2022年10月2—4日七台河市一次寒潮天气过程个例分析

胡玥明，曲艳秀，徐竟涵

七台河市气象局，黑龙江七台河 154600

寒潮是指大范围强冷空气在一定的环流形势下向南暴发的现象，其中期、短中期天气过程与西风带长波槽有关，是一种阶段性特征。此次寒潮过程出现在秋季，导致七台河市出现明显降温、大风天气以及降水，2022年10月4日凌晨最低气温降至0 ℃以下，出现霜冻，对于人民的生产生活、交通安全，尤其是农业方面造成较大影响。采用MICAPS中的ECMWF高分辨率数据以及实况数据分析了2022年10月2—4日的寒潮过程以及降温前期（2022年9月27—10月1日）的环流形势，得出其天气学成因。

1 天气实况

2022年9月27—10月1日为降温前期，七台河市以晴到多云天气为主，风向多为西南风或偏西风，最低气温4.2～9.4 ℃，均出现在06:00～08:00。

10月2—3日08:00，七台河市最低气温出现“倒温度”，2日最低气温11.6 ℃，出现在23:00，基础温度较前期升高。3日09:00～4日04:00为主要降温时段，根据《黑龙江省气象灾害预警信号发布标准和防御指南》，24 h内，31个站点（总共32个站点）达到黄色预警标准，最低气温下降10 ℃以上且低于4 ℃。4日白天为大风时段，全部站点达到蓝色预警标准，小时极大风速超过14 m/s且持续。3日为降水时段，52个站点（总共54个站点，含单雨量站）出现降水，1个为大雨，其余均为小雨或中雨。

2 前期环流形势

降温前期，500 hPa受弱槽弱脊交替控制；700 hPa比湿1～2 g/kg，水汽条件较差；850 hPa以偏西风和西南风为主且无风切变，动力抬升作用较弱，以晴到多云天气为主，个别时段有阵雨。

9月27—28日，欧亚大陆倒Ω流型已建立，乌山浅脊与北大西洋暖高压向东发展的正变高叠加形成乌山脊，并沿东北方向向极区伸展；乌山脊附近形成阻塞高压。北太平洋暖脊收缩到鄂海地区，同时极涡加强南压，形成东亚地区倒Ω流型，此时七台河市受较平直的西风带长波槽控制，850 hPa等温线稀疏。

9月29日，500 hPa乌山脊东侧，-36 ℃冷中心与532 hPa低压中心均位于贝湖西北部，低涡槽前疏散，有正相对涡度平流，有利于槽的加深；乌山脊后有暖平流，且温度场落后于高度场，有利于脊的发展加强（图1）[1]。此时低槽与北支槽、南支槽形成阶梯槽，七台河市位于浅槽前，仍受西风带长波槽控制。

图1 2022年9月27—10月1日500 hPa温压场配置

9月30日08:00至10月1日20:00，乌山脊在向东发展的过程中，极涡向西伸出一条横槽，槽前疏散；脊前偏北气流引导极区和西伯利亚冷空气南下，为槽后输送冷空气，使槽进一步发展，有利于冷空气在横槽北部堆积；横槽前有阶梯槽、疏散的等高线和冷平流，有助于横槽转竖，使冷空气南下。

3 高空影响系统

3.1 500 hPa环流形势

10月2日，由于乌山脊附近阻塞高压后部低槽加深发展有正涡度平流，使阻塞高压减弱崩溃；横槽后有暖平流输送，横槽即将转竖；槽前汇合、槽后暖平流的温压场配置使槽减弱，但移速较快[2]。10月3—4日横槽在50°～60°N转竖，横槽转竖后与50°N以北的槽合并成一个较强的低槽，槽继续加深、东移南压，-36 ℃冷中心由贝湖移至黑龙江省北部，七台河市仍位于槽前。10个纬度距离内等高线由5条变为7条，气压梯度增大（图2）。

10月3—4日08:00，500 hPa出现显著负变温和变压，等温线由-12～-16 ℃变为-20～-24 ℃，等高线由568～572 hPa变为544～548 hPa。5日08:00，低压中心与槽东移入海。

3.2 700、850 hPa环流形势

10月2—4日，700 hPa槽脊比500 hPa略偏东，在位置上具有很好的对应关系，10月2日20:00至4日08:00，10个纬度距离内等温线由4条增加至6条。2日20:00，700 hPa高度场中的-20 ℃冷中心位于贝湖一带，七台河市上空等温线0～4 ℃，等压线302～318 hPa；10月4日08:00，随着500 hPa高空槽东移，七台河市上空等温线为-4～0 ℃，等压线为292～296 hPa，存在负的变温和变压。

850 hPa 形势图上，2日等温线8～12 ℃，2日08:00冷锋南下前有暖平流；2日20:00，等温线和等压线稀疏（10个纬度距内仅3条），温压线间夹角变小，暖平流减弱，因此2日夜间基础温度较高。3日08:00在北部有一低槽，槽前西南气流为降雨提供水汽条件，3日08:00起700～850 hPa湿度条件好，其中700 hPa比湿为2～3 g/kg，850 hPa相对湿度＞90%，持续时间6～12 h；从850 hPa风场可得，七台河市东南部存在明显低空急流，七台河市位于急流轴左侧辐合区，存在气旋式切变，动力条件好，对应主要降雨时段。由于系统移速快，3日20:00中低层湿度开始减弱，4日08:00降雨停止。3日20:00至4日08:00，七台河市位于槽后脊前，温压线夹角约90°，脊前偏北气流引导冷空气快速南下，强冷平流使七台河市出现大风天气，锋后冷空气堆积使低温维持。

10月2日20:00至4日08:00，850 hPa等温线由4～8 ℃变为-12～-8 ℃，降低12～20 ℃，850 hPa存在锋区。低槽过境期间500～850 hPa均出现了负变温，其中850 hPa最显著，700 hPa负变压最显著，则中高层低值系统较深厚，地面冷平流明显，因此降温幅度大（图3）[3]。

图3 2022年10月2—4日850 hPa温压场配置

4 地面影响系统

10月2—4日500 hPa高空槽前对应地面冷锋，垂直结构为后倾槽，则该锋面系统坡度较小，产生的降水较稳定（图4）。

图4 2022年10月2—4日地面低压中心和冷锋位置

10月2日20:00，地面锋区位于黑龙江省西部地区，3日08:00移动到东南部并已过境，七台河市位于冷锋后部低压外围，由于地面冷锋快速南下前有明显锋前增温，前期基础温度较高[4]。受西伯利亚高压中心持续东移影响，3—4日08:00，七台河市站点气压由1 012.5～1 015 hPa升至1 020～1 022.5 hPa，冷锋后部气压较降温前期明显升高，3日白天转为西北大风，平均风力4～5级，阵风7级左右。4日08:00，冷锋主体东移入海，七台河市位于高低压过渡带，冷空气快速南下，地面冷锋上空风速变大，上方动量下传到地面，导致大风天气出现[5]。锋后冷空气持续补充，10月4—5日海平面气压持续升高，西北大风持续，6日高压强度逐渐减弱，地面气压回落，大风天气结束。

5 小结

此次寒潮过程具有典型的环流背景，东亚倒Ω型建立的过程中，乌山脊东侧形成横槽完成强冷空气在横槽北部的堆积；横槽转竖东移、阻塞高压减弱崩溃引导极区冷空气与西伯利亚冷空气南下；低槽东移的过程中与阶梯槽合并，使槽发展加强、东移南压，产生此次寒潮过程。

冷锋南下前存在锋前增温有暖平流，使前期基础温度较高，500～850 hPa有负变温，700～850 hPa有负变压，则中高层低值系统较深厚，地面强冷平流，其中850 hPa存在锋区，降温幅度与地面对应较好，在预报较深厚系统造成的降温时具有一定的参考意义；地面冷锋过境后，后部西伯利亚高压东移，七台河市位于高低压过渡带，上空动量下传产生大风。