大兴安岭地区冬季一次强寒潮天气过程分析

许丽玲，沈月钊，韩凤岐,王 振

（1.漠河市气象局，黑龙江 漠河165300；2.南京信息工程大学滨江学院,江苏 南京210044）

1 引言

寒潮是指大规模强冷空气自高纬度南下， 是影响我国冬半年的主要灾害性天气系统， 南北方气候差异大，寒潮带来的影响和危害不尽相同，因此各地寒潮的标准也略有差异。 多年来，众多学者对寒潮天气进行了多方面的研究，并取得大量有意义的成果，王明杰等［1］研究统计发现100°-125°E，50°-65°N 区域内冷空气的强弱， 对黑龙江省的寒潮预报有重要指示意义，该区域即为寒潮的关键区，大兴安岭地区位于中国最北，在50°07′02″-53°33′42″N、121°10′53″-127°01′21″E 之间，基本位于该区域内，冬季影响大兴安岭地区的冷空气活动频繁。 大兴安岭地区寒潮最早出现在9 月， 最晚出现在5 月， 大多集中在11月至次年3 月王莹［2］研究1961-2012 年黑龙江省寒潮气候特征，结果表明，寒潮呈较明显的径向分布，全省存在两个大值区，一个位于大兴安岭地区，另一个位于小兴安岭山区半山区及其南部山区， 这两个大值区年平均寒潮发生频次均在10 次以上，漠河站在11、12 月和1 月寒潮发生频次较多。 本文对2018年12 月4-5 日大兴安岭地区爆发的区域性强寒潮天气过程进行分析、总结。

2 资料与方法

依据 《黑龙江省气象灾害预警信号发布标准》，寒潮可能造成灾害的严重性， 规定了寒潮的预警标准，将其分为蓝（Ⅳ级）、黄（Ⅲ级）、橙（Ⅱ级）、红（Ⅰ级）四级(分别代表一般、较重、严重和特别严重)。 寒潮蓝色预警标准： 48 h 内最低气温将要下降8 ℃以上，最低气温≤4 ℃；寒潮黄色预警标准：24 h 内最低气温将要下降10 ℃以上，最低气温≤4 ℃；寒潮橙色预警标准：24 h 内最低气温将要下降12 ℃以上，最低气温≤0℃； 寒潮红色预警标准： 24 h 内最低气温将要下降16 ℃以上，最低气温≤0 ℃。区域性强寒潮的划分标准［3］：在一次寒潮过程中，该区域内有不少于50%的气象站满足某日最低气温24 h 内降温幅度8 ℃， 并且该地日最低气温-4 ℃， 且其中有不少于40%的站点满足24 h 内降温幅度10 ℃，并且该地日最低气温-2 ℃，称为区域性强寒潮。

本文利用大兴安岭地区7 个国家站和54 个自动站（区域站和无人站）资料、Micaps 数值预报，中央气象台资料， 采用天气学原理和天气动力学诊断分析方法对2018 年12 月4-5 日大兴安岭地区区域性强寒潮天气过程进行分析。

3 天气实况

2018 年12 月1-3 日大兴安岭地区出现降雪天气过程，最低气温显著上升，降雪过后4-5 日出现不同等级寒潮天气（表1），降温从12 月3 日下午开始，4-5 日为主要降温时段，12 月4 日早上大兴安岭地区61 个站中，有47 个站24 h 最低气温降温幅度10℃以上，其中漠河最低气温-39.7 ℃，降温幅度为20.7℃；5 日早上大兴安岭地区所有测站，48 h 最低气温都降幅8 ℃以上，漠河最低气温-42.7 ℃，降温幅度为23.7 ℃， 最大降温区域在大兴安岭地区北部漠河（表1）。每年大兴安岭地区冬季都会出现不同等级的寒潮天气，这次寒潮天气是自1997 年以来最强的寒潮天气，3 日下午各站提前预测发布蓝色、黄色、橙色和红色四个等级的预警信号。

4 高空影响系统

4.1 500 hPa 环流形势

表1 大兴安岭地区国家站2018 年12 月3-6 日最低气温统计（单位：℃）

12 月3 日08 时，西部乌拉尔山高脊北部向东北发展，切断正常的西风环流，东部鄂霍次克海暖高脊向极地发展， 挟持一个低涡形成NE-SW 走向大倒“Ω” 流型， 低涡中心508 dagpm 位于贝加尔湖东北部，≤-44 ℃冷中心位于贝加尔湖，落后于低涡中心，大兴安岭北部受低涡影响，温度在-36-(-40) ℃之间；4 日08 时，东部鄂霍次克海暖高东移南退减弱，低涡东移发展加强， 低涡中心504 dagpm 位于大兴安岭地区东部， 西北气流引导贝加尔湖北部的较强冷空气向东和东南输送， 大兴安岭地区介于-40-(-44) ℃之间，爆发寒潮天气；5 日08 时，低涡继续向东北缓慢移动加强，低涡中心500 dagpm，冷空气沿西北锋区继续向东南移动，影响整个大兴安岭地区；6 日08时，-44 ℃冷中心移出贝加尔湖，继续向东南压，导致大兴安岭地区呼玛和加格达奇气温略有下降， 其它各站气温回升，寒潮天气结束(图1)。

4.2 700 hPa 和850 hPa 环流形势

图1 2018 年12 月3-6 日08 时500 hPa 高空冷涡演变（冷中心L：℃，低涡中心D ：dagpm）

图2 2018 年12 月4 日08 时(a)700 hPa 和(b)850 hPa 大气形势

4 日08 时700 hPa 冷中心强度≤-32 ℃，位于漠河西北部，漠河位于-32 ℃冷中心内，锋区强度（-12-(-32)℃）/10 纬距，冷空气达到产生寒潮的参照标准；5 日08 时≤-32 ℃冷中心向东南扩展， 整个大兴安地区地区完全受≤-32 ℃冷中心控制；4 日08 时850 hPa 在漠河北部有一个≤-36 ℃的冷中心，大兴安岭地区在-28-(-32) ℃之间(图3)；5 日08 时850 hPa 冷中心增强并分裂两个强度-32 ℃冷中心，分别位于贝加尔湖西北部和大兴安岭地区东北部， 冷涡西南部等温线与等压线交角较大，在45°-90°，低空冷平流较强， 使整个大兴安岭地区达到寒潮天气， 其中漠河、 塔河降温幅度较大；6 日08 时冷空气向南压，导致加格达奇和呼玛略有降温， 其它各站最低气温回升，冷空气在大兴安岭地区维持2-3 d。

图3 2018 年12 月3-5 日08 时地面冷锋移动路径

5 地面影响系统

4 日08 时地面蒙古低压北上东移日本海(图3)，大兴安岭地区位于高、低压过渡带，天气晴空少云，蒙古低压后部在新地岛有强冷高压， 冷高压主体庞大，中心强度为1050.0 hPa，冷高压前部已经抵达大兴安岭地区北部，在大兴安岭地区西南有蒙古高压，中心强度为1042.5 hPa，标志着冷空气的聚积达到了产生寒潮的强度；5 日08 时，低压继续东移，新地岛高压向东南发展和蒙古高压与之汇合， 形成多个闭合高压， 最强的新地岛高压中心强度为1060 hPa，6日08 时，新地岛高压继续南压和蒙古高压合并成一个冷高中心， 中心强度1072.5 hPa 位于贝加尔湖西南部， 大兴安岭地区加格达奇和呼玛受其影响最低温度继续下降。

6 前期温度概况

12 月1-2 日降温前期高空为暖脊控制，3 日08时500 hPa、700 hPa 和850 hPa 为槽前西南暖平流，大兴安岭地区500 hPa 温度为-（32-40） ℃，700 hPa温度为-（20-28） ℃，850 hPa 温度为-（16-24） ℃,。地面气旋中心东移，2 日夜间至3 日白天由多云转少云，14 时之后由西南风转西北风，3 日下午冷空气从大兴安岭地区西北部向东南进入，地面晴空辐射好，其中漠河、呼中、塔河、呼玛3 日最低气温出现在3日20 时。

7 地面冷锋演变

3 日08 时地面冷锋在大兴安岭地区东部(图3)，位于高空槽前， 降水区出现在大兴安岭地区北部冷锋后，地面降水不利于气温下降，冷锋后出现大片正变压区，3 h 变压中心＋5.0 hPa 位于齐齐哈尔；4 日08 时，与寒潮冷锋相联系的低压向东北移动，大兴安岭地区处于高、低压过渡带控制下，新地岛冷高压南下前部到达大兴安岭地区北部加强， 除加格达奇测站外，24 h 降温10 ℃以上；5 日08 时冷锋继续东移海上，受冷锋后冷空气影响，出现强降温，大兴安岭地区七个国家测站，48 h 降温8 ℃以上。

8 降水和动力条件对温度的影响

降温开始前，以多云和阵雪天气为主，随着冷空气东移进入， 低压东移出大兴安岭， 大兴安岭处于高、低压过渡带中，天气逐渐转晴，降雪天气不利于降温，最低气温维持较高，冷空气进入后，晴空使夜间辐射降温作用增大。

地面风向风速降温前西南风， 冷空气进入后转西北风， 大兴安岭地区3 日各站白天地面平均风速2.1-3.6 m/s，白天各站的极大风速较大，塔河14.4 m/s、漠河13.8 m/s、新林12.6 m/s、呼玛12.2 m/s、呼中11.2 m/s、 加格达奇8.4 m/s；4-5 日白天平均风速减小，4-5 日白天极大风速也减小， 说明3 日主冷空气进入，白天地面风速加大，使地面增温减慢，夜间地面风速减小，最低气温降温加快。

9 小结

（1）此次寒潮天气过程冷空气偏北，影响大兴安岭地区，降温强烈、降温幅度大。 高空图上显示为一个低槽与一个强锋区自西北向东南移动， 冷空气必须进入关键区，地面对应着一个强冷高压和冷锋，产生强寒潮天气。

（2）寒潮前回暖是冬季寒潮预报的重要指标，在冷空气势力相同的情况下，寒潮前回暖越强，降温强度越大，最低气温越低。