2022年1月1日寒潮天氣過(guò)程分析

賀永平，李 悅，冶生霞

1.青海省玉樹(shù)州氣象局，青海玉樹(shù) 815000；2.青海省海南州氣象局，青海共和813000

1 天氣實(shí)況

2021年12月31 日09:00~2022年1月1日09:00，玉樹(shù)地區(qū)出現(xiàn)一次低槽東移型寒潮天氣過(guò)程，并伴有大范圍大風(fēng)天氣。

此次寒潮天氣的特點(diǎn)如下：（1）影響范圍廣，除北部偏北地區(qū)（曲麻萊、治多部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)），玉樹(shù)地區(qū)87站共有77站次達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)；（2）降溫強(qiáng)度大，過(guò)程最低氣溫在-17.4℃~-38.7℃，共計(jì)27站次日最低氣溫下降至-30℃以下，最低氣溫達(dá)-38.7℃（稱多珍秦鎮(zhèn)永郎達(dá)），最大24 h降溫幅度達(dá)18.1℃（玉樹(shù)巴塘鄉(xiāng)上巴塘村）；（3）降溫幅度呈現(xiàn)南強(qiáng)北弱態(tài)勢(shì)；（4）此次寒潮天氣伴隨大范圍大風(fēng)天氣，共計(jì)60站次達(dá)到大風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，最大風(fēng)速達(dá)25 m/s（雜多昂賽鄉(xiāng)政府）；（5）伴有弱的降雪天氣，但降雪過(guò)程不明顯。

2 寒潮成因

2.1 環(huán)流背景及影響系統(tǒng)

此次寒潮天氣過(guò)程前期，2021年12月30日08:00 500 hPa中高緯度環(huán)流形勢(shì)為兩槽一脊型（圖1）；西伯利亞有一冷中心，中心強(qiáng)度達(dá)-46℃，低渦伴隨強(qiáng)的冷中心（圖2b）。12月31日08:00冷中心持續(xù)維持，達(dá)-48℃，說(shuō)明有強(qiáng)冷空氣再次堆積。位于巴爾喀什湖至貝加爾湖低槽東移并分裂下滑短波槽，引導(dǎo)冷空氣南下，從而影響青海大部。受低槽后西北氣流和冷溫槽影響，在青海西部有一冷中心，中心值達(dá)-28℃。玉樹(shù)地區(qū)為偏西風(fēng)，風(fēng)速10 m/s，且強(qiáng)冷平流明顯。2021年12月31日20:00，冷中心東移至青海東部，玉樹(shù)地區(qū)為偏西風(fēng)，風(fēng)速16 m/s。2022年1月1日08:00，冷 中心持續(xù)影響玉樹(shù)地區(qū)。1月1日20:00，玉樹(shù)地區(qū)轉(zhuǎn)為槽后西北氣流控制，冷平流減弱。此高空形勢(shì)表明冷空氣有堆積，具備了寒潮暴發(fā)的首要條件[1]。

圖1 2021年12月 31日08:00 500 hPa高空形勢(shì)場(chǎng)

此次寒潮天氣的降溫幅度、影響范圍與寒潮冷鋒和地面冷高壓的強(qiáng)度和移動(dòng)路徑有密切聯(lián)系。過(guò)程前期，新疆地區(qū)地面有1 052.5 hPa冷高壓穩(wěn)定維持，說(shuō)明前期已經(jīng)有冷空氣堆積，并不斷分裂冷高壓分裂南下，影響青海地區(qū)。從地面冷鋒路徑可知（圖2a），12月30日08:00，東路、西路兩股冷空氣已經(jīng)影響青海北部；12月30日20:00，冷空氣蔓延上高原，逐漸南壓影響玉樹(shù)地區(qū)；12月31日00:00，玉樹(shù)地區(qū)最大24 h變壓達(dá)90 hPa（囊謙），后期逐漸減小，冷空氣影響逐漸結(jié)束。

圖2 2021年12月29日08:00~31日08:00冷高壓和冷鋒移動(dòng)路徑（a）冷中心移動(dòng)路徑（b）

2.2 前期增溫分析

此次寒潮過(guò)程前期，青海省由于受暖脊控制，溫度場(chǎng)的環(huán)流背景有利于前期聚集能量。從12月29日14:00（圖3a）、12月30日14:00（圖3b）地 面溫度24 h變幅可以看出，達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程前期，玉樹(shù)地區(qū)有明顯升溫，其中玉樹(shù)本站升溫幅度最大，達(dá)到了10℃。由于前期升溫明顯，使得后期降溫空間充足。

圖3 2021年12月29日14:00地面氣溫24 h變溫（a）和12月30日14:00地面氣溫24 h變溫（b）

2.3 寒潮大風(fēng)成因

從12月31日08:00 500 hPa溫度場(chǎng)和高空填圖的配置可以看出（圖4a），玉樹(shù)地區(qū)冷溫槽明顯，槽后高空西北氣流強(qiáng)盛，從風(fēng)場(chǎng)和等溫線的配置來(lái)看，風(fēng)與等溫線的夾角大，表明有強(qiáng)的冷平流存在，強(qiáng)冷平流不僅會(huì)造成氣溫驟降，還會(huì)使地面氣壓場(chǎng)變強(qiáng)，地面氣壓梯度和氣壓梯度增大，促使地面風(fēng)場(chǎng)發(fā)展，所以冷平流越強(qiáng)，風(fēng)力越大[2]。12月31日08:00玉樹(shù)探空站可以看出（圖4b），低層400~500 hPa風(fēng)隨高度逆轉(zhuǎn)，有冷平流；高層200~400 hPa風(fēng)速大，高空動(dòng)量下傳強(qiáng)，因而使地面風(fēng)速加大。

圖4 2021年12月31日08:00 500 hPa溫度場(chǎng)+高空填圖（a）和12月31日08:00玉樹(shù)探空?qǐng)D（b）

2.4 輻射降溫顯著

從衛(wèi)星紅外云圖來(lái)看，12月31日玉樹(shù)地區(qū)有大范圍云系覆蓋，1月1日08:00玉樹(shù)大部天氣放晴，無(wú)明顯云系，有利于輻射降溫。以玉樹(shù)站為例，白天各時(shí)次云系較厚，氣溫變化幅度??；至夜間，云系東移減少，氣溫開(kāi)始明顯降低。

2.5 寒潮降水不明顯成因

一方面，動(dòng)力條件不足。玉樹(shù)地區(qū)降水天氣的主要水汽輸送系統(tǒng)為南支槽，南支槽前西南暖濕氣流為降水天氣過(guò)程提供充足的水汽條件和動(dòng)力條件[3]。在此次寒潮天氣過(guò)程中，南支槽偏北，沒(méi)有西南水汽輸送至玉樹(shù)地區(qū)，對(duì)降水無(wú)明顯貢獻(xiàn)。

另一方面，水汽條件不足。從12月31日08:00 500 hPa高空?qǐng)D可以看到，玉樹(shù)地區(qū)受高空槽后西北氣流影響，T-Td=6℃，T=-22℃，地面水汽條件差（Q＜1℃），局地水汽對(duì)降水貢獻(xiàn)較小。從12月31日08:00玉樹(shù)站探空?qǐng)D可以知道，400~500 hPa有濕層，但濕層較為淺薄。因此，此次寒潮天氣過(guò)程降水不明顯的原因是動(dòng)力條件不足，且水汽輸送和局地水汽較差。

3 小結(jié)

（1）此次寒潮天氣過(guò)程范圍廣，玉樹(shù)地區(qū)87站共有77站次達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)；降溫強(qiáng)度大，過(guò)程最低氣溫在-17.4℃~-38.7℃，共計(jì)27站次，日最低氣溫下降至-30℃以下，最低氣溫達(dá)-38.7℃，最大24 h降溫幅度達(dá)18.1℃；降溫幅度南強(qiáng)北弱；伴隨大范圍大風(fēng)天氣，共計(jì)60站次達(dá)到大風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，最大風(fēng)速達(dá)25 m/s；伴有弱的降雪天氣，但降雪過(guò)程不明顯。

（2）此次為低槽東移型寒潮天氣過(guò)程。玉樹(shù)地區(qū)受巴爾喀什湖至貝加爾湖低槽東移并分裂下滑短波槽影響，低渦伴隨強(qiáng)的冷中心；過(guò)程前期冷空氣在寒潮關(guān)鍵區(qū)有堆積，地面冷高壓不斷分裂小高壓南下；強(qiáng)冷平流和輻射降溫也對(duì)玉樹(shù)地區(qū)強(qiáng)降溫產(chǎn)生較大影響。

（3）此次寒潮天氣過(guò)程受高空冷平流及動(dòng)量下傳影響，出現(xiàn)大范圍大風(fēng)天氣，但由于動(dòng)力條件和水汽條件較差，降水過(guò)程不明顯。