永登县寒潮天气特点及2017年10月7～9日寒潮天气过程分析

施杰林 陈爱萍

摘要 在探讨永登县低温寒潮天气特点的基础上，利用气象资料和数值预报产品，进一步对永登县2017年7—9日寒潮天气发生过程和物理量场因素进行简要分析。结果显示，此次寒潮天气过程是由于大气环流调整过程中乌拉尔山阻塞高压不连续后退，横槽转竖导致寒潮天气爆发。加之地面冷高压和西伯利亚低涡增强南下对寒潮爆发产生一定推动作用，高空急流、垂直速度和温度平流也有较好对应关系，使冷空气不断堆积，出现寒潮。

关键词 永登县;寒潮天气;成因分析;特点

中图分类号：P458.122 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）04-0-02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.051

寒潮天气过程是一种大规模强冷空气活动过程，常伴随大风、降温，有时伴以雨雪、霜冻天气出现。寒潮天气标准是该地区日最低气温24 h内降温幅度≥8℃，或48 h内降温幅度≥12℃，且该地区最低气温下降至4℃以下。寒潮到来产生诸多灾害性天氣，给当地人民带来严重损失[1]。对中国寒潮产生影响的三个冷空气源地分别是新地岛以西北冰洋洋面，约占寒潮总次数的40%;冰岛以南大西洋洋面，由于此源地温度较高，寒潮强度偏弱，约占总次数的33%;新地岛以东北冰洋洋面，源于此处的寒潮强度一般，约占总次数18%。寒潮入侵永登县路径一般是经源地而来的冷空气在西伯利亚中部地区（70°～90°E，43°～65°N）（西伯利亚中部被称为寒潮关键区）得到积累势力大增，然后经关键区南下至新疆、青海、西藏东南部，再影响到西北甘肃永登地区。

1 永登县寒潮天气特点

永登县寒潮天气主要发生于2、5、10、11月，这些时段发生寒潮次数占总次数70%左右。寒潮主要类型有西北类和横槽类。在过渡性季节的5、10、11月多寒潮，冬季相对较少。原因是春季时由冬向夏过渡，此时西风急流势力逐渐北退，中纬度环流由冬季盛行的3波环流向夏季盛行的4波环流过渡，能量层处于不稳定状态加上高纬度不断分裂的小槽携带冷空气南下，西风带移动性槽脊增多，寒潮频发。而秋季西风急流南压加强，中纬度出现4波环流向3波环流过渡的现象，寒潮容易出现在高空急流南压阶段。而冬季是东亚地区西风急流中心强度最强最稳定的季节，高空呈稳定3波脊槽型，长波槽脊尺度最大，强度最强最稳定，因此冬季寒潮出现频次没有春秋高。此外，寒潮来临前一般会有明显温度上升阶段，前期暖平流越强、阻塞高压越强、维持时间越长，冷槽前后正负差值就越高，温度变化幅度就越大，日后寒潮爆发强度越大[2]。

2 2017年10月7～9日寒潮天气过程分析

2.1 环流背景

分析2017年9月10日的500 hPa平均高度场可知，极涡位置在东半球，分别在欧洲地区和太平洋西岸有两个明显的槽，两槽之间的亚欧中高纬度地区为多纬向波动环流。次日距平图上显示高纬度为负距平地区，而低纬度为正距平。这表明在寒潮天气爆发之前冷暖空气纬向交流不活跃，导致冷空气在西伯利亚中部集聚。在9月下旬，高纬度地区仍为负距平，中纬度地区仍为正距平，说明冷空气集聚仍在持续。此次寒潮出现在欧亚环流形势由纬向多波动型向一脊一槽型转变过程中，是高纬度积累冷空气南下侵袭的结果，类型为经向型，是由亚洲横槽转竖所引发。

2.2 孕育阶段

2017年9月28日，新地岛以东喀拉海附近出现一个冷涡，中心强度达510位势什米，温度为-45℃左右。在加拿大附近北冰洋洋面出现极地涡旋绕泰梅尔半岛移动。10月3日两涡旋在泰梅尔半岛附近汇合势力大增，形成了冷涡加小槽系统，该系统南下是造成日后永登寒潮重要因素。10月2日—6日，乌拉尔山阻塞高压不断发展，脊前偏北气流引导极地冷空气南下，在冷平流助推下，低压槽呈南向发展趋势。10月3—4日，低压槽向南加深且形成横槽。500 hPa上，在10月4—5日，高空锋面区已开始加强并有南压走向，10月5日冷涡中心温度已达-48℃，低压槽势力开始入侵新疆北部，给北疆带来降温。随着西伯利亚低涡发展，极地冷空气也不断南下，推动寒潮天气爆发。早在10月2日，新地岛以南地区已出现一个较强地面冷高压，伴随高空槽发展，地面冷高压势力迅速壮大且南下，在3日20∶00左右已进入北疆，且东段仍在东进，中心强度达1 054 hPa。

2.3 寒潮爆发过程

2017年10月7日，有小槽在新疆北部急剧发展，随着西伯利亚低涡移动，此小槽也随之南下。从7日开始，乌拉尔山阻塞高压开始削弱后退，和前者一同推动冷空气快速南下，促使横槽转竖，寒潮爆发。

7日08时，冷空气已进入甘肃河西地区，20∶00冷锋已位于甘肃中部一带。随着地面冷锋系统东进南下，地面冷高压也由乌拉尔山北部向东南移动，在7日21∶00移动至巴尔喀什湖附近，且势力不断增强（图1a）。8日08∶00冷高压中心已移动至蒙古高压西部且盘踞于此，中心强度达1 070 hPa，开始不断分裂冷空气团南下。在8～10日，甘肃河西地区维持了一个强度在1 050—1 060 hPa的冷高压中心，甘肃省大部分地区包括永登县都出现寒潮（图1b）。

3 物理量场分析

3.1 温度平流分析

10月6日，新疆东部和甘肃河西地区仍处于暖平流控制范围，从7日08∶00开始，这一地区已转变为冷平流，中心强度为-27×10-6℃/s，20∶00，冷平流中心强度增至-45×10-6℃/s，且中心较先前位置东移。8日08∶00，冷平流中心继续向东南移动，但冷高压中心此时已经分裂为两个，强度分别为-27×10-6℃/s，-35×10-6℃/s。从温度平流垂直结构来看，冷平流中心在700 hPa，冷空气主要集中在低层，此次降温幅度十分明显有低层冷平流加持作用。

3.2 高空急流和垂直速度分析

高空急流在10月6～7日主要表现为南下和转向，表示极锋锋区南下和转向东移。高空急流还激发了次级环流上升区出现在急流入口区右侧和出口区前侧。10月6日，新疆北部也有一急流中心，中心风速达到54 m/s，呈东西走向。7日08∶00，急流中心向东南移动至新疆东部至河西走廊一带，且中心风速加强至60 m/s以上，此后，急流中心不断东移，中心强度也在增强。7日20∶00，急流轴位于新疆东部至内蒙古北部一带，中心风速达到70 m/s。可见西风带高空急流在东进过程中有加速现象，其主要原因是冷空气积累导致大气斜压性加大。在寒潮孕育和爆发初期，低压槽从低层到高层是一致较强上升运动，最大上升运动层在500 hPa，与此对应槽后有较强下沉运动。

3.3 地面气压梯度分析

2017年10月7日01∶00左右，贝加尔湖至北疆一带出现了一条东北—西南走向的带状海平面气压梯度大值区，中心气压梯度约为27×10-3 hPa/km，且大值区位置基本稳定于此。7日18∶00，中心区气压梯度增至46×10-3  hPa/km，带状中心位于天山北侧和阿尔泰山西部。北疆地区最大值中心表明冷空气在此积压，气压梯度增大。气压梯度越大则表明冷空气堆积强度和推进力度越大，且大风降温幅度也与气压梯度息息相关。

参考文献

[1] 王玉红.酒泉地区寒潮天气特征及其对农业生产的影响[J].现代农业科技，2019（9）：188-189.

[2] 牛丽娟，阙龙凯.张掖市特强寒潮天气过程分析[J].现代农业科技，2019（12）：195，198.

责任编辑：黄艳飞