2017年2月卢氏县寒潮暴雪天气成因分析

莫爱勰 杜晓民 高雅妮 李洁梅

（卢氏县气象局，河南 三门峡 472200）

2017年2月卢氏县寒潮暴雪天气成因分析

莫爱勰 杜晓民 高雅妮 李洁梅

（卢氏县气象局，河南 三门峡 472200）

利用常规天气观测资料，应用天气学原理诊断分析方法，对2017年2月河南省卢氏县出现的寒潮暴雪天气过程进行分析和总结，结果表明：500hPa图上，沿乌山低槽后部的偏北气流不断引导新地岛附近的冷空气南下，在巴湖和天山北部经过2次堆积加强，然后快速东移至河西地区为西路冷空气；西西伯利亚地区的冷空气沿贝湖附近的脊前偏北气流下滑，在蒙古高原堆积加强，经我国东北地区扩散南下，影响华北地区为东路冷空气；东路引起回流的冷空气，与西路冷空气产生叠加效应，促使锋区加强南压；东亚大槽建立，槽后冷平流引导地面强冷空气大力南下，寒潮爆发。强冷平流是造成强降温的主要原因，850hPa冷平流出现的区域与强降温的区域基本一致。此次暴雪天气过程主要是由于西南急流将孟加拉湾暖湿空气源源不断地输送到黄淮地区上空，以及低层回流冷性偏东气流和地形的抬升作用，加之水汽的大值区与700hPa垂直速度大值区较好的配合而产生的。

寒潮；暴雪；冷平流；强降温

寒潮天气是我国主要灾害性天气之一。在寒潮天气 过程中，常常伴随有强降温、低温、霜冻、大风和雨雪等恶劣天气现象［1-6］，给工农业生产、交通运输、人类健康等造成很大影响。很多研究结果表明［7-11］，随着全球气温明显升高，尤其是冬季增温显著［12］，我国各类寒潮的发生频次呈减少趋势，且强度减弱。许多学者分析影响我国的寒潮天气成因后，归纳出冷空气的源地、路径和环流形势，获得了少许预报指标。而且大多数气象工作者所作的个例分析都是针对春季［4-5，13-14］，冬季的较少。本文对2017年2月河南省卢氏县一次寒潮暴雪天气成因进行分析总结，希望能够为今后寒潮暴雪天气的预报预警和防御提供参考依据。

1 天气实况

2017年2月21日寒潮过程前3天河南受暖低压控制，卢氏地面升温明显，19日日平均气温达14.2℃，21日受强冷空气影响，19-21日48h日平均气温下降15.8℃，且21日日最低气温为-2.4℃，达到寒潮标准。21日出现暴雪，6h降雪量13.1mm，积雪深度11.5cm。此次寒潮天气过程属于低槽东移型［1］，具有影响时间短、降温幅度大，并伴有强降雪、大风等特点。

2 环流形势分析

2.1 500hPa环流形势及演变特征

2月19日08:00 500hPa高空图上显示（见图1a），亚欧高纬度为槽脊明显的经向型，我国北纬30°～40°为气流较平直的纬向型。在新地岛附近有一冷涡，中心强度496dagpm，对应的冷中心温度达-48℃。这一地区正是造成河南省寒潮的关键区［15］。乌拉尔山（以下简称乌山）南端至里海和巴尔喀什湖（以下简称巴湖）北部有一冷中心，强度为-36℃。乌山低槽后部的偏北气流不断引导冷空气南下，在巴湖北部的槽内及槽后堆积加强，并缓慢东移。西西伯利亚地区也有一冷涡，中心温度为-44℃，沿西西伯利亚到贝加尔湖（以下简称“贝湖”）的脊前偏北气流下滑的冷空气，在蒙古镜内堆积加强。青藏高原伸向巴湖东部有一温度脊，脊前暖平流促使中纬度环流由纬向型向经向型转变。20日08:00 500hPa高空图上显示（见图1b），不断分裂南下的冷空气东移至天山北部再次堆积加强，槽内冷中心强度达-40℃。贝湖脊前偏北气流引导冷空气南下影响我国东北地区。此时高纬度为“两槽一脊”型，东北地区的槽后暖平流与高原东部温度脊前的暖平流叠加，由于暖平流的加压作用，在河套地区形成高压脊，引起我国上空经向环流加强，引导北方冷空气不断向南输送。21日08:00 500hPa高空图上显示（见图1c），天山北部堆积的冷空气大举南下，锋区加强南压，低槽引导冷空气至河西走廊和高原东部。21日20:00 500hPa天气图上显示（见图1d），随着高空南、北支槽同位相叠加快速东移，东亚大槽建立，位于内蒙东部、山西至陕南一带，槽后冷中心位于贝湖地区，中心强度仍为-40℃。温度槽位于贝湖至蒙古高原一带，明显落后于高度槽，东亚大槽在槽后西北冷空气的作用下发展加深，引导北方强冷空气深入南方，造成卢氏县出现寒潮。

图1 2月19日08：00-21日20：00 500hPa高空图

2.2 影响系统的生成、发展、移动路径及寒潮爆发

2月19日14:00地面图上显示（见图2a），冷锋东移至天山一带，有一中心强度为1 045.0hPa的强冷高压位于巴湖地区，其在东移过程中不断扩散冷空气南下在天山以北堆积加强。另一中心强度为1 040.0hPa的冷高压处于贝湖西南部，此冷高压东移南压至蒙古境内堆积加强。20日08:00（见图2b），地面冷高压主体已移至北疆地区，中心气压值达1 047.5hPa，对应500hPa高空冷中心强度达-40℃，冷空气前沿越过天山，影响内蒙古地区西部及西北地区东部。贝湖地区的冷高压南压到蒙古高原东部，中心强度达1 042.5hPa，影响我国内蒙古地区东部、河北、山西及河南北部。另外，从图2a上可以看出，卢氏县在2月19日14:00受较强的暖低压控制，20日08:00暖低压西南移，转受四川至河套的暖倒槽控制，地面升温明显（见图2b）。21日08:00锋区南压至西藏、青海南部、四川一带，西路冷空气东移南压至河西走廊地区，东路冷空气从我国东北地区扩散南下至华北地区（见图2c）。同时，东路冷空气引起回流，与西路冷空气产生叠加效应，配合高空低槽、切变线、低空急流（图略）的共同作用，造成卢氏县出现暴雪天气过程。21日20:00，锋区加强南压至30°N附近（见图2d），从图1d可以看出，500 hPa图上东亚大槽建立，槽后冷平流引导地面强冷空气大力南下，导致卢氏县气温骤降，寒潮爆发。

3 强降温成因分析

某地温度的变化可用热流量方程来表示：

其中，右端第3项为变压和气压平流引起的温度变化，局地变化很小，在实际预报中可以不考虑。第2项为垂直运动对局地气温变化的影响，由于近地层W可近似为0［16-17］，因此某地温度变化主要决定于温度平流（-V·▽T）和非绝热因子［（1／Cp）（dQ／dt）］的作用。温度平流应考虑平流冷暖性质和强度。非绝热因子考虑辐射、水汽凝结、蒸发和地面感热对气温的影响，气温的非绝热变化主要表现为气温的日变化和气团变性。在本次寒潮过程中，由于有大范围的锋面云系覆盖，天空状况为阴天，太阳辐射和地表辐射引起的气温日变化较小，因此气温骤降的主要原因是由强冷平流造成的。21日20:00，850hPa黄淮地区出现-14℃×10-6/s的冷平流，在强烈的冷平流作用下，卢氏县出现强降温，降温幅度达15.8℃以上。此外，南下冷空气与南支槽前暖湿气流交汇，造成卢氏县在出现大范围降温的同时出现强降雪天气。

图2 2月19日和21日地面气压场

4 强降雪成因分析

此次过程卢氏县出现了强降雪天气，从水汽条件看，700hPa槽前存在明显的西南暖湿急流（图略），中心风速超过20m/s，将孟加拉湾的暖湿空气源源不断地输送到黄淮地区，使该地区700hPa的比湿达到4g/kg，局部地区超过7g/kg。从垂直运动条件看，低层回流冷性偏东气流，在低层形成冷垫，加强低层气流的抬升。而卢氏县地形西高东低，东风气流被迫爬升，增强系统抬升。水汽的大值区与700hPa附近-60Pa/s的垂直速度大值区配合较好，在这种配置下卢氏县出现显著的降温，同时出现了强降雪天气。

5 结论

①2017年2月卢氏县寒潮天气过程属低槽东移型。在500hPa图上，沿乌山低槽后部的偏北气流不断引导新地岛附近的冷空气南下，在巴湖和天山北部经过2次堆积加强，然后快速东移至河西地区为西路冷空气。西西伯利亚地区的冷空气沿贝湖附近的脊前偏北气流下滑，在蒙古高原堆积加强，经我国东北地区扩散南下，影响华北地区为东路冷空气。东路引起回流的冷空气，与西路冷空气产生叠加效应，促使锋区加强南压。东亚大槽建立，槽后冷平流引导地面强冷空气大力南下，寒潮爆发。

②强冷平流是造成强降温的主要原因，850hPa冷平流出现的区域与强降温的区域基本一致。

③此次暴雪天气过程主要是由于西南急流将孟加拉湾暖湿空气源源不断地输送到黄淮地区上空，以及低层回流冷性偏东气流和地形的抬升作用，加之水汽的大值区与700hPa垂直速度大值区较好的配合而产生的。

［1］朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法［M］.北京：气象出版社，1992.

［2］脱宇峰，张丽娟，邱凯，等.单站寒潮自动预警系统的设计与实现［J］.气象与环境科学，2007（4）：37-40.

［3］闫小利，余锦华，刘谦，等.河南省一次强寒潮天气诊断分析［J］.气象与环境科学，2008（1）：60-65.

［4］彭云峰，方安民，李景占，等.2004年3月15-18日平顶山寒潮天气成因分析［J］.河南气象，2005（1）：20-21.

［5］郭翠英，闫小利.2006年春季河南一次强寒潮天气诊断分析［J］.气象与环境科学，2011（4）：40-45.

［6］任晓燕，葛姣，梁钰，等.河南省寒潮特征分析与中期预报［J］.河南气象，2002（4）：9-10.

［7］刘传凤.我国寒潮气候评价［J］.气象，1990（12）：40-43.

［8］白岐风，尤莉.内蒙古寒潮的统计分析［J］.内蒙古气象，1993（2）：4-6.

［9］姚正兰.遵义市寒潮天气过程统计分析［J］.贵州气象，2000（1）：10-13.

［10］林爱兰，吴尚森.近40多年广东省的寒潮活动［J］.热带气象报，1998（4）：337-343.

［11］王明洁，周永吉，邹立尧.黑龙江省寒潮天气及预报［J］.黑龙江气象，2000（3）：29-32.

［12］丁一汇，王遵娅，何金海，等.近50年来中国气候变化特征的再分析［J］.气象学报，2004（2）：228-236.

［13］莫爱勰.2011年4月2日卢氏县寒潮天气成因分析［J］.气象与环境科学，2012（2）：78-82.

［14］谷秀杰，李周，鲁坦，等.2006年4月11-12日寒潮天气成因［J］.气象与环境科学，2007（s1）：19-21.

［15］河南省气象局.河南省短期天气预报手册［M］.郑州：河南省气象局，1985.

［16］许爱华，乔林，詹丰兴，等.2005年3月一次寒潮天气过程的诊断分析［J］.气象，2006（3）：49-55.

［17］陈豫英，陈楠，邵建，等.2008年12月两次寒潮天气对比分析［J］.气象，2009（11）：29-38．

Cause Analysis of Cold Wave and Snowstorm in Lushi County in February 2017

Mo Aixie Du Xiaomin Gao YaniLi Jiemei
（Lushi Meteorologyical Bureau，SanmenxiaHenan 472200）

Based on the conventional weather observation data and the diagnostic analysis method of synop⁃tic principle,the cold wave and snowstorm weather process in Lushi county of Henan province in February 2017 was analyzed and summarized.The results showed that:On the 500 hPa chart,the cold air was near the island,the northerly air flow along the back of the lower trough of the Wushan mountains continuously guidedthe cold air southward,and it was strengthened by two stacking in the northern part of Bahu and Tianshan Mountains,and then rapidly movedeastward to the Hexi area,which was the cold air of the West road;The cold air in the West Siberia region descendedalong the ridge near the lake bei,on the Mongolia plateau,the deposits strengthened and spread southward through the northeast of china,it affectedthe cold air in the east of North china;The cold air caused by the east route hada superposition effect with the cold air in the West road,Intensify frontal pressure in frontal zone;The large trough in East Asia was es⁃tablished,and the cold advection after the trough guided the strong cold air from the ground to the South and the cold tide erupt.Strong cold advection was the main cause of strong cooling,the area of cold ad⁃vection of 850 hPa was basically consistent with the region of strong cooling.The snowstorm process was mainly due to the warm air over the bay of Bengal Everfount southwest jet transported to Huang Huai over the area,and the low level of return cold easterly flow and topography uplift,and the large value ar⁃ea of water vapor and 700 hPa vertical velocity of the high value of good coordination arising.

cold wave；snowstorm；cold advection；strong cooling

P458.122

A

1003-5168（2017）12-0157-04

2017-11-05

莫爱勰（1962-），女，本科，工程师，研究方向：天气预报。