2018年11月6—8日日喀则寒潮天气过程分析
2022-06-01次旺平措,拉巴果杰,边琼
次旺平措,拉巴果杰,边琼
摘要 利用常规观测资料、卫星云图等资料对2018年11月6—8日日喀则市寒潮大风天气过程的环流形势、动力条件、非绝热因子等进行分析。结果表明:(1)此次天气过程范围较广、持续时间长、降温幅度大、阵风强;(2)此次过程强降温主要由前期气温回升、温度平流和辐射冷却等因素造成;(3)大风的形成与冷平流、气压梯度、变压梯度、高空动量下传及地形条件等因素有密切联系。
关键词 强降温;寒潮;成因
中图分类号:P458.122 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2022)03–0084–04
寒潮是我国冬、春季常见的灾害性天气之一,是大规模的强冷空气活动过程。最突出的天气特征是剧烈的降温,伴有大风、雨雪等天气[1]。可引发霜冻、冻害等多种自然灾害,给农牧业生产、交通运输以及人民生命财产和生产生活带来不利影响。因此做好寒潮天气预报,对减少灾害损失具有相当重要的意义。曾经有许多学者从环流背景和影响系统、动力、非绝热因子等方面进行分析,为寒潮低温天气过程预报提供了较多的参考[2-4]。本研究利用常规观测资料,结合卫星云图等资料,对2018年11月6—8日日喀则市出现的寒潮天气过程进行分析,总结此次天气过程的成因,了解强降温发生的天气过程和影响系统,以供开展此类天气的预报工作提供参考,进而提高气象为农牧业、交通、旅游等防灾减灾服务能力。
1 天气实况
2018年11月6—8日,受强冷空气影响,日喀则市气温持续下降,此次过程6日08:00~8日08:00日喀则市大部48 h最低气温降幅为6℃~12.5℃,平均气温降幅6℃~11℃(表1)。以江孜站为例,从天气过程温度和露点时序图来看,两者均有明显的下降,且整个过程持续时间较长(图1)。
此次过程还伴有大风天气,沿江河谷一带出现7级左右的大风,北部和南部乡镇出现8级以上的大风,部分时段阵风达9~10级,南部部分站点极大风速达30 m/s以上。
2 强降温成因分析
2.1 前期基础温度
此次寒潮来临前期,500 hPa上日喀则中东部为暖温度脊控制,6日08:00地面24 h变温为正,日喀则各站点最低气温有不同程度的回升,回升幅度为2℃~6℃(图2)。寒潮前回暖明显,有利于冷锋锋生和降温幅度的加大。
2.2 500 hPa环流形势
在2018年11月5日20:00 500 hPa上,欧亚大陆中高纬度呈现出两槽两脊形势,咸海、里海至巴尔喀什湖一带冷槽活跃,随着北大西洋高压脊区北抬东移,使巴尔喀什湖东侧的低槽发展东移并与新疆北部低槽同位相叠加,经向振幅加大,有利于引导槽后冷空气南下(图3a)。在高原北侧有冷空气堆积,形成-28℃的冷中心与低槽配合,锋区等温线密集,向高原靠近。06日新疆低槽发展东移南压,槽后偏西北气流带动冷空气南下影响高原(图3b)。
2.3 温度平流
此次强降温主要由冷平流造成的。高空冷平流越强,温度梯度越大,锋区就越强,越有利于发生寒潮。5日20:00后,冷温度槽逐步移上高原,500 hPa冷平流强,高原上空有明显降温,锋区等温线密集,温度梯度加大(图4a)。6日500 hPa上日喀则北部出现偏北强风带,最大风速≥20 m/s,风场与等温线夹角较大,有利于冷平流加强(图4b)。而风场与等温线夹角越趋于垂直,冷平流越强,降温程度越大。
2.4 地面形势
在06日08:00地面图上,零变压线明显,位于阿里与日喀则、那曲交界处,零变压线东侧整体为负变压控制,而阿里一带为较明显的明显正变压区,表明冷锋开始东移南压,低层有冷空气入侵。6日夜间冷锋过境,地面加压,07日08:00高原大部为正变压区,正变压中心位于日喀则中东部一带,变压梯度大,降温明显(图5a)。07日08:00地面24 h变温情况来看,高原大部为负变温,低层形成冷垫,负变温中心位于日喀则东部,与正变压中心较为对应,地面冷高压明显(图5b)。08日冷空气主体已经东移,正变压与负变温均减小,地面冷高压东移减弱,日喀则市强降温过程趋于结束。
2.5 非绝热因子
2018年11月6—7日夜間受高空槽后偏北气流控制,从卫星云图上可以看出云系减少,天空晴朗少云,近地面热量向外辐散,晴空辐射降温明显,使降温幅度进一步增大。
3 大风成因分析
3.1 气压梯度及变压梯度
在中纬度地区,风场和气压场基本符合地转风、梯度风原理。根据地转风原理,气压梯度越大,风就越大[2]。5日20:00 500 hPa上巴尔喀什湖低槽与新疆低槽叠加东移南压,等高线变密,500 hPa气压梯度加大,风力开始加大(图5a)。6日20:00高原北侧温度槽的振幅大于高度槽,等高线与等温线夹角较大,冷平流明显,高原西北部受冷槽控制降温,使500 hPa等压面降低,地面加压,变压梯度和气压梯度会进一步加大。在日喀则市北侧形成明显的大风速带,昂仁、谢通门部分站点极大风速在25 m/s以上。07日20:00 500 hPa低槽已经东移到高原东部,冷中心东移至90°E以东,风力开始减弱(图5b)。
3.2 地面形势
气压(位势高度)的局地变化引起水平气压梯度的局地变化形成变压风。变压风沿变压梯度风向吹,由高值变压区吹向低值变压区[3]。由于白天天气晴好,地面热低压发展,受辐射加热作用,06日17:00日喀则中东部至拉萨一带表现为3 h负变压大值区,高原北部和西部表现为正变压或弱的负变压区,日喀则东西部变压梯度加大,有利于气流向负变压大值区辐合,产生变压风,变压梯度越大,风力越强(图7)。
3.3 动量下传
在高原上空200 hPa上高空急流显著,最大风速达50 m/s以上,高层动量较大,而高原上空有急流存在时容易出现大风天气。从定日探空资料可以看出风速随高度增加,高空动量大,高低空风速差达到40 m/s以上,6日白天受地面热低压控制,地面温度较高,夜间冷空气南下,探空层结趋于干绝热不稳定,铅直交换强,空气的动量下传较强;而夜间锋面过境,地面加压,锋后有下沉运动,空气动量向下传,也能使地面风速加大(图8)。
3.4 地形影响
日喀则北部和西部地势较为平坦,摩擦力较小,风力得以维持,而沿江河谷一带的地形,因狭管作用容易使风力增大,同时日喀则山脉较多,部分地方有重力波形成的下坡风加速[4]。
4 总结与讨论
利用常规观测资料和卫星云图等相关数据,对2018年11月6—8日,日喀则市出现的寒潮大风天气过程进行综合分析,得出以下结论。
(1)此次过程的影响范围较广、持续时间长、降温幅度大、阵风强,同时伴有扬沙、浮尘天气。
(2)此次强降温过程中,巴尔喀什湖东侧的低槽发展东移并与新疆北部低槽同位相叠加,经向振幅加大,在高原北侧有冷空气堆积,形成-28℃的冷中心与低槽配合,冷平流强,锋区等温线密集,6日短波槽东移引导冷空气南下,形成降温,再加上前期基础气温较高,夜间晴空辐射降温导致本次过程降温幅度大。
(3)500 hPa上巴尔喀什湖低槽与新疆低槽叠加东移南压,等温线密集,冷平流强,地面加压,气压梯度和变压梯度加大,风力加大,加之地面负变压和探空层结不稳定形成高空动量下传的共同作用,造成了此次过程中的大風天气。大风的形成与冷平流的入侵、气压梯度、变压梯度及高空动量下传及地形条件有密切关系。
参考文献
[1] 朱乾根,林锦瑞,寿绍文,等.天气学原理与方法[M].北京:气象出版社,2000.
[2] 潘梦莹,卫文芳,刘熠炎,等.黄石市2020年2月14—16日寒潮天气过程分析[J].农业灾害研究,2021,11(4):51-53.
[3] 安大维.乌鲁木齐市2018年11月12—13日低温寒潮降雪天气成因分析[J].农业灾害研究,2021,11(5):76-79.
[4] 刘晶,李娜,陈春艳.新疆北部一次暖区暴雪过程锋面结构及中尺度云团分析[J].高原气象,2018,37(1):158-166.
责任编辑:黄艳飞
Analysis of Cold Wave Weather Process in Shig-atse from November 6 to 8, 2018
CIWANG Pingcuo et al (Meteorological Bureau of Dingjie County, Tibet, Dingjie, Tibet 857000)
Abstract The circulation situation, dynamic conditions and non adiabatic factors of the cold wave and gale weather process in Shigatse from November 6 to 8, 2018 were analyzed by using conventional observation data and satellite cloud images. The results showed that: (1) the weather process had a wide range, long duration, large cooling range and strong gust; (2) The strong cooling in this process was mainly due to the early temperature rise, temperature advection, radiation cooling and other factors; (3) The formation of strong wind was closely related to cold advection, pressure gradient, variable pressure gradient, high-altitude momentum downward transmission and topographic conditions.
Key words Strong cooling; Cold wave; Causes