、陣風(fēng)強(qiáng)，同時(shí)西藏東部地區(qū)出現(xiàn)雨雪天氣;（2）此次過程強(qiáng)降溫主要是由于前期基礎(chǔ)氣溫回升、有利的環(huán)流形勢、強(qiáng)盛冷平流、輻射降溫等因素造成;（3）大風(fēng)的形成與強(qiáng)冷平流、氣壓梯度和高空動量下傳等有密切聯(lián)系;（4）此次過程后期東部降雪的形成主要是由南支槽前的暖濕氣流與北部冷空氣在高原東北部形成的切變線造成的。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)降溫;降雪;大風(fēng);成因

中圖分類號：P458.122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2022）04–0106–04

強(qiáng)降溫天氣是我國冬季和春季常見的災(zāi)害性天氣之一，是大規(guī)模的強(qiáng)冷空氣活動過程。最突出的天氣特征是劇烈的降溫和大風(fēng)，可能還伴有雨雪天氣，甚至?xí)l(fā)霜凍、凍害等多種自然災(zāi)害，給農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、人民生命財(cái)產(chǎn)和生產(chǎn)生活帶來不利影響[1]。冬季強(qiáng)冷空氣爆發(fā)，高緯度強(qiáng)冷空氣南下形成劇烈的降溫降雨（雪）天氣過程，對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來極大影響。國內(nèi)外學(xué)者多采用診斷方法分析寒潮天氣過程的環(huán)流形勢、物理量場、動力和熱力結(jié)構(gòu)等，研究表明，冷空氣入侵導(dǎo)致大范圍的降溫，高層強(qiáng)輻散產(chǎn)生的抽吸效應(yīng)，高、低空急流的動力、水汽輸送作用和冷暖氣流的交匯等因素形成了大范圍的雨雪天氣過程，同時(shí)，地形的動力作用對強(qiáng)降溫天氣系統(tǒng)的生成、發(fā)展和南下路徑等均有重要的影響，為強(qiáng)降溫天氣過程預(yù)報(bào)提供了很多的參考[2-5]。

當(dāng)前，學(xué)者對西藏地區(qū)強(qiáng)降溫天氣過程的研究相對較少，本文利用常規(guī)資料，結(jié)合衛(wèi)星云圖等資料，分析了2016年12月25—28日西藏出現(xiàn)的寒潮天氣過程，總結(jié)此次天氣過程的成因，了解強(qiáng)降溫發(fā)生的天氣過程和影響系統(tǒng)，以供開展此類天氣的預(yù)報(bào)工作提供參考，提高氣象為農(nóng)牧業(yè)、交通、旅游等防災(zāi)減災(zāi)氣象服務(wù)能力，及時(shí)采取防災(zāi)減災(zāi)策略，減少人們生命經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)的損失。

1 過程天氣概況

2016年12月25—28日，受冷空氣影響，西藏出現(xiàn)了一次自西向東強(qiáng)降溫天氣過程。此次過程降溫幅度大，最低氣溫低。根據(jù)西藏地面觀測資料，25日08：00至27日08：00西藏西部和北部48 h最低氣溫降幅為9℃～19℃，27日西部和北部最低氣溫降至-12℃～-23℃，其中安多-23℃、改則-22℃、那曲-21℃;26日08：00至28日08：00中東部48 h最低氣溫降幅8℃～17℃;28日中東部最低氣溫降至-7℃～-28℃，左貢美玉鄉(xiāng)-28℃。過程中后期昌都、林芝和那曲北部局地出現(xiàn)了降雪天氣，降雪量以小到中雪為主，洛隆等部分站點(diǎn)出現(xiàn)了5 mm以上的大雪，各地積雪深度介于2～6 cm之間。同時(shí)此次強(qiáng)降溫過程部分地方還伴隨8～9級大風(fēng)，最大風(fēng)速為23 m/s。

2 強(qiáng)降溫成因分析

2.1 前期基礎(chǔ)溫度

寒潮來臨前期，24日08：00西部阿里一帶出現(xiàn)6℃～7℃的地面24 h正變溫，25日500 hPa上中東部一帶為暖溫度脊控制，地面24 h變溫為正，各站點(diǎn)最低氣溫有不同程度的回升，沿江一帶24 h變溫幅度在5℃～10℃。寒潮前回暖明顯，有利于冷鋒鋒生和降溫幅度的加大。

2.2 500 hPa環(huán)流形勢

在2016年12月24日20：00 500 hPa上，歐亞大陸中高緯度呈現(xiàn)出兩槽兩脊形勢，咸海、里海至巴爾喀什湖一帶高壓脊區(qū)明顯，脊前的低槽發(fā)展東移，并與新疆北部淺槽同位相疊加，高原北部的短波槽經(jīng)向振幅加大，有利于引導(dǎo)槽后脊前冷空氣南下（圖1a）。高原西側(cè)受低槽東移影響，西太平洋副熱帶高壓位置偏東南，而伊朗高壓明顯東伸，穩(wěn)定位于印度半島上空，使高原南北兩側(cè)之間等高線變得密集，新疆北部有深厚的冷溫度槽與高度槽配合，在高原西北側(cè)鋒區(qū)等溫線密集，逐步向高原靠近。25日隨著高原北部短波槽東移，槽后偏西北氣流帶動冷空氣自西向東影響西藏（圖1b）。而原先高原西側(cè)的低槽移動速度較慢，低槽上游則由于伊朗高壓北抬，使伊朗高壓至咸海、里海一帶的脊區(qū)經(jīng)向度加大，等高線變密，而脊前的西北氣流引導(dǎo)冷空氣影響西藏。從26日20：00 500 hPa上可以看出，高原北部短波槽的影響趨于結(jié)束，而高原西側(cè)脊區(qū)進(jìn)一步發(fā)展，使下游的低槽加深，高原南側(cè)等高線更加密集，槽前西南風(fēng)與北部短波槽后的西北氣流形成切變線，影響西藏東部地區(qū)（圖1c）。27日高原西側(cè)脊區(qū)東移，等高線南壓明顯，東南部則受南支槽影響，脊前的冷空氣已經(jīng)影響西藏東部（圖1d）。

2.3 溫度平流

此次強(qiáng)降溫主要由冷平流造成。高空冷平流越強(qiáng)，溫度梯度越大，鋒區(qū)就越強(qiáng)，越有利于強(qiáng)冷空氣的爆發(fā)。由圖1可見，冷溫度槽26日已經(jīng)移上高原，500 hPa冷平流強(qiáng)，高原上空有明顯降溫，鋒區(qū)等溫線密集，溫度梯度加大。27日500 hPa上高原北部出現(xiàn)偏北強(qiáng)風(fēng)帶，冷平流已壓至高原中部，風(fēng)場與等溫線夾角較大，有利于冷平流加強(qiáng)。

2.4 地面形勢

在2016年12月25日08：00地面圖上，零變壓線明顯，位于阿里西南至那曲東北一線，西藏中南部為負(fù)變壓控制，而阿里至那曲一帶為正變壓區(qū)，表明冷鋒開始東移南壓，低層已經(jīng)有冷空氣入侵（圖2a）。26日08：00零變壓線東移南壓至日喀則西南部至昌都東北部一線，西藏西北部的正變壓區(qū)代數(shù)值加大，阿里地區(qū)降溫明顯（圖2b）。27日08：00西藏大部為正變壓區(qū)，正變壓中心位于日喀則中東部、拉薩、山南北部一帶，變壓梯度加大，降溫明顯（圖2c）。從27日08：00地面24 h變溫情況來看，高原大部為負(fù)變溫，低層形成冷墊，負(fù)變溫中心位于日喀則東部、拉薩一帶，與正變壓中心較為對應(yīng)，地面冷高壓顯著。28日08：00冷空氣主體東移，地面冷高壓位于西藏東南部，表現(xiàn)為弱的正變壓與負(fù)變溫，西藏強(qiáng)降溫過程趨于結(jié)束（圖2d）。

2.5 非絕熱因子

12月25—27日受高空槽后偏北氣流控制，從衛(wèi)星云圖上可以看出西藏中西部地區(qū)晴朗少云，近地面熱量向外輻散，晴空輻射降溫明顯，降溫幅度進(jìn)一步增大。27日林芝、昌都局地出現(xiàn)降雪天氣，降雪的蒸發(fā)和融化吸收周圍環(huán)境大氣中的熱量，使地面氣溫下降，導(dǎo)致降溫幅度加大。

3 降雪成因分析

3.1 水汽條件

26日500 hPa上，高原北部短波槽的影響趨于結(jié)束，而高原西側(cè)脊區(qū)進(jìn)一步發(fā)展，使下游的低槽加深，高原南側(cè)等高線變得更加密集，槽前西南急流明顯，與北部短波槽后的西北氣流在高原東北部形成切變線，昌都、林芝位于切變線南側(cè)，有利于水汽的輻合抬升;且切變線南側(cè)的西南急流最大風(fēng)速達(dá)到38 m/s，將暖濕空氣向高原東部輸送，為此次降雪天氣提供了水汽來源（圖3a）。從物理量場上看，昌都、林芝、那曲交界處為水汽通量散度負(fù)值區(qū)，水汽輻合輸送（圖3b）。

3.2 動力和層結(jié)條件

高原東部處于500 hPa南支槽前正渦度平流，且在切變線附近，風(fēng)向、風(fēng)速存在輻合。高層200 hPa受到急流輻散作用，有利于上升運(yùn)動。較強(qiáng)的上升運(yùn)動會觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放，為此次的降雪天氣提供了有利的動力條件。從昌都和林芝的探空資料分析，26日20：00濕層垂直伸展到400 hPa以上，-10℃趨近于接地，有利于冰晶的形成和降落過程中冰雪相態(tài)的維持（圖4）。

4 大風(fēng)成因分析

4.1 氣壓梯度

在中緯度地區(qū)，風(fēng)場和氣壓場基本符合地轉(zhuǎn)風(fēng)、梯度風(fēng)原理。根據(jù)地轉(zhuǎn)風(fēng)原理，氣壓梯度越大，風(fēng)就越大。25日500 hPa上，巴爾喀什湖低槽與新疆低槽疊加?xùn)|移南壓，等高線變密，氣壓梯度加大，北部風(fēng)力開始加大，同時(shí)高原西側(cè)有低槽東移影響，西太平洋副熱帶高壓位置偏東南，而伊朗高壓明顯東伸，穩(wěn)定位于印度半島上空，使高原南北兩側(cè)之間等高線更加密集，高原南部氣壓梯度加大，形成南部大風(fēng)（圖5a）。在高原南北側(cè)形成明顯的大風(fēng)速帶，其中日喀則南部部分站點(diǎn)最大風(fēng)速在22 m/s以上。26日高原槽北側(cè)低槽影響減弱，高原南北兩側(cè)之間氣壓梯度減弱，系統(tǒng)在東移過程中大風(fēng)減少（圖5b）。

4.2 地面形勢

氣壓（位勢高度）的局地變化引起水平氣壓梯度的局地變化，形成變壓風(fēng)。變壓風(fēng)沿變壓梯度風(fēng)向吹，由高值變壓區(qū)吹向低值變壓區(qū)。由于白天天氣晴好，地面熱低壓發(fā)展，受輻射加熱作用，25日17：00西藏中東部拉薩至山南一帶表現(xiàn)為3 h負(fù)變壓大值區(qū)，西藏西北部表現(xiàn)為正變壓區(qū)，西藏東西部變壓梯度加大，有利于氣流向負(fù)變壓大值區(qū)輻合，產(chǎn)生變壓風(fēng)，變壓梯度越大，風(fēng)力越強(qiáng)（圖6）。

4.3 動量下傳及地形影響

在高原200 hPa上高空急流顯著，最大風(fēng)速達(dá)50 m/s以上，高層動量較大，而高原上空有急流存在時(shí)容易出現(xiàn)大風(fēng)天氣。從那曲探空資料可以看出，風(fēng)速隨高度增加，高空動量大，高低空風(fēng)速差達(dá)到40 m/s以上，白天受地面熱低壓控制，地面溫度較高，夜間冷空氣南下，探空層結(jié)趨于干絕熱不穩(wěn)定，垂直交換強(qiáng)，空氣的動量下傳較強(qiáng);而夜間鋒面過境，地面加壓，鋒后有下沉運(yùn)動，空氣動量向下傳，也能使地面風(fēng)速加大（圖7）。西藏北部和西部地勢較為平坦，摩擦力較小，風(fēng)力得以維持，而沿江河谷一帶的地形，因狹管效應(yīng)極易使風(fēng)力增大，同時(shí)西藏山脈較多，部分地方有重力波形成的下坡風(fēng)加速。

5 總結(jié)與討論

利用常規(guī)觀測資料等相關(guān)數(shù)據(jù)，綜合分析了2016年12月25—28日西藏出現(xiàn)的強(qiáng)降溫天氣過程，得出以下結(jié)論：

（1）此次強(qiáng)降溫過程的影響范圍較廣、持續(xù)時(shí)間長、降溫幅度大、陣風(fēng)強(qiáng)，同時(shí)西藏東部出現(xiàn)了降雪天氣。

（2）此次強(qiáng)降溫過程中， 巴爾喀什湖側(cè)的低槽發(fā)展東移，并與新疆北部低槽同位相疊加，經(jīng)向振幅加大，新疆北部有深厚的冷溫度槽與高度槽配合，在高原西北側(cè)鋒區(qū)等溫線密集，槽后偏西北氣流帶動冷空氣自西向東影響高原。再加上前期基礎(chǔ)氣溫較高，夜間晴空輻射降溫導(dǎo)致此次過程降溫幅度大。

（3）南支槽前西南急流與北部短波槽后的西北氣流在高原東北部形成切變線，昌都、林芝位于切變線南側(cè)，有利于水汽的輻合抬升;高原東部處于500 hPa南支槽前正渦度平流，且在切變線附近，風(fēng)向、風(fēng)速存在輻合，為此次降雪天氣提供了充足的水汽和動力條件。

（4）巴爾喀什湖低槽與新疆低槽疊加?xùn)|移南壓，等高線變密，氣壓梯度加大，高原北部風(fēng)力開始加大，同時(shí)高原西側(cè)有低槽東移影響，伊朗高壓穩(wěn)定位于印度半島上空，使高原南部氣壓梯度加大，形成南部大風(fēng)。加之地面負(fù)變壓和探空層結(jié)不穩(wěn)定形成高空動量下傳的共同作用，造成了此次過程中的大風(fēng)天氣。大風(fēng)的形成與冷平流的入侵、氣壓梯度及高空動量下傳及地形條件有密切關(guān)系。

參考文獻(xiàn)

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Analysis of a Strong Cooling Weather Process in Tibet in Winter 2016

CIWANG Pingcuo et al（Meteorological Bureau of Dingjie County， Dingxi， Tibet 857900）

Abstract In order to understand the occurrence mechanism of strong cooling in winter in Tibet more comprehensively， the systematic evolution characteristics of a strong cooling weather process in Tibet from December 25 to 28， 2016 were analyzed by using conventional observation data. The results showed that： （1） the strong cooling process had a wide range， long duration， large cooling range and strong gust. At the same time， there was rain and snow in eastern Tibet; （2） The strong cooling in this process was mainly caused by the rise of basic temperature in the early stage， favorable circulation situation， strong cold advection， radiation cooling and other factors; （3） The formation of strong wind was closely related to strong cold advection， pressure gradient and downward momentum at high altitude. （4） The formation of snowfall in the East in the later stage of the process was mainly caused by the shear line formed by the warm and humid air flow in front of the South Branch trough and the cold air in the north in the northeast of the plateau.

Key words Strong cooling; Snowfall; Strong wind; Causes

作者簡介 次旺平措（1996—），男，西藏日喀則人，助理工程師，主要從事氣象預(yù)報(bào)與服務(wù)工作。

收稿日期 2022-01-02