2020年科尔沁区一次寒潮降雪天气过程分析

佟莎仁,刘一凡，刘 颖,李亚春，马 蔷

(1.通辽市气象局；2.科尔沁区气象局，内蒙古 通辽 028000)

寒潮是指24h内日最低气温下降幅度≥8℃，或48h气温下降幅度≥10℃，或72h的气温下降幅度≥12℃，并且过程最低气温下降到4℃或以下。通辽市冬春季寒潮活动频繁，寒潮天气的到来往往能引起降温和大风，有时还伴有降雪或降雨等天气，通辽市寒潮年均发生5次左右，是较为严重的自然灾害之一，对当地农牧业、交通、生产生活等都有很大影响。内蒙古自治区天气预报工作者将寒潮类型分为4类。第一类为降温寒潮，这类寒潮仅降温明显，没有出现6级或以上大风和小量级以上降水，这类寒潮出现的频率为32%；第二类为大风型寒潮，这类寒潮在降温的同时，有6级或以上大风，该类寒潮最多，频率为42%；第三类为降雪型寒潮，这类寒潮在降温的同时伴有明显降水，且降雪量≥1mm，这类寒潮出现的频率为15%；第四类为大风降雪型寒潮，这类寒潮在降温的同时伴有大风和降雪，出现的频率仅为11%。因此，有必要分析总结寒潮天气过程，以便于提高寒潮天气预报水平。

1 天气实况

受强冷空气影响，2020年3月25日～27日，通辽市科尔沁区出现了寒潮降雪天气过程，寒潮发生期间伴有降雪天气，各个站降雪量均超过1mm；属于降雪型寒潮。16个区域站的降雪量在3.2mm～4.7mm之间(表略)。从25日开始至27日的48h中16个站点的降温幅度均超过了10℃(见图1)，达到了寒潮定义标准。

图1 科尔沁区2020年3月25日～27日各区域站最低气温下降情况

2 高空环流形势分析

前期24日20时500hPa形势场中(图略)，亚欧大陆冷空气从新地岛以东的洋面上，经喀拉海、太梅尔半岛，一路向南侵入至贝加尔湖以东地区，且冷中心与槽线位置在此重合。至25日08时，高空槽已经东移南下到了贝加尔湖东南部的蒙古地区，冷中心落后于高空槽，这种温压场配置利于高空槽的发展，因此，在25日20时的500hPa图上(图略)，在贝加尔湖东侧蒙古东北部已经形成了冷涡中心，并且北部有冷空气不断补充南下，使得冷涡继续旋转东移南下，在冷涡底部有较强的锋区形成，即直至27日通辽市科尔沁区主要受这次冷涡底部高空锋区影响，产生降雪，且48h内降温超过了10℃，出现了寒潮降雪天气。

3 地面环流形势分析

在24日20时地面气压形势场中(图略)，低压中心在上游锡林郭勒盟，其后面的冷锋引导着贝加尔湖以西的冷高压中心的移动路径，从东经70°西北方向的欧亚北方向东南，经西西伯利亚进入蒙古，向内蒙古自治区入侵。至25日08时由于槽前正涡度平流的作用，造成地面闭合低压进一步加深，这也有利于冷暖空气和大气能量的南北交换，此时科尔沁区仍处于冷锋前的位置，气温还没有下降，到26日08时科尔沁区的气压场值为1 012.5hPa(图略)，地面转为锋面过境后的冷锋后部，气温开始下降，强冷空气的入侵使冷高压进一步加强，并引导其快速南下，至27日08时科尔沁区的气压场值达1 025hPa(图略)，出现剧烈降温，促进了寒潮的爆发，并伴有降雪天气。

4 降雪物理量诊断分析

4.1 涡度平流分析

24日08时和20时的500hPa涡度平流场上，科尔沁区均为负涡度区内影响，上游蒙古国东部与内蒙古接壤地带有正的涡度大值区存在，到了25日08时(图略)，在低涡前部暖平流的作用下，促使低涡前高脊进一步发展，为低涡前部正涡度平流的加大提供了有利条件，由于垂直上升运动，使低层的正涡度不断加大，至26日08时(图略)，随着低涡旋转时带来的正涡度输送，给科尔沁区带来了大于1mm以上的降雪，从动力条件上看为降雪起到了积极的作用，即较强的正涡度平流为降水的发生提供了有利条件[3]。

4.2 散度分析

从高层200hPa散度场上明显看到，3月25日20时(图略)上游120.0°E一直到科尔沁区有较大的正值中心在缓慢东移，其中心值呈南北走向，表现为较强的经向性。到3月26日08时(图略)，科尔沁区一直维持在逐渐减弱的正值区内控制，表明高层此时有辐散场影响。而在低层850hPa散度场上，3月25日20时(图略)对应为较强的负值区，有明显的辐合，这种高层辐散、中低层辐合的高低空配置场形势，使得上升运动加强发展，对降水天气的形成非常有利[3]。这种形势一直维持到 3月26日20时(图略)，科尔沁区的高层200hPa转为负值区，低层850hPa转为正值区以后，降雪结束。

4.3 垂直速度分析

垂直速度场我们用700hPa资料来分析，3月25日08时(图略)科尔沁区开始受较弱的负值区控制，沿42°N～44°N，119°E～124°E作垂直空间剖面图(图略)，我们看到在科尔沁区附近700hPa左右高度上有较大范围的负值区域，到了25日20时(图略)负值区域逐渐增大，且负值区的中心值到达科尔沁区，负值中心一直到26日08时(图略)逐渐减弱东移，科尔沁区开始转为正值区域控制。由于700hPa附近较大范围负值区所带来的上升气流，能够为降水提供很好的条件，这一点从负值区域的位置和降水区域的位置相对应上反应明显。

4.4 水汽条件分析

用850hPa相对湿度场资料来分析这次天气过程的水汽条件，降水前期，在河套地区已经有明显的相对湿度大值区建立，在3月25日08时(图略)随着西南水汽通道的建立，有湿舌从西南方向受西南偏西气流的影响向科尔沁区伸进，为未来的降雪输送上来一部分水汽，至25日20时(图略)由于沿水汽通道不断地向科尔沁区输送水汽，使得水汽能量得到了积累和储存，在降雪发生期间从数值上反应为相对湿度明显的大值区控制。到26日08时(图略)湿舌东移减弱，相对湿度值明显减小，降雪逐渐减弱，午后趋于结束，说明降水系统与水汽条件的位置对应较好，相对湿度的大值区对降水有较大的贡献。

5 温度平流分析

从这次寒潮降雪天气过程中48h降温情况来看，给科尔沁区16个区域站均造成了10℃以上的降温，其中庆和站点达17℃。冷空气在亚欧大陆新地岛以东的洋面上，属于逐步堆积的方式经喀拉海、太梅尔半岛，一路向南至贝加尔湖以东地区，侵入蒙古东北部后形成了冷涡中心，促使了寒潮的爆发。从温度平流对降雪的作用上来看，强冷空气南下使南北温度梯度加大，锋区加强，冷空气的快速南下为冷涡形成提供了有利条件。700hPa温度平流中明显看出暖平流较强(图略)，对应的上升运动也较强，较强的上升运动对降水的产生非常有利[2]。

6 小结

通过上述分析可以得出以下结论：①造成本次寒潮降雪天气过程的高空主要影响系统是新地岛以东洋面上的冷空气在南侵的过程中，由于冷空气不断补充的作用，使之加深发展为冷涡，其底部较强的气压梯度形成了高空锋区，锋区南压影响了科尔沁区。②造成本次寒潮降雪天气过程的地面主要影响系统是科尔沁区受较强冷高压前部的控制。③地面冷锋的入侵引导冷高压加强南压，为寒潮天气的产生发展起到了一定的促进作用，是本次寒潮降雪天气过程爆发的重要动力机制。④物理量场特征涡度平流反应为500hPa较强的正涡度平流；散度场反应为高层辐散、中低层辐合的高低空配置场形势，使上升运动得以加强发展；垂直速度场为700hPa附近较大范围负值区所带来的上升气流，为降雪提供了很好的条件，以及低层水汽通道的建立均为本次寒潮降雪天气的产生提供了有利条件。