蔡恒明

(93220部隊(duì)，黑龍江 哈爾濱150040)

1 引言

冷鋒是指活動(dòng)在東北及其附近地區(qū)的單一冷鋒和各類氣旋中心不經(jīng)過哈爾濱地區(qū)而在北緯49°以北過境的氣旋冷鋒，統(tǒng)稱為冷鋒。本文統(tǒng)計(jì)了2006－2015年10年的氣象資料，對(duì)范圍為東經(jīng)110～125°、北緯35～55°內(nèi)的冷鋒進(jìn)行分析研究，對(duì)冷鋒的預(yù)報(bào)有一定的指導(dǎo)意義。

2 冷鋒的分類及其出現(xiàn)的頻數(shù)

2.1 分類

根據(jù)冷空氣的來向，冷鋒可分為三類：一類是西路冷鋒，冷空氣從新疆沿河西走廊經(jīng)內(nèi)蒙進(jìn)入東北區(qū)南部；第二類是西北路冷鋒，冷空氣從貝加爾湖以西和蒙古等地移入東北區(qū)；第三類是北路及其東北路冷鋒，冷空氣從貝加爾湖以東南下，或從鄂霍茨克海北部向西南進(jìn)入東北地區(qū)。西路冷鋒一般向東移動(dòng)，西北路冷鋒一般向東南移動(dòng)，北路及其東北路冷鋒一般向南移動(dòng)。

2.2 各路冷鋒出現(xiàn)的頻數(shù)

冷鋒在一年四季中均可出現(xiàn)，春、秋季強(qiáng)西風(fēng)帶正在東北區(qū)上空，這時(shí)鋒面活動(dòng)最為頻繁，隆冬和盛夏相對(duì)要少一些，在各路冷鋒中，西北路冷鋒出現(xiàn)相對(duì)較多。西路冷鋒次之，北路及東北路冷鋒影響最少(見表1)。

表1 冷鋒各季各路徑出現(xiàn)平均次數(shù)及頻率(2006～2015年)%

3 各路冷鋒的基本天氣形勢(shì)

3.1 形勢(shì)特點(diǎn)

3.1.1 西路冷鋒

東亞地區(qū)500 hPa為平直西風(fēng)環(huán)流，鋒區(qū)在北緯40～50°之間，西來槽沿鋒區(qū)東移，引導(dǎo)冷空氣從新疆沿河西走廊經(jīng)內(nèi)蒙進(jìn)入東北南部，冷鋒近似南北走向。

地面形勢(shì)有兩種：一是倒槽型。冷鋒在倒槽里，當(dāng)冷鋒移到蒙古地區(qū)時(shí)，常有蒙古氣旋生成，冷鋒隨倒槽或蒙古氣旋東移影響哈爾濱地區(qū)；另一類是V形槽型。冷鋒在V形槽里，有時(shí)V形槽在東北以西，有閉合低壓或東北低壓生成，冷鋒隨V形型槽東移或隨東北低壓向東移動(dòng)影響哈爾濱地區(qū)。

3.1.2 西北路冷鋒

東亞地區(qū)500 hPa呈明顯的經(jīng)向環(huán)流，鋒區(qū)在北緯45°以北，上游由低槽東移發(fā)展加深，冷空氣自西伯利亞經(jīng)貝加爾湖以南南下進(jìn)入東北地區(qū)。低壓在我國(guó)東部發(fā)展較深，槽后冷平流較強(qiáng)，鋒區(qū)明顯，鋒后變壓較大，地面西北冷高壓強(qiáng)大，冷鋒在高壓前沿，東北常有氣旋發(fā)展，其南部冷空氣常給哈爾濱地區(qū)帶來惡劣天氣。

3.1.3 北路及東北路冷鋒的形勢(shì)特點(diǎn)

(1)經(jīng)向型：空中東亞大槽位置偏東，其后部偏北氣流中有氣旋性切變，冷空氣沿東亞大槽后部，從貝加爾湖以東南下，經(jīng)蒙古東部影響東北地區(qū)。

(2)緯向型：東亞上空為平直西風(fēng)環(huán)流，鋒區(qū)呈東西向，位于北緯45°附近，地面冷高壓主體在北緯45°～50°，其軸向呈東西向，冷空氣從北向南進(jìn)入東北地區(qū)。

(3)地面形勢(shì)：北路及東北路冷鋒近東西走向，自北向南移動(dòng)，鋒面氣旋主體在東北地區(qū)以東，鋒后冷空氣從北向南侵入東北地區(qū)。

3.2 與冷鋒直接相配合的天氣系統(tǒng)

與冷鋒相配合的天氣系統(tǒng)主要有：蒙古氣旋、貝加爾湖氣旋、東北低壓、黃河氣旋、東北冷渦(見表2)。

表2 與冷鋒相配合的天氣系統(tǒng)平均出現(xiàn)次數(shù)及頻率(2006～2015年)%

4 冷鋒的移動(dòng)

4.1 移動(dòng)路徑

西路冷鋒自西向東移動(dòng)；西北路冷鋒自西北向東南移動(dòng)；北—東北路冷鋒從貝加爾湖以東南下，有時(shí)經(jīng)鄂霍茨克海北部向西南方向移入東北，影響哈爾濱地區(qū)(見圖1)。

4.2 移動(dòng)速度

冷鋒東移過程中由內(nèi)蒙進(jìn)入東北平原時(shí)，移速較快，進(jìn)入東北平原西部后，由于大興安嶺地形影響，在背風(fēng)坡有減速現(xiàn)象。

冷鋒移速最快的為68 km/h，最慢的為16 km/h，平均時(shí)速在30 km左右，春季移速較快，夏季移速較慢(見表3)。

圖1 冷鋒移動(dòng)路徑

表3 冷鋒各季各級(jí)移動(dòng)速度的平均出現(xiàn)次數(shù)及頻率(2006～2015年)%

5 冷鋒的鋒生和鋒消

5.1 冷鋒的鋒生和鋒消的出現(xiàn)頻數(shù)

東北地區(qū)冷鋒鋒生年平均為4.7次。冬季鋒生不多，年平均僅為0.3次，占全年總數(shù)的6.4%，因?yàn)檫@時(shí)北反氣旋勢(shì)力較強(qiáng)；3月份以后，冷空氣勢(shì)力減弱，暖空氣勢(shì)力增強(qiáng)，空中槽出現(xiàn)頻繁，因此鋒生增多。其中以4月份最多，平均次數(shù)為1.4次，占全年總數(shù)的29.8%；3月份為0.9次，占全年總數(shù)的19.2%；5月份以后，空中鋒區(qū)北移，鋒生活動(dòng)復(fù)又減少。東北地區(qū)的冷鋒鋒消年平均為2.2次，主要出現(xiàn)在夏半年，其中7月份最多，平均為0.5次，占全年總數(shù)的22.7%；1月份和12月份最少，均不足0.1次。

5.2 冷鋒鋒生的鋒消的天氣形勢(shì)

冷鋒鋒生往往出現(xiàn)在大陸高壓的東側(cè)，有時(shí)也出現(xiàn)在東北的低壓槽里。多產(chǎn)生在下列情況。

⑴空中有低槽移入，出現(xiàn)明顯的冷平流或使冷平流加強(qiáng)。

⑵原來停滯性的大陸冷高壓突然向東或東南移動(dòng)，高壓前部正3 h變壓達(dá)2～3 hPa，同時(shí)偏北風(fēng)加強(qiáng)。

⑶地面低槽顯著加深，使槽后有較強(qiáng)的冷空氣侵入，且天空出現(xiàn)8～10量的密卷云。

東北地區(qū)還常常有副冷鋒生成，副冷鋒多發(fā)生在東北上空冷低壓的西側(cè)，冷中心位于低壓的西北方。初生時(shí)多為地面鋒，當(dāng)冷低壓西北部有低槽發(fā)展，槽后冷平流加強(qiáng)時(shí)，副冷鋒才會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。

東北地區(qū)的冷鋒鋒消主要與冷平流的減弱與中斷有關(guān)。當(dāng)冷中心位于低壓槽的西南或南部時(shí)，冷平流較弱，甚至在槽后出現(xiàn)暖平流，冷鋒便減弱或消失。夏半年，當(dāng)西太平洋副熱帶高壓脊加強(qiáng)，西伸到渤海沿岸時(shí)，則西來冷鋒往往在此處鋒消。同樣，當(dāng)鄂霍次克海有很強(qiáng)的高壓時(shí)，從蒙古移到東北平原的冷鋒也會(huì)鋒消。

5.3 冷鋒鋒生的預(yù)報(bào)

5.3.1 預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)

①空中有低槽移入，冷平流明顯加強(qiáng)，易有鋒生；②低槽加深，槽后有較強(qiáng)的冷空氣侵入，易有鋒生；③停滯性大陸冷高壓東移，高壓前部正3 h變壓中心值達(dá)2～3 hPa，易有鋒生。

5.3.2 預(yù)報(bào)指標(biāo)

08時(shí)地面圖上，高壓前部有2～3 hPa正3 h變壓中心，則預(yù)報(bào)高壓東側(cè)鋒生。歷史擬合率為80.0%，驗(yàn)證準(zhǔn)確率為75.0%。

5.4 冷鋒鋒消的預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)

當(dāng)有下列情形時(shí)，冷鋒容易鋒消：①反氣旋式環(huán)流加強(qiáng)，輻散風(fēng)場(chǎng)出現(xiàn)；②高空鋒區(qū)位于鋒前；③冷平流減弱或中斷；④槽后出現(xiàn)暖平流。

6 冷鋒對(duì)哈爾濱地區(qū)天氣的影響

冷鋒天氣的特點(diǎn)很明顯，各種天氣持續(xù)的時(shí)間較短，冷鋒過境后天氣轉(zhuǎn)好也較快。當(dāng)冷鋒移速快，鋒的前后濕度較小時(shí)，冷鋒過哈爾濱后仍為少云天氣，有時(shí)也可出現(xiàn)短時(shí)的中、低云，夏季則是不穩(wěn)定的云系；濕度較大時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生短時(shí)的雷陣雨。

冷鋒的降水與鋒的走向及其移動(dòng)方向有關(guān)。近似南北向、向東移動(dòng)的冷鋒在鋒前和鋒際有降水，當(dāng)冷鋒一過境，降水即可停止。此類冷鋒的降水往往是過了東經(jīng)120°之后才開始加強(qiáng)。近似東西向，自北向南移動(dòng)的冷鋒其降水分布的區(qū)域在鋒后，降水區(qū)較廣，時(shí)間也較長(zhǎng)，但降水量一般不大。如果冷鋒近似南北走向，而上空配合的高空槽不是V形槽而是形槽，且地面冷鋒前風(fēng)向是西南或西南西風(fēng)時(shí)，這類冷鋒過境后往往無降水現(xiàn)象。

冷鋒影響哈爾濱地區(qū)的降水是一種較特殊而又較突然的情況，即原鋒上本無降水，只是冷鋒移到近區(qū)時(shí)，本站才開始降水。特別是鋒面在哈爾濱西200～300 km的地方，西部各站原無降水，但由于鋒、槽輻合的加強(qiáng)而產(chǎn)生降水。以冷鋒移動(dòng)路徑來分析如下。

6.1 西路冷鋒

可產(chǎn)生系統(tǒng)性的中低云和降水，降水區(qū)一般分布在鋒前，冷鋒過境后降水即停止，當(dāng)有黃河氣旋移入東北時(shí)，往往能造成特大降水。

6.2 西北路冷鋒

夏季此路冷鋒常產(chǎn)生雷雨天氣并時(shí)常伴有短時(shí)大風(fēng)，春季常產(chǎn)生大風(fēng)和風(fēng)沙天氣。

6.3 北路及東北路冷鋒

降水區(qū)分布在鋒后，范圍比較廣，降水時(shí)間也長(zhǎng)，但降水量不一定大。

7 冷鋒的預(yù)報(bào)

7.1 冷鋒的發(fā)展預(yù)報(bào)

7.1.1 預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)

①冷鋒前后天氣明顯轉(zhuǎn)壞時(shí)，冷鋒加強(qiáng)；②與鋒面配合的天氣系統(tǒng)明顯加強(qiáng)時(shí)，冷鋒亦加強(qiáng)；③冷鋒后冷平流明顯加強(qiáng)時(shí)，冷鋒加強(qiáng)；④冷鋒前后的正、負(fù)3 h變壓中心值加大，冷鋒加強(qiáng)；⑤在衛(wèi)星云圖上，冷鋒云帶由窄變寬，冷鋒加強(qiáng)。

7.1.2 預(yù)報(bào)指標(biāo)

700 hPa圖上，鋒區(qū)明顯，冷槽明顯加深，則可預(yù)報(bào)冷鋒加強(qiáng)。歷史擬合率為90.4%，驗(yàn)證準(zhǔn)確率為86.7%。

7.2 冷鋒的移動(dòng)預(yù)報(bào)

7.2.1 預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)

①冷鋒與500 hPa引導(dǎo)氣流方向一致；②冷鋒的移速各季節(jié)有較大差異，冬半年大于夏半年；③冷鋒移入東北地區(qū)后，在大興安嶺背風(fēng)坡常有減速現(xiàn)象。

7.2.2 預(yù)報(bào)指標(biāo)

(1)路冷鋒預(yù)報(bào)指標(biāo)。冷鋒過安達(dá)后，6～8 h過哈爾濱地區(qū)，歷史擬合率為88.7%，驗(yàn)證準(zhǔn)確率為85.0%。

(2)西北路冷鋒預(yù)報(bào)指標(biāo)。冷鋒過齊齊哈爾后，7～9 h過哈爾濱地區(qū)，歷史擬合率為83.8%，驗(yàn)證準(zhǔn)確率為80.5%。

(3)北—東北路冷鋒預(yù)報(bào)指標(biāo)。冷鋒過綏化后，5～7 h過哈爾濱地區(qū)，歷史擬合率為87.8%，驗(yàn)證準(zhǔn)確率為84.0%。

(4)以上預(yù)報(bào)指標(biāo)為各季平均情況。