2017年11—12月根河市3次寒潮過(guò)程的對(duì)比分析

紀(jì)成成

摘要 利用常規(guī)天氣資料和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，應(yīng)用天氣學(xué)分析方法，對(duì)2017年11月13—15日、11月27—29日和12月9—11日根河市出現(xiàn)的3次典型寒潮天氣過(guò)程進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，3次過(guò)程均是在前期強(qiáng)烈升溫的基礎(chǔ)上，由強(qiáng)冷空氣在西西伯利亞及貝加爾湖堆積并向南侵襲造成的;3次過(guò)程亞洲中高緯環(huán)流形勢(shì)均表現(xiàn)為一脊一槽型，動(dòng)力機(jī)制均為高空旋轉(zhuǎn)低壓槽與強(qiáng)鋒區(qū)，促使寒潮暴發(fā)的流場(chǎng)均為低槽旋轉(zhuǎn)型;冷空氣暴發(fā)后，呼倫貝爾上空均由強(qiáng)盛的冷平流控制，地面冷高壓均進(jìn)入關(guān)鍵區(qū)并達(dá)到寒潮強(qiáng)度;但由于冷空氣的強(qiáng)度、發(fā)展、移動(dòng)路徑不同，因此3次過(guò)程的降溫幅度和對(duì)根河造成的影響也不同。在此基礎(chǔ)上，總結(jié)出根河冬季寒潮天氣的預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 寒潮;地面冷高壓;寒潮預(yù)報(bào)

內(nèi)蒙古的寒潮天氣主要集中在冬半年（9月至翌年5月），是內(nèi)蒙古主要災(zāi)害性天氣之一。內(nèi)蒙古寒潮標(biāo)準(zhǔn)定義為：24 h內(nèi)日最低氣溫下降幅度大于或等于8℃，或48 h下降幅度大于或等于12℃，或72 h下降幅度大于或等于12℃[1]。2017年11月13—15日、11月27—29日和12月9—11日根河市出現(xiàn)了3次典型的寒潮天氣過(guò)程，筆者通過(guò)對(duì)這3次寒潮天氣過(guò)程進(jìn)行對(duì)比分析，總結(jié)降溫過(guò)程環(huán)流背景及影響系統(tǒng)的異同，以提高寒潮降溫的預(yù)報(bào)能力。

1天氣概況對(duì)比分析

根河市本站11月13—15日48 h日最低氣溫下降16.5℃，有5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動(dòng)站降溫幅度均超過(guò)15℃，降溫前2 d均產(chǎn)生小雪天氣; 11月27—29日48 h日最低氣溫下降11.3℃，有5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動(dòng)站降溫幅度均超過(guò)15℃，降溫前2 d均產(chǎn)生小雪天氣;12月9—11日48 h日最低氣溫下降11.2℃，其中有2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動(dòng)站降溫幅度未達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)，降溫前2 d均產(chǎn)生小雪天氣。因根河處于三面環(huán)山特殊的地理環(huán)境，每次寒潮幾乎都不會(huì)伴有大風(fēng)天氣，但風(fēng)力稍有加大。3次寒潮過(guò)程均是在前期強(qiáng)烈升溫的基礎(chǔ)上由較強(qiáng)冷空氣向南侵襲造成劇烈降溫和大風(fēng)，12月11日過(guò)程降溫幅度小。

2環(huán)流形勢(shì)對(duì)比分析

寒潮天氣過(guò)程的前1 d，在西伯利亞至蒙古高原西部（稱為寒潮關(guān)鍵區(qū)），冷空氣中心強(qiáng)度能夠反映出冷空氣堆積的強(qiáng)度。判斷寒潮關(guān)鍵區(qū)冷空氣是否堆積，主要從高空冷中心強(qiáng)度和地面冷高壓強(qiáng)度兩方面考慮。在不同月份，達(dá)到寒潮的高空冷中心和地面冷高壓中心的強(qiáng)度都有所不同。

2.1500 hPa環(huán)流背景及演變特征

歐亞大陸500 hPa環(huán)流形勢(shì)為一脊一槽型，從11月12日20：00（圖1a）高空?qǐng)D上可以看出烏拉爾山附近存在一高壓脊，其前部為此次寒潮影響系統(tǒng)冷渦系統(tǒng)，溫度脊落后于高度脊有暖平流，高壓脊發(fā)展，14日20：00（圖1b）形成阻塞高壓。隨著脊前西北氣流加強(qiáng)，冷空氣沿著脊前西北氣流南下堆積加強(qiáng)，進(jìn)一步導(dǎo)致貝加爾湖冷渦加深。12日20：00到14日20：00貝加爾湖冷渦分裂旋轉(zhuǎn)南下，15日烏拉爾山上游有不穩(wěn)定槽發(fā)展加深，同時(shí)24 h負(fù)變高區(qū)位于槽前（圖2），橫槽即將轉(zhuǎn)豎，阻塞高壓崩潰，強(qiáng)冷空氣向南暴發(fā)，脊后冷平流使得未來(lái)高度脊趨于平緩，天氣形勢(shì)穩(wěn)定。

11月23日20：00即寒潮暴發(fā)的前6 d（圖略），歐亞大陸500 hPa環(huán)流形勢(shì)為兩槽一脊型，格陵蘭以東洋面有一不穩(wěn)定小槽存在，隨后小槽南移加深發(fā)展為冷渦，依次南移到新地島南側(cè)、西伯利亞西部、貝加爾湖北側(cè)，強(qiáng)度變化依次是516、508、496 hPa。26日20：00停留在日本海的東亞大槽逐漸減弱，27日20：00明顯減弱向東移去，根據(jù)上下游效應(yīng)其前方小槽將要發(fā)展成大槽并移到我國(guó)東部。寒潮暴發(fā)前48 h（圖3），500 hPa等壓面上亞洲中高緯度為一槽一脊，不穩(wěn)定小槽已發(fā)展為東亞大槽移至貝加爾湖至蒙古東部，溫度槽落后于高度槽，槽后冷平流強(qiáng)烈，鋒區(qū)很強(qiáng)。

12月6日20：00（圖略）高空?qǐng)D上可以看出影響槽位于黑海附近，9日08：00移至烏拉爾山以東，強(qiáng)度沒有發(fā)展，從黑海到里海有明顯的暖平流，在暖平流作用下，里海附近高壓脊向北發(fā)展，脊前西北氣流加強(qiáng)，促使新鮮冷空氣從新地島加速南下與原底槽中的冷空氣合并，合并后在500 hPa上冷中心強(qiáng)度-44℃，冷平流明顯加強(qiáng)，地面高壓也加強(qiáng)達(dá)到1 050 hPa。

上述分析表明，3次寒潮天氣環(huán)流形勢(shì)分別屬于橫槽南壓和轉(zhuǎn)豎型、小槽發(fā)展型和低槽東移型。

2.2影響系統(tǒng)的生成、發(fā)展和移動(dòng)路徑 11月14日蒙古冷高壓中心強(qiáng)度1 040 hPa，850 hPa冷中心強(qiáng)度-24℃，冷空氣堆積。由于歐洲低槽發(fā)展引起槽前暖平流自高壓脊后部進(jìn)入高壓脊北部，促使高壓脊向東北方向發(fā)展，建立起東北西南向阻塞高壓，在阻高前部形成寬廣的橫槽。隨著低槽東移減弱，正渦度平流侵入阻高后部，使得阻塞高壓崩潰東移。15日20：00冷平流侵入橫槽前部，槽后出現(xiàn)暖平流，16日橫槽轉(zhuǎn)豎。

11月29日02：00蒙古冷高壓中心強(qiáng)度1 050 hPa，達(dá)到最強(qiáng)。850 hPa冷中心強(qiáng)度-32℃，冷空氣堆積。由于小槽槽線處有冷平流，等高線稍有疏散，即槽線上有正渦度平流，槽加深發(fā)展。在這個(gè)小槽兩邊的小脊，也是暖舌落后于脊，脊線附近的等高線也呈疏散，脊線上有暖平流和負(fù)渦度平流有利于脊發(fā)展，從而使小槽后的偏北風(fēng)加大，在冷舌落后于小槽的條件下，偏北風(fēng)加大意味著冷平流加強(qiáng)，更促進(jìn)小槽發(fā)展。27日20：00烏拉爾山長(zhǎng)波脊已移到西西伯利亞，溫度脊與高度脊基本重合，脊前出現(xiàn)暖平流，脊后出現(xiàn)冷平流，長(zhǎng)波脊減弱東移，并導(dǎo)致寒潮暴發(fā)。

12月8日20：00蒙古冷高壓中心強(qiáng)度1 055 hPa，外圍有很大的氣壓梯度，500 hPa冷中心強(qiáng)度-44℃，冷空氣堆積。里海附近高壓脊向北發(fā)展，脊前西北氣流加強(qiáng)，促使新鮮冷空氣從新地島加速南下與原底槽中的冷空氣合并東移。冷高壓前部冷鋒過(guò)境引起大幅降溫。

3結(jié)論

根據(jù)2017年11月13—15日、11月27—29日和12月9—11日根河市出現(xiàn)的3次典型寒潮天氣過(guò)程的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，在今后冬季寒潮預(yù)報(bào)中應(yīng)主要著眼于以下幾個(gè)方面：寒潮前氣溫回升是寒潮預(yù)報(bào)的一個(gè)重要指標(biāo);強(qiáng)冷空氣在西西伯利亞或貝加爾湖附近堆積是寒潮暴發(fā)的必要條件，而地面冷高壓的強(qiáng)度是冷空氣強(qiáng)度的主要判定依據(jù)，通過(guò)850 hPa冷平流強(qiáng)度指標(biāo)可以進(jìn)一步判定冷空氣的強(qiáng)度;橫槽轉(zhuǎn)豎型環(huán)流形勢(shì)降溫幅度相對(duì)于其他環(huán)流形勢(shì)較大。

參考文獻(xiàn)

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責(zé)任編輯：鄭丹丹