甘肃省河西走廊西部霜冻天气气候特征分析及预报着眼点

2017-03-24雷淑琴李诚陶生才金生仁訾

现代农业科技 2016年22期

雷淑琴++李诚++陶生才++金生仁++訾瑞渊++王海蓊++王惟晨

摘要从天气实况、影响系统以及天空状况等方面对2014年4月25—27日发生在甘肃省河西走廊西部的强霜冻天气过程进行分析，并找出此类天气的预报着眼点。

关键词霜冻；气候特征；影响系统；预报着眼点；甘肃省；河西走廊西部

中图分类号 P458.1+22 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）22-0215-02

霜是指当气温下降使地表或接近地表的物体表面最低温度下降到0 ℃或以下，空气中水汽直接凝华在地表或物体上形成白色冰晶的一种天气现象[1]。霜冻对农作物造成危害主要是因为伴随霜冻的低温，使得农作物细胞内水分结冰，进而刺破细胞壁引起植物组织受到伤害，严重的会导致死亡[2]。由于霜冻的发生与低温相伴，因此温度变化是引起霜冻的主要原因之一，它与温度变化密切相关。酒泉地区位于甘肃河西走廊西部，所辖6个县（市），霜冻天气是造成该地区农业、林业生产的主要气象灾害之一，每年都会造成一定的经济损失。2014年4月25—27日受西伯利亚强冷空气东移南下影响，河西走廊西部出现了历史罕见的强霜冻，这也是近10年来最强的一次霜冻天气过程。其中：4月25日全市地面最低温度为-11.0～-7.1 ℃，4月26日为-9.7～-4.3 ℃，27日除瓜州外其余县市均达中等偏强霜冻，灾害天气共造成6个县（市）29 854户10.8万人不同程度受灾，农作物受灾面积15 673.11 hm2，直接经济损失达到28 264.065万元。因此，加强霜冻天气的分析研究，对提高预报服务水平就显得十分必要。本文通过对2014年4月25—27日发生在河西走廊西部的霜冻天气气候特征和影响系统进行研究的基础上，分析影响该地区霜冻的主要影响因素和发生特征，以期总结霜冻的发生规律，为该类天气预报提供指导，进而减少霜冻对农作物等造成的损失。

1 天气实况

1.1 降温过程

表1列出了2014年4月25日酒泉地区各站最低气温、地面最低温度及24 h最低气温下降幅度。可以看出：这次霜冻天气过程降温幅度较大，而且除了敦煌外，其余县市均达强霜冻天气标准。这也是近10年来酒泉地区所发生的最强的一次霜冻天气过程。

1.2 前期天气情况

这次霜冻天气出现前的4月20—22日酒泉各地上空受西北气流控制，天气以晴为主。气温逐日上升，日平均气温在9.0～14.0 ℃之间。4月23—24日西伯利亚较强冷空气快速东移南下，地面冷高压实力较强，锋面较为清楚，全市出现入春以来最强的一次冷空气活动，其中2014年4月23日中午到夜间酒泉各地出现了一次区域性的大风、特强沙尘暴天气，境内有9个站都出现了沙尘暴，其中7个站达强沙尘暴，敦煌和阿克塞2个站为特强沙尘暴，最小能见度为20 m，最大瞬时风速达24.5 m/s，此次沙尘暴天气无论是强度、范围均为酒泉各台站建站以来历史之最。

2 天气形势分析

2.1 高空形势

霜冻天气的发生，受多种因素的影响，进而会决定霜冻天气的范围和强度。在整个过程中，乌拉尔山附近为高压脊区，西西伯利亚为大槽活动区。从500 hPa高空来看，4月下旬初，乌拉尔高压脊发展，使得偏北气流加强，从而促使其前部的巴湖冷槽加深，锋区加强。4月22日20：00，500 hPa高空槽前的锋区已经进入了北疆的西部；从700 hPa形势可以看出冷槽加强并且东移南压，河西中西部地区处在干暖气团的控制之下。

23日8：00 500 hPa图上高空冷槽锋区抵达乌鲁木齐，冷中心位于塔城至哈巴河等地，中心强度达到 -37 ℃，冷中心与敦煌的温差达18 ℃，>20 m/s的西风气流控制着河西中西部。在相应的23日8：00 700 hPa高空，低槽呈现为分裂东移，并且移动速度加快，冷空气的主力位于北疆中西部，敦煌与乌鲁木齐的温差达20 ℃，这说明低层存在着很强的冷平流。这种环流形势场配置非常有利于地面系统加强。

23日20：00 500 hPa高空，冷槽主力位于北疆东部，与8：00相比东移了8个经距，冷槽前的锋区已经进入酒泉市境内；700 hPa高空，低槽位于哈密与马鬃山之间，酒泉与额济纳旗之间存在强的风切變，酒泉与乌鲁木齐之间温差达22 ℃，意味着冷平流势力很强。据气象观测资料显示，24日酒泉各地气温显著下降，达强降温天气标准。很低的基础气温为之后产生霜冻天气奠定了基础。

2.2 地面形势

从4月23日8：00地面图（图1）可以看出，冷锋已过了乌鲁木齐站，锋后气压梯度很大，而且还伴有大风、沙尘、降雪等天气，并且在冷锋前部有热低压强烈发展，热低压中心为1 000.0 hPa，这对形成对流性不稳定形势非常有利。从图1可以看到，位于巴湖的冷高压中心为1 040.0 hPa，玉门镇站为1 005.0 hPa，压差为35 hPa，在春季的4月下旬出现这样强的冷高压，说明冷空气的势力非常强。因此，当冷空气影响酒泉地区时，寒潮、强降温天气应当首要考虑。寒潮是东亚大型天气过程之一。当它发生时，表现为强烈的冷空气从高纬向南直泻我国，常造成剧烈的降温，并伴有冻害、大风等天气现象。由此往往会引起大范围的冻灾和风灾，对国民经济建设造成重大损失[3]。因此，在可能出现霜冻的季节，当预报有寒潮天气时，必须要同时考虑霜冻天气。

3 天空状况及风速特征分析

从天空状况来看，2016年4月24—26日夜间，酒泉各地晴或少云；风力0～2级，为静风或轻风。由于有冷空气侵入，造成平流降温，加之天气晴朗无风，在夜间地面辐射降温强烈，而造成酒泉各地25—27日出现了平流辐射霜冻。其中4月25日全市地面最低温度为-11.0～-7.1 ℃，达强霜冻；4月26日为-9.7～-4.3 ℃，为中到强霜冻；27日除瓜州外其余县市均达中等偏强霜冻。

4 霜冻天气预报着眼点

（1）从霜冻的成因可知，预报霜冻及影响程度，关键是预报冷空气活动和最低温度[4-6]。因此，在可能出现霜冻的季节里，当预报有强冷空气影响，且最低气温在5 ℃以内时，首先就要考虑可能伴随出现霜冻天气。

（2）通过对2014月4月25—27日发生在河西走廊西部的强霜冻天气过程进行分析，可以看出：预报霜冻天气要特别注意500 hPa环流形势的演变。尤其要注意乌拉尔山是否有高压脊的建立，另外还要注意在乌拉尔山附近是否有低槽发展且东移。

（3）判断冷空气的强度。要密切关注地面冷高压的强度，它的强度就是冷空气的强度。

（4）要密切监测当地前期天气情况。时刻关注前期控制本地的热低压的强度以及本站的升温、降压程度。在霜冻发生的前一天，要特别注意14：00的气温，当气温较低，且预计当夜风力为静风或微风时，就要考虑可能有霜冻发生。

（5）要分析霜冻前夜天空状况，即天空的云量情况，以此判断霜冻发生的概率。一般来说，如果夜晚天空云量较少，其上半夜由于地面和大气辐射的原因，温度一般会保持在0 ℃以上，但到下半夜，由于上半夜地表热量大量散失，同时受冷平流的影响，气温可能会迅速下降，容易发生平流辐射霜冻。

5 参考文献

[1] 吴晓鹏，王萃萃，王丽梅.气象标准一本通[M].北京：气象出版社，2016：86-93.

[2] 温克刚，李黄，毛耀顺，等.中国气象灾害大典[M].北京：气象出版社，2005：274-308.

[3] 白肇烨，徐国昌.中国西北天气[M].北京：气象出版社，1988：373-441.

[4] 毛玉琴，曹玲.河西走廊中部寒潮、霜冻天气过程对比分析及预报着眼点[J].干旱气象，2006（4）：51-56.

[5] 樊晓春，董彦雄，王若升.5月初的寒潮（强降温）、强霜冻天气分析与预报模型[J].青海气象，2007（1）：20-22.