永州市2020年2月13—16日寒潮天氣過程分析

劉沈 蔣雅婷 高永娜

摘要 2020年2月13—16日，永州市出現(xiàn)了寒潮天氣，24 h內(nèi)降溫最高達20℃，并伴有全市范圍偏北大風，中北部出現(xiàn)短暫雨雪（雨夾雪）天氣。本文利于常規(guī)地面、高空氣象觀測資料、自動站資料等對本次過程進行了分析。結果表明：本次寒潮過程中高緯呈兩槽一脊型，新西伯利亞附近有阻高，阻高前橫槽不斷加深南落，槽后冷平流使冷空氣堆積，冷渦中心強度強。中低層西南氣流強烈發(fā)展，地面升溫明顯，有利于加大降溫幅度。有冷空氣影響，且降水條件滿足時，分析各層溫度、探空曲線、冷墊厚度、逆溫層高度、厚度、地面溫度等各要素對于判斷雨雪的相態(tài)有很重要的指示作用。

關鍵詞 寒潮;冷空氣;雨雪天氣;溫度

中圖分類號：S16 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）04–0105–03

寒潮是我國冬半年嚴重的災害性天氣，其最突出的天氣是大風、劇烈降溫、雨雪和沙塵暴，常給工農(nóng)業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)和交通運輸?shù)葞砭薮笥绊?。因此，做好寒潮天氣預報服務，并采取積極防范其危害措施具有重要的現(xiàn)實意義。近年來，不少學者對我國錯綜復雜的寒潮天氣過程進行了天氣動力學診斷和數(shù)值模擬研究，得到了不少有益成果[1-4]。但因我國幅員遼闊，氣候條件差異很大，寒潮過程也不盡相同，故深入分析研究寒潮天氣個例非常有必要。

1 天氣實況

2020年2月13—16日，永州市出現(xiàn)寒潮天氣過程，全市各縣區(qū)24 h降溫在12℃～20℃之間（圖1），過程最低溫在0℃～3℃，陽明山（雙牌）-9.2℃，竹林（藍山）-4.2℃。

2020年2月14日01：00左右，永州市受暖區(qū)降水影響，雙牌、藍山等縣區(qū)出現(xiàn)冰雹、短時強降水等強對流天氣，并伴有南風加大過程，雙牌極大風速15.7 m/s，藍山極大風速14.5 m/s。隨后受強冷空氣影響，15日大部分縣區(qū)出現(xiàn)了4～6級偏北風、局地出現(xiàn)了7～8級偏北大風，最大風速出現(xiàn)在冷水灘區(qū)19.3 m/s，為8級。

2020年2月14日20：00～15日08：00大部分縣區(qū)出現(xiàn)了雷電;14日08：00～16日08：00，全市普降中到大雨局地暴雨，累積雨量大于50 mm的有116站次，大于25 mm的有339站次。最大降雨出現(xiàn)在東安的蘆洪市，為107.1 mm，最大小時雨強為48.2 mm;15日08：00～16日08：00，部分縣區(qū)出現(xiàn)了小雨夾雪或雪，高寒山區(qū)出現(xiàn)了冰凍;16日08：00全市各縣氣溫在1℃～4℃之間，高寒山區(qū)在0℃以下，其中陽明山為-9.1℃，竹林-4.1℃。

2 寒潮形成原因

2.1 大尺度環(huán)流背景

500 hPa中高緯呈兩槽一脊型，2020年2月12日20：00新西伯利亞附近出現(xiàn)阻高，暖中心為-24℃。隨后阻高前橫槽不斷加深南落，14日08：00橫槽深入中國西北部地區(qū)，槽后冷平流有利于冷空氣堆積，中緯度階梯槽引導冷空氣逐漸南下。冷渦中心強度，500 hPa達-40℃，700 hPa達-24℃，850 hPa達-20℃。隨后橫槽轉豎，與中低緯度槽結合，引導冷空氣向南爆發(fā)，出現(xiàn)寒潮天氣。

2.2 中低層形勢

2020年2月14日20：00前西南氣流強烈發(fā)展，最大為20 m/s（圖2），從而使冷空氣南下的速度減緩，地面升溫明顯，有利于加大降溫幅度。

2.3 地面回暖情況

2020年2月13日地面暖低壓發(fā)展，氣溫回暖明顯，且14日仍然維持，永州市處于低壓暖倒槽中，13日地面最高氣溫達25℃～26℃。

2.4 地面冷高壓

此次過程地面冷高壓中心強度達1 067.5 hPa，且穩(wěn)定維持。南下影響中國為西北路徑，移動速度快，降溫明顯。

3 雨雪相態(tài)分析

從永州冷水灘站三線圖可以看出（圖3），冷空氣自2020年2月15日02：00左右開始影響永州，氣溫驟降，氣壓升高;15日08：00，地面溫度降至7℃，出現(xiàn)雨夾雪天氣;15日14：00，氣溫降至4.4℃，出現(xiàn)純雪天氣，此后永州市自北向南個別縣區(qū)亦先后出現(xiàn)了雨夾雪或純雪天氣。但本次雨夾雪天氣只維持了14 h，且具有分散性，沒有形成區(qū)域性降雪過程。據(jù)統(tǒng)計，全市只有北部冷水灘、零陵、雙牌三縣區(qū)以及南部江華縣出現(xiàn)了雨夾雪或純雪天氣。湘中以南地區(qū)出現(xiàn)雨雪天氣的站點亦呈現(xiàn)分散性、間歇性。

因雨雪主要出現(xiàn)在15日白天，故分析15日08：00距離永州市較近的郴州及桂林站探空曲線（圖4）可以看出，15日08：00郴州站地面溫度9℃，無明顯冷墊，逆溫層淺薄，位于925～850 hPa高度。不符合凍雨（冰晶層-暖層-冷層）發(fā)生發(fā)展機制，又因整層溫度較高，亦不符合純雪產(chǎn)生條件[5]。故而即使隨著冷空氣繼續(xù)南下，溫度有所下降，湘南并沒有出現(xiàn)大范圍雨雪以及冰凍天氣。桂林站無逆溫層，濕層深厚，500 hPa高度以下溫度露點差在0～2℃之間，降雨條件滿足。

本次過程，湘北岳陽市降雪明顯，全市均有純雪現(xiàn)象，范圍廣、持續(xù)時間長。分析岳陽市附近長沙站15日08：00探空曲線得出（圖4），地面溫度在4℃左右，溫度降至0℃時高度在925 hPa，冷墊深厚，岳陽大部出現(xiàn)純雪現(xiàn)象;925～850 hPa存在逆溫層，雖然厚度在1～2 km，但高度偏低，不滿足凍雨形成機制，故沒有明顯凍雨現(xiàn)象。

分析永州市冷水灘站以及岳陽市本站各層溫度折線圖（圖5）。因岳陽緯度高于冷水灘，各層溫度相對低于冷水灘。15日08：00后，岳陽站除地面外，各層溫度均在0℃以下，冷層維持時間長，反觀冷水灘站只在16日08：00前后出現(xiàn)短時間各層溫度在0℃以下情況，故而岳陽純雪時間久于冷水灘。925 hPa高度岳陽站始終處于-6℃以下溫度，本層溫度均與地面、850 hPa層溫度有較大溫差，溫度直減率遠大于冷水灘站，冷層深厚，層結不穩(wěn)定，積雪范圍遠大于冷水灘。冷水灘地面溫度最低在3℃左右，岳陽地面溫度最低在1℃左右，純雪在岳陽有積雪現(xiàn)象，但冷水灘無積雪現(xiàn)象。

以上分析可以看出，有冷空氣影響且降水條件滿足時，分析各層溫度、探空曲線、冷墊厚度、逆溫層高度、厚度、地面溫度等各要素對于判斷雨雪的相態(tài)有很重要的指示作用。今后需總結多次雨雪過程的溫度指標，以達到更好的分析雨雪相態(tài)結果。

4 小結

（1）中高緯呈兩槽一脊型，新西伯利亞附近有阻高，阻高前橫槽不斷加深南落，槽后冷平流不斷有冷空氣堆積，冷渦中心強度500 hPa達-40℃，隨后橫槽轉豎，引導冷空氣向南爆發(fā)，出現(xiàn)寒潮天氣。（2）中低層西南氣流強烈發(fā)展，地面升溫迅速，有利于加大降溫幅度。（3）地面暖低壓發(fā)展，氣溫回暖明顯，永州市處于低壓暖倒槽中。（4）有冷空氣影響且降水條件滿足時，分析各層溫度、探空曲線、冷墊厚度、逆溫層高度、厚度、地面溫度等各要素對于判斷雨雪的相態(tài)有很重要的指示作用。今后需總結多次雨雪過程的溫度指標，以便更好地分析雨雪相態(tài)結果。

參考文獻

[1] 牛若蕓，喬林，陳濤，等.2008年12月2—6日寒潮天氣過程分析[J].氣象，2009，35（12）：74-82.

[2] 陳豫英，陳楠，邵建，等.2008年12月兩次寒潮天氣對比分析[J].氣象，2009，35 （11）：29-38.

[3] 于波，李桑，黃富祥，等.2016年1月京津冀地區(qū)連續(xù)性寒潮事件對比分析[J].干旱氣象，2019，37（6）：954-963.

[4] 陶亦為，代刊，董全.2016年1月寒潮天氣過程極端性分析及集合預報檢驗[J].氣象，2017，43（10）：1176-1185.

[5] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理和方法[M].北京：氣象出版社，2000.

責任編輯：黃艷飛