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      北京地區(qū)一次寒潮天氣過程分析

      2019-12-26 01:55:03趙衍斌牟容高雅任沁胡抒倩
      農(nóng)家科技下旬刊 2019年11期
      關(guān)鍵詞:冷鋒北京地區(qū)寒潮

      趙衍斌?牟容?高雅?任沁?胡抒倩

      摘 要:利用NCEP1°×1°再分析資料、分析了2012年11月3-5日發(fā)生在我國北方地區(qū)的一次寒潮天氣過程的天氣分析,結(jié)果表明,極渦發(fā)展強(qiáng)盛,冷空氣在低壓系統(tǒng)中堆積,500hPa槽東移且略向南發(fā)展,從高緯度的低壓中心延伸至我國內(nèi)蒙古中部地區(qū),溫度槽與高度槽相疊加,冷空氣由槽后的西北氣流引導(dǎo)向南侵襲,配合地面冷鋒以及水汽輸送,造成了此次較強(qiáng)降溫降雪天氣過程。

      關(guān)鍵詞:北京地區(qū);寒潮;冷鋒;冷空氣

      寒潮是指一種規(guī)模較大的強(qiáng)冷空氣的活動(dòng)過程,也是我國冬半年的主要災(zāi)害性天氣。劇烈的降溫、大風(fēng)是寒潮天氣的主要特點(diǎn),有時(shí)還伴有雨、雪、雨凇或者霜凍。寒潮過程帶來的這些天氣直接影響到我國的農(nóng)業(yè)、交通、電信等各領(lǐng)域,給人民的生命財(cái)產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成嚴(yán)重的損失。

      一、 資料方法

      本文利用天氣的常規(guī)觀測和美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心和美國國家大氣研究中心( NCEP/NCAR)提供的 1°× 1°的6 小時(shí)再分析等資料,運(yùn)用天氣學(xué)原理和動(dòng)力學(xué)的診斷分析的方法,對(duì)2012年11月3日至5日的寒潮過程進(jìn)行了分析和總結(jié)。 并希望以此為今后類似寒潮天氣發(fā)生的預(yù)報(bào)和檢測提供參考。

      二、 天氣實(shí)況與災(zāi)情

      2012年11月3日06時(shí)至5日08時(shí),甘肅東部、寧夏、陜西、內(nèi)蒙古中西部和東部偏南地區(qū)、遼寧西南部、河北、河南、山東、安徽、江蘇、湖北、湖南東北部、浙江北部等地先后出現(xiàn)6-10℃的降溫,其中,內(nèi)蒙古中西部、陜西東北部、等部分地區(qū)降溫幅度可達(dá)12℃,先后出現(xiàn)5-7級(jí)偏北風(fēng)。受強(qiáng)冷空氣和偏南暖濕氣流的共同影響,我國北方大部分地區(qū)出現(xiàn)大范圍降溫雨雪天氣。11月3日至4日,北京市延慶縣遭遇1960年以來的最大降雪,比常年初雪日早了25天左右,延慶城區(qū)雪深47厘米,北京市降水量平均值超過50毫米,最大降水量出現(xiàn)在海淀鳳凰嶺99.6毫米,全市降水過程將超過40小時(shí)。同時(shí),河北省的張家口、承德、保定等3個(gè)設(shè)區(qū)市的8個(gè)縣、區(qū)遭受雪災(zāi),部分地區(qū)最大雪深超過80 厘米。雪災(zāi)導(dǎo)致全省2萬多人受災(zāi)。

      這次華北出現(xiàn)的較強(qiáng)雨雪天氣,主要是受強(qiáng)冷空氣影響,具有時(shí)間短,降溫明顯,范圍大,高強(qiáng)度的特點(diǎn),同時(shí)在華北一帶氣旋發(fā)展迅速,使得冷空氣到來之前,這一地區(qū)的濕度條件非常充足,鋒前水汽輸送非常明顯,所以出現(xiàn)降水;又由于鋒面抬升強(qiáng)烈,所以降水量也比較大。

      三、 寒潮發(fā)展過程分析

      此次影響我國北方大范圍地區(qū)的寒潮天氣過程與歐洲冷低渦東移以及低渦發(fā)展延伸出的橫槽旋轉(zhuǎn)南下過程密切相關(guān)。10月25日左右,從極地向南移出的強(qiáng)冷空氣在歐洲西岸形成強(qiáng)大的閉合低壓系統(tǒng),25日至29日,該低壓系統(tǒng)迅速東移至烏拉爾山東側(cè),之后發(fā)生停滯。31日18時(shí),冷空氣在低壓系統(tǒng)中堆積,系統(tǒng)向西發(fā)展出一東-西向的橫槽,槽前后是偏北風(fēng)與偏西風(fēng)的切變,槽前的偏西氣流強(qiáng)盛,形成中心風(fēng)速達(dá)45m/s的急流帶。至1日12時(shí),此時(shí)的500hPa北半球中高緯環(huán)流呈現(xiàn)為多波動(dòng)的緯向型,橫槽已經(jīng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),變?yōu)闁|北-西南走向的槽,由中西伯利亞高原一直延伸至我國新疆北部,位于中西伯利亞高原上空的冷低壓中心達(dá)到508dagpm,并伴有-40℃的冷中心,急流中心也已南移至我國新疆境內(nèi),仍然為強(qiáng)盛的偏西風(fēng);對(duì)應(yīng)高空低壓中心的位置,700、850hPa也有閉合的冷低壓系統(tǒng),且冷中心溫度均達(dá)到了-20攝氏度以下。冷空氣此時(shí)已大量積累,即將向南爆發(fā)影響我國北部。

      圖1:2日18時(shí),500hPa上東北-西南向的槽轉(zhuǎn)為南-北向,東移且略向南發(fā)展,從高緯度的低壓中心延伸至我國內(nèi)蒙古中部地區(qū),溫度槽與高度槽相疊加,冷空氣由槽后的西北氣流引導(dǎo)向南侵襲,急流核也移動(dòng)到了我國青海東部與甘肅交界處。700hPa槽線較500hPa略偏東,在850hPa上有明顯的冷舌向南發(fā)展。 3日18時(shí),500hPa上,影響我國的低槽繼續(xù)東移,在我國華東地區(qū)氣旋迅速發(fā)張,中心氣壓達(dá)536dagpm,冷中心與其重合,中心溫度達(dá)到-30℃。急流區(qū)也伴隨著低壓中心移動(dòng)到了我國華東,中心位于河南省上空。在低空850hPa上,低渦的外圍也表現(xiàn)為大范圍的大風(fēng)區(qū)。此時(shí)冷空氣已影響到我國北方大部分區(qū)域 ,尤其華北地區(qū)降溫最為明顯,且一些地區(qū)伴隨寒潮出現(xiàn)了暴雪天氣。

      四、 北京地區(qū)暴雪成因分析

      圖2:在此次寒潮過程的影響下,2日20時(shí)至5日06時(shí),我國東部大部分地區(qū)都出現(xiàn)了降水,并且在華東以及東北地區(qū)西部的一些區(qū)域出現(xiàn)了固態(tài)降水 (雪)。 在所有發(fā)生降水的區(qū)域內(nèi)北京、河北地區(qū)的降水尤其顯著:此次降雪是北京今年冬天的第一場雪,且比往年的初雪早了25天左右。從11月3日8時(shí)開始降雨,22時(shí)前后北京城區(qū)及周邊平原地區(qū)也出現(xiàn)雨夾雪或雪,截至11月4日18 時(shí),北京城區(qū)平均降水量為65.6毫米,全市平均降水量58.5毫米,最大降水量在海淀鳳凰嶺,達(dá)到99.6毫米。11月3日至4日,河北省大部分地區(qū)也普遍出現(xiàn)雨夾雪天氣。由于影響該范圍的氣旋系統(tǒng)本身的冷暖結(jié)構(gòu),其前部暖濕氣流,后部冷平流,造成此次降水的相態(tài)復(fù)雜,部分地區(qū)開始降水為液態(tài),后轉(zhuǎn)為雨夾雪或雪,之后又轉(zhuǎn)為雨或雨夾雪。

      3日12時(shí),在河北南部上空700hPa和850hPa上均已形成氣旋,其后部為從北方南下的冷平流,前部為攜帶暖濕空氣的偏南氣流,兩股氣流的交匯導(dǎo)致北京地區(qū)底層輻合,輻合中心在850hPa左右,中高層輻散,輻散中心在350hPa左右,這種高低層的配置使得對(duì)流層中產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng),上升運(yùn)動(dòng)在500hPa最為盛,成為降水的動(dòng)力條件;并且在3日06時(shí)左右,該地區(qū)對(duì)流層低層出現(xiàn)明顯的水汽輻合,850hPa上氣旋前部的東南氣流從渤海灣吹向陸地,帶來了充足的水汽,為降水提供了水汽條件;此時(shí)地面溫度大于0℃,降水呈液態(tài)。

      4日00時(shí),此時(shí)華東地區(qū)上空500hPa上仍為氣旋系統(tǒng)控制,中心由3日12時(shí)的山西、河北交界處東移至山東境內(nèi),北京地區(qū)位于氣旋中心的北部,底層仍為輻合,輻合中心在850hPa,中高層的輻散減弱,中心下降至600hPa附近,上升運(yùn)動(dòng)仍然維持但也有明顯減弱,低層輸送水汽的東南氣流轉(zhuǎn)為偏東風(fēng),水汽輸送減弱;由于近地面溫度降低,接近零度,所以降水相態(tài)轉(zhuǎn)為雨夾雪、雪。

      五、結(jié)語

      北京、河北地區(qū)的降水尤其顯著:此次降雪是北京今年冬天的第一場雪, 極渦發(fā)展強(qiáng)盛,冷空氣在低壓系統(tǒng)中堆積,500hPa槽東移且略向南發(fā)展,從高緯度的低壓中心延伸至我國內(nèi)蒙古中部地區(qū),溫度槽與高度槽相疊加,冷空氣由槽后的西北氣流引導(dǎo)向南侵襲,后部為從北方南下的冷平流,前部為攜帶暖濕空氣的偏南氣流,兩股氣流的交匯導(dǎo)致北京地區(qū)底層輻合,加之東南氣流從渤海灣吹向陸地,帶來了充足的水汽,造成了此次較強(qiáng)降溫降雪天氣過程。

      參考文獻(xiàn):

      [1]朱乾根,林錦瑞,壽紹文等.天氣學(xué)原理與方法[M].北京:氣象出版社,1992: 266-296.

      [2] 劉傳鳳. 我國寒潮氣候評(píng)價(jià)[J].氣象,1990,(12).

      [3] 鄧先瑞. 寒潮[M] .北京:商務(wù)印書館,1977:75.

      作者簡介:趙衍斌(1989-)男,漢族,四川人,碩士,工程師,從事天氣預(yù)報(bào)工作。

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