石河子地区春季一次大风天气分析

（新疆石河子气象局，新疆石河子市，832000） 郭金强 郭 璇 雷 薇

（新疆天业（集团）有限公司，新疆石河子市，832000） 王肖娟

1 天气过程概述

受西西伯利亚较强冷空气入侵影响，2021 年5月1 日08 时至21 时石河子垦区从西北到东南先后出现大风，普遍5级偏西风，部分地方6到7级，极大风速出现在143 团农1 连站为20.2m/s，出现在08~09 时，大风持续到1 日21 时，随后风逐渐减小。各地普遍出现扬沙，14 时～17 时莫索湾、石河子市先后出现沙尘暴，最小能见度0.6km、0.2km，垦区普遍出现小雨，部分地方中到大量。

2 大风成因分析

2.1 环流形势

30 日20 时500hpa 高空图上（见图1）乌拉尔山高压脊东移，脊前西北风带加强，最大风速达28m/s，西西伯利亚低槽在脊前较强西北风带引导下西伸南下加强，冷中心强度达到-31℃，在槽西南加深的同时，随着冷空气快速南下，锋区不断加强，在槽后等温线与风场有很大交角，呈现很强的斜压性。低槽从1 日08 时开始从北疆西部入境带来大风降水降温，此后一路东南下先后造成石河子地区大风沙尘天气。

图1 4月30日20时500hpa高空实况

在850hpa 图上（见图2），冷空气在高空西北气流带引导下，不断南下堆积，于4 月30 日20 时中心南下到里咸海北部，中心强度-4℃，此时锋区呈准东西走向，锋区强度达到6 根/10 个纬度，冷中心附近温度场于风场呈90°，表明锋区已处于很强的斜压，1 日08 时到20 时，随着西伯利亚低槽东南下入境，冷空气快速东南下进入北疆克拉玛依站850hpa温度由30日20时20℃到1日20时迅速下降到6℃，24小时变温14℃，而此时温度场和风场在北疆地区仍呈近垂直状态，表明斜压不稳定仍然很强，冷空气继续南下。

图2 30日20时850hpa温度和风场实况

在地面高压动态演变图上（图略）清楚地看到30 日20 时冷高压还在咸海北部，中心气压1022.5hpa，50°N 以北，石河子地区处在倒槽控制下，气压在1002.5~1005hpa，1日08时高压进一步加强，中心气压增强到1027.5hpa，在其前部巴尔喀什附近分裂出另一个高压，冷空气外围东移至国界线，石河子地区1002.5~1005hpa，上游高压中心与本地气压差在不断增大。此次大风沙尘过程中上游高压中心始终稳定在咸海北部，其前分裂的高压促使冷空气外围不断东移。

2.2 大风产生的动力条件

2.2.1 锋区动力条件

从实况图上（见图2）可以看到从30日08时到1日08 时上游冷空气不断南下锋区强度逐渐加强，850hpa 温度梯度由初始的3~4 根等温线/10 个纬度增强到6根，表明锋区在逐渐增强，为冷空气爆发提供了较强的动力条件。

2.2.2 3小时变压条件

从30日08时开始上游存在正变压中心并不断加大，30 日11 时开始北疆地区从正变压转为负变压，上下游变压差显著增大，到15 时变压差增大到4.5hpa，根据变压与风的关系可知两地变压差与风力成正比关系，如此大的变压差为形成大风提供了十分有利的条件。（见图3）

图3 4月30日17时变压场分析

2.2.3 垂直速度场

从实况速度场的时间垂直演变（见图4）看，30日20 时从地面到300hpa 均为上升运动，为深厚的上升运动，大气表现为深厚的不稳定，700hpa 为最大上升运动层，1 日08 时临近大风出现时只有850～700hpa 为上升运动，700hpa 以上为下沉运动，不稳定层下降，不稳定度减弱。

图4 5月1日08时700hpa垂直速度场

散度场上，大风出现时段（1 日08～11 时）上下均为辐散，只是上层辐散较大，中下层辐散较弱。

2.3 热力条件

从4月30日石河子地区呈现为持续升温过程，热力不稳定增强，而上游有较强的冷空气即将进入我区，850hpa 冷中心强度达到-4℃，预示着将有大风天气出现。

2.4 Si指数和k指数

Si指数在30日20时为4~5℃，到1日08时下降到2~3℃，同时上游区出现大范围<-3℃的不稳定区，k指数由30日20时的13℃到1日20时迅速上升到24~25℃。两类指数的变化预示未来大气层结不稳定将明显增强，利于大风天气的形成。

3 结语

综上所述，在500hpa的高空环流场上西西伯利亚低槽在脊前较强西北风带引导下迅速南下，造成了这次大风天气过程。冷空气入侵时不断增强的锋区，为冷空气爆发提供了较强的动力条件。冷空气入侵前期持续升温，热力不稳定增强，上游冷空气入侵为大风天气提供了热力条件。Si指数和k指数的变化预示未来大气层结不稳定将明显增强，利于大风天气的形成。