乌兰察布市一次寒潮天气过程分析

2016-11-19于文英张韬常永旺陈杰

现代农业 2016年10期

关键词：东移平流涡度

于文英张韬常永旺陈杰

乌兰察布市气象局

乌兰察布市一次寒潮天气过程分析

于文英张韬常永旺陈杰

乌兰察布市气象局

利用常规高、低空，地面观测资料，应用天气学分析和诊断方法，结合内蒙古冬季寒潮预报指标，对2014年冬季乌兰察布1次寒潮天气从天气实况、环流背景、天气成因等方面进行了分析。结果表明：西伯利亚大低压发展盘踞造成强冷空气源，它南压至冷槽的形成是爆发寒潮的前提条件；槽前正的涡度平流，槽线上强烈的冷平流，地形作用，使冷槽加深东移，引导地面冷高压加强并东移南压，影响全市；强烈的垂直运动，冷空气下沉运动加强，低层风场加强，高空动量下传，较强的气压梯度，强冷平流作用，造成大风天气。

寒潮大风天气成因

一、天气概述

2014年11月10日～12月1日，在乌兰察布市出现了全市范围的寒潮、大风天气，最低气温出现在中旗，为-23.7℃；同时有9个旗县站出现了大风天气。这次寒潮、大风天气，在本市历史上是少见的。

表1 寒潮出现时各旗县降温幅度及12月1日最低气温

表211 月30日和12月1日各旗县出现极大风速值

二、寒潮天气过程分析

1.冷空气源地和冷空气堆的形成

此次寒潮过程的爆发，冷空气源要追溯到过程爆发的前10天，11月21日08时（北京时，下同）500hPa亚欧图上，西伯利亚至东亚是一大低压，在贝湖以东至我国东北部地区为东亚大槽。之后的几日仍维持这一形势，大低压和冷空气在这一地区不断打旋、堆积加强。

到27日08时，45°N以北地区环流呈倒Ω型，乌拉尔山至贝加尔湖地区为宽广低压带，新地岛以南地区和鄂霍次克海北部地区各为一高压区，45°N以南地区为平直偏西气流并有小波动东移。这种环流形势，使中西伯利亚以东大陆和洋面上的强冷空气，进一步在西伯利亚地区聚集，这为寒潮的爆发提供了首要条件。到27日08时，高空锋区已位于55°N，低压中心有-44℃的冷中心配合，标志着冷空气堆已初步形成。

2.冷空气的缓慢南压和低涡槽线的东移

27日08时500hPa天气图上，位于85°E，62°N的高空，有一闭合低压中心形成，中心高度值为4930位势米，并且在55°N附近的脊前偏北气流和西北气流之间生成一横槽，其前部东西向锋区明显加强，南压至50°N附近。横槽后部的偏北风风速达到26～34米/秒，这股偏北气流加剧了冷空气的向南输送和横槽锋区的南压。

28日08时500hPa图上，位于新地岛以南地区的高度脊有所东移，脊前不断有来自高纬地区的寒冷空气补充南下，低压中心随之东移南压，伴随横槽向东南方向有所旋转。与之对应的08时地面冷锋已位于天山一线。

到29日08时，高脊强度减弱并东移，槽线东移南下至贝湖以西至我国新疆中北部地区，并且由原来的东北-西南向旋转为南北方向。500hPa天气图上，整个天气形势发展成：亚欧为两脊一槽型，乌拉尔山长波脊，位于105°E的弱脊，从贝湖以西到我国新疆中部为一低槽，其冷中心为-50℃。此时，不断有冷空气沿新疆北部的强偏北气流下滑。从高度场和温度场的配置来看，在45°N以北，有一个从极地伸向北欧的冷舌，且冷舌略落后于高度槽，槽线上有冷平流，而在45°N以南，温压场接近重合，没有明显的冷暖平流，这样的配置，有利于槽线北段加强并东移，而南段移动缓慢。而29日08时500hPa槽前等高线稍有疏散，其上有正涡度平流，有利于槽线东移加强。另外，由于萨彦岭地形影响，槽线处于下坡运动，低槽增强加深。

700hPa天气图上从蒙古到河套地区为一低涡槽，冷中心为-36℃。

3.冷空气爆发影响乌兰察布市及其前期的物理特征

（1）高空涡度平流特征。29日08时，地面冷高压中心附近，500hPa上涡度平流为负值，预示地面冷高压将加强。此外，由涡度平流场与高度场的叠加可以看出，高空槽前为正涡度平流，槽后为负涡度平流，槽将会东移加深发展，地面冷高压将在高空引导气流的作用下，东移南下，影响全市。29日20时，地面冷高压中心附近，500hPa上涡度平流为负值，预示地面冷高压将加强。

1日08时，地面冷高压中心附近，500hPa上涡度平流为正值，预示地面冷高压将减弱。

（2）强烈的垂直运动。29日20时，600hPa垂直速度显示，冷空气下沉运动加强，而850hPa风场迅速加强，高空动量下传。

（3）温度平流垂直剖面图分析。从29日08时槽前后的温度平流垂直剖面图分析，此时500hPa槽线位于92°N附近，而在槽线附近，从低层到高层，为强烈的冷平流，即槽线上有正的涡度平流，有利于槽线发展。另外在槽前部，有冷平流随高度升高而减弱势，此冷平流促使高空出现负变高，槽向东部加深发展。到29日20时，槽线位于贝湖以南、蒙古至我国河套以西、甘肃西北，呈东北-西南走向，地面图上，冷高压中心增强到1056hPa，冷高压前沿的冷锋即将进入我市。

4.地面系统演变

从11月27日～12月1日地面冷高压及-△T24中心演变图可以看到，地面冷高压从28日入侵我国，28日20是冷锋位于贝湖以西至我国新疆中北部，锋后冷高压中心最大值为1048.2hPa。冷槽不断东移南压，冷空气不断南下，地面冷高压主体加强南压，30日08时冷高压中心位于贝湖以西，我国新疆以北，其最大值加强为1066.2hPa，乌兰察布市处于冷锋后部，冷空气开始影响全市。等压线变得更加密集，冷锋附近的气压梯度较大，在5个经距内分析出了5条等压线，锋前后的3小时变压差达22hPa，锋后强的气压梯度风和冷空气带来的下沉气流，使我市出现了大风天气。01日08时左右，冷高压主体侵入乌兰察布市，市气温降至最低。1日14时，冷高压中心开始减弱，其前沿已移出本市。

从24小叶负变温中心移动过程的变化也说明冷空气在东移过程中是增强的，从29日的最大负变温-12℃到30日增大到-16℃，而且范围在扩大，最强冷中心在乌兰察布市南部和以东地区。