綿陽“5.1”寒潮(強降溫)天氣分析及預(yù)報要素討論

【摘 要】通過分析一次強降溫天氣過程，利用高空觀測、物理量場、數(shù)值預(yù)報等高空資料討論這次過程發(fā)生、發(fā)展等不同階段的影響因素，根據(jù)地面資料結(jié)合綿陽市地形分別分析了強降溫及大風(fēng)對綿陽市的影響，探討多普勒雷達徑向速度產(chǎn)品在寒潮大風(fēng)預(yù)報中的作用。

【關(guān)鍵詞】強降溫 預(yù)報要素 綿陽

一、強降溫天氣實況

2011年4月30 日~5月2日，我市出現(xiàn)一次強降溫降雨天氣過程，日平均氣溫累計下降幅度達7.0~11.7℃。冷空氣影響時，中東部出現(xiàn)6~8級大風(fēng)，最大風(fēng)速出現(xiàn)在鹽亭為18.7m/s。此次強降溫天氣過程由于前期日氣溫較歷年同期偏高5.0~8.0℃，加之伴有降水，使得降溫十分明顯。

二、環(huán)流背景及影響系統(tǒng)

1.500hpa環(huán)流形勢

過程前期的4月25日20點冷渦已經(jīng)位于東經(jīng)60~70度，北緯60~70度的范圍內(nèi)，與之配合的有-36℃的冷中心，同時在黑龍江與俄羅斯交界處有一中心值為520dagpm的低渦，塔吉克斯坦到新疆西部唯一高壓，巴湖為此高壓北部的高脊控制，北緯50~30度，東經(jīng)8~110度為較平緩的西北氣流，此后到27日20點，分裂出的緩慢東移冷空氣的強度基本沒有變化，原來位于黑龍江邊境的低渦向西南方向傾斜，貝湖和里海為一高脊控制，新疆邊境的高壓增強，這樣的環(huán)流形式使原來北緯50~30度，東經(jīng)8~110度比較平緩的西北氣流區(qū)域等壓線和等溫線變密變陡，在高緯地區(qū)對冷空氣形成一種前堵后推的形式。在南邊密集陡峭的西北氣流引導(dǎo)下冷空氣在29日晚開始分裂南下。

2.700hpa和850hpa形式

700hpa形式和500hpa形式基本匹配，只是在30日的700hpa的等高圖上能夠明顯的看出冷空分裂南下的運動過程.在850hpa上，在27和28日都有6~10m/s的南風(fēng)向盆地輸送能量和水汽，使得盆地前期溫度明顯偏高的同時也聚集了一些能量和水汽。在冷空氣影響時產(chǎn)生了一定量的降水,加大了盆地的降溫。

三、物理量場分析

1.垂直速度

在500hpa 上,如有急流，并在其左側(cè)有強的輻合上升運動，會使其后的冷空氣在東移南壓過程中絕熱上升膨脹冷卻，從而使冷空氣不斷發(fā)展加強，造成一種冷中心跟隨急流左側(cè)垂直運動負(fù)中心的狀態(tài)。急流左側(cè)的上升運動的強度和冷空氣的增強趨勢成正相關(guān)，有利于定量的分析冷空氣的變化過程。

在28日20點的500hpa垂直速度和等高圖上可見槽后的垂直速度為正，槽前為負(fù)，即在槽后500hpa有明顯的下沉運動，較強的垂直運動使槽后的低層的冷空氣變強，整個冷氣團變得更加深厚，槽前有較強的上升運動，有利于槽的加深發(fā)展。

2.渦度

渦度表示流體質(zhì)塊的旋轉(zhuǎn)程度和旋轉(zhuǎn)方向，冷空氣影響時,低層高壓加強，低層渦度值由大值不斷變小，高層則不斷增大，最后為高位渦所控制，這種高低層不同渦度的藕合正反映了冷高壓發(fā)展的一個重要特征．在渦度24小時變化上則反映為高層渦度變化值為正且正值不斷下傳，低層渦度變化值為負(fù)，不斷增強．高壓減弱時有相反的變化。渦度平流直觀的揭示了槽脊未來的發(fā)展趨勢和強度, 此次過程中,里海-烏山高脊發(fā)展時配合有較大的負(fù)渦度區(qū),在27日20點500hpa圖上（圖略）黑龍江邊境低值系統(tǒng)加深的過程中也有明顯的正渦度區(qū)匹配, 渦度平流在預(yù)報冷空氣的堆積和爆發(fā)等關(guān)鍵點上都有比較明顯的適用性。

四、預(yù)報要素討論

1.降溫預(yù)報

1.1冷空氣的強度

除了關(guān)注高空各層的冷中心的強度外，還要注意冷空氣在高空形式場配合下的堆積作用。用垂直速度等物理量可以定量的分析冷空氣運動過程中強度的變化情況。此次過程中雖然冷空氣主體位置偏北，但是不停的分裂南下，也是造成明顯降溫的原因之一。

1.2冷空氣南下路徑

直接影響地面的冷空氣在下墊面相對穩(wěn)定的平原上移動時路徑和高空的引導(dǎo)氣流有著較高程度的吻合，可以根據(jù)渦度平流等物理量定量分析槽脊的運動和發(fā)展趨勢強度，但當(dāng)遇到有較強阻擋作用的山脈時，根據(jù)冷空氣自身強度和前期移動路徑的不同會發(fā)生繞流或直接翻越山脈的情況，可根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦巫鼋?jīng)驗性外推。

1.3前期基溫較高

過程前4天，青藏高壓比較強盛，高空為一致的西北氣流，過程前48小時850hpa上有南風(fēng)向盆地輸送水汽和能量，日均溫度較常年同期明顯偏高，當(dāng)有冷空氣影響時，降溫幅度大，有利于達到寒潮標(biāo)準(zhǔn)。

2.大風(fēng)預(yù)報

2.1根據(jù)地面要素預(yù)報

利用地面觀測值氣壓的變化和等壓線的密集程度和形狀預(yù)報大風(fēng)的強度和發(fā)生時間，這種預(yù)報方法會受觀測資料采集密度和傳輸延時的限制。

2.2根據(jù)多普勒天氣雷達資料預(yù)報

多普勒雷達可以實時的生成資料，為大風(fēng)的及時預(yù)報提供了可能。4月30 日01點17分冷空氣未影響前，綿陽雷達站周圍為850hpa左右高度層一致的東南風(fēng)，風(fēng)速在5~10m/s，沒有明顯系統(tǒng)存在。5月1日05點32分，冷空氣經(jīng)過雷達站時，本站850hpa左右的高度層，東北面為一致的中心為20~27 m/s的朝向雷達的風(fēng)，西南面仍然為東南風(fēng)。06點14分，冷空氣經(jīng)過本站后繼續(xù)向西南移動，根據(jù)雷達0.5度仰角和距離可以算出冷空氣隨高度基本沒有發(fā)生傾斜，可以推斷前期影響本站的冷空氣相對淺薄，主要以擴散為主，產(chǎn)生大風(fēng)的幾率較小，當(dāng)新的冷空氣分裂南下再次影響，使一致的東北風(fēng)加大，5月1日17點38分的圖上，風(fēng)速對大值已經(jīng)大于27m/s，綿陽本站出現(xiàn)在19點43分的最大風(fēng)速相對應(yīng)。綿陽東南部為大風(fēng)多發(fā)區(qū)，結(jié)合此時雷達資料和實況資料，可以預(yù)計南部將在幾小時后出現(xiàn)大風(fēng)，實況觀測為南部的梓潼和鹽亭分別在21點50分和22點34分出現(xiàn)了本次過程的最大風(fēng)速。

五、小結(jié)

1.本次過程是位于新地島地區(qū)的冷空氣在東移過程中，蒙古和烏山地區(qū)發(fā)展成高脊，使冷空氣堆積，在高空西北氣流的引導(dǎo)下，經(jīng)蒙古到達河套地區(qū)，然后不斷分裂南下，影響我市。由于盆地為熱低壓，前期基溫高，造成了明顯的降溫。

2.在大風(fēng)預(yù)報方面，綜合分析多普勒雷達資料結(jié)合實況觀測資料、當(dāng)?shù)氐匦魏屠淇諝馊肭致窂?，以期對大風(fēng)做出定時定量預(yù)報。

參考文獻：

[1] 朱乾根,林錦瑞等.天氣學(xué)原理和方法,北京,氣象出版社,2000.

[2] 張培中，丁一匯等. 東亞寒潮高壓的位渦診斷研究.應(yīng)用氣象學(xué)報,1994(2):7.

作者簡介：陳梁勛（1982-），男，漢族，四川綿陽人，本科學(xué)歷，助理工程師，通訊地址：四川省綿陽市涪城區(qū)南塔路16號 綿陽氣象局，主要從事短期短臨預(yù)報服務(wù)和相關(guān)研究工作。