商洛市一次晚霜凍天氣過程分析

郭莉　康曉甫

摘要 利用常規觀測資料、衛星云圖及物理量場資料，應用天氣動力診斷分析方法，對2013年4月4～6日商洛市一次晚霜凍過程分析。結果表明，此次晚霜凍是在前期降水及氣候偏暖的背景下發生的 ，由高空冷平流和夜間晴空輻射降溫形成的混合型霜凍；前期500 hPa暖脊發展明顯，地面升溫迅速，后期大槽冷鋒東移南下，冷空氣暴發；強盛的冷平流和地面暖倒槽，為降溫提供了有利的溫度條件。

關鍵詞 混合型霜凍；天氣動力；環流形勢；物理量

中圖分類號 S425 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）20-224-03

Abstract Dynamic diagnosis to a late frost event happened in Shangluo from April 4-6， 2013 was performed using data from conventional observations， satellite images and physics data. The results indicate that the late frost was mixed frost formed by cold advection and nighttime clear sky radiation cooling， occurring the background of preliminary rainfall and warmer climate. In the earlier stage， 500hpa warm ridge developed obviously， surface temperature increased rapidly. In later period， cold air outbroke after big trough and cold front moved eastward. Strong cold advection and warm inverted trough provided favorable temperature conditions for cooling.

Key words Mixed frost； Weather power； Circular situation； Physical quantity

霜凍是地面的溫度突然下降到農作物生長溫度以下時農作物遭受凍害的現象，一般將當日最低氣溫<2 ℃作為霜凍的溫度指標[1]。霜凍以秋季早霜凍和春季晚霜凍帶來的危害最為嚴重，春季晚霜凍是在溫度回升后、作物生長發育迅速時期遇到強降溫而引起的凍害，對農作物影響嚴重[2]。近年來許多學者對晚霜凍進行研究，并取得了一定的成果[2-5]，如魯坦等研究發現超極地路徑的冷空氣經寒潮關鍵區后入侵河南，與后期補充南下冷空氣共同作用，更易給豫西北、豫西帶來強降溫、霜凍害天氣[2]；晚霜凍與冷空氣、天空狀況（云、雨、雪、霧等）、冬小麥生長發育特征、前期土壤墑情、地形地理分布等有關[4]。陳少勇等分析了西北地區晚霜凍結束日的氣候變化特征及其影響因子，結果表明影響西北地區晚霜凍的環流特征量主要有北非副高和極渦，與北非副高呈負相關，與極渦呈正相關；近10年晚霜凍結束偏遲的原因可能與極渦面積增大和北非副高面積減小有關[3]。筆者在此利用Micaps常規觀測資料、衛星云圖和物理量場資料，應用天氣學分析和診斷分析，從環流形勢、天氣要素特征等方面，對2013年4月商洛市一次晚霜凍天氣進行分析，以期為今后的霜凍天氣預報提供科學依據。

1 天氣實況

受高空槽及較強冷平流影響，2013年4月4～5日商洛地區出現短時大風（商州區13.7 m/s）和降水。總降水量10 mm，最低氣溫由11.3 ℃下降至8.7 ℃。6日凌晨天氣逐漸轉晴，最低溫度下降至0.7 ℃，全市日最低氣溫低于0 ℃的有83個鄉鎮。高空冷平流和輻射降溫共同作用，造成商洛市大部出現霜凍。霜凍天氣主要影響中北部高寒山區核桃幼芽、花序、柱頭，導致商州、柞水、洛南及北部高寒山區核桃大面積受災，部分果園絕收，淺山區核桃嫩葉受凍，造成核桃大量減產。從氣候背景上看，前期氣溫一直比歷年同期偏高，尤其3月平均氣溫達10.9 ℃（比常年同期偏高3.2 ℃），高溫背景下商洛核桃開花期普遍提前一周左右，抵御凍害能力減弱，突然出現的霜凍造成較嚴重的凍害。

2 環流形勢分析

2.1 500 hPa環流形勢

分析此次過程的環流形勢發現，此次過程為冷槽東移引導冷空氣南下。4月2～3日為冷空氣堆積期，500 hPa歐亞中高緯為兩槽一脊，烏拉爾山阻塞高壓發展迅速，新疆至東北為寬廣的槽區，極地地區有一冷渦。烏山阻高脊前西北氣流引導冷空氣南下，不斷在新疆北部堆積，逐漸形成冷槽，3日20：00新疆冷槽配合有-36 ℃冷中心（圖1a）；阻高西部有明顯的暖平流，在暖平流作用下，阻高向北發展，脊前西北氣流大大加強，冷平流也加強，隨著阻高東移南壓，槽前負變高加大。4日低槽南壓帶動鋒區南下（圖1b、c），造成陜西4日強降溫；5日08：00（圖1d），極地冷空氣南下，沖擊阻高，阻高崩潰，河套至東北的北支鋒區與長江以南的南支鋒區同位相疊加，引起我國上空經向環流加強，引導北方冷空氣迅速南下；6日08：00陜西處于經向度較大的脊前偏北氣流中，冷槽移出，低層陜西上空為一致的偏北氣流控制，降溫過程結束。

2.2 700和850 hPa環流形勢

700和850 hPa 3日20：00陜西受暖脊控制，商洛升溫顯著，700 hPa切變線位于陜西西部，切變線右側有偏南氣流發展。后期隨著冷空氣南壓，切變線東移南壓，出現降水。

2.3 地面形勢

這次過程中高壓中心分2次南下影響商洛，冷空氣分別從西北路、北路入侵。從海平面氣壓場形勢變化可以看到，4月3日08：00冷高壓中心位于巴爾喀什湖附近，冷中心強度達1 037.5 hPa，冷鋒位于河套北部內蒙境內，冷高壓東移過程中，擴散的冷空氣不斷在青海北部堆積（圖2a）；4日08：00（圖2b），冷高壓中心移至貝加爾湖西南部，青海地區的冷空氣顯著加強，冷鋒南壓至河套西部。3日08：00～4日08：00，陜西受暖倒槽控制，地面增溫明顯；暖平流使得鋒面兩側溫度梯度加大，有利于冷鋒加速南下，同時形成大風天氣。4日20：00（圖2c），青海有閉合冷中心形成，位于貝湖北部的冷中心也加強南壓，后期兩股冷空氣合并加強，影響陜西；此時冷鋒已入侵倒槽，其猛烈加強，南下速度加快，南下的冷空氣與西南暖濕氣流交綏，商洛出現降水天氣，降水及冷鋒使得地面溫度快速下降。5日08：00（圖2d），冷高壓中心位于新疆東北部，冷中心為1 042.5 hPa，商洛24 h變壓均在10 hPa以上，24 h降溫最大為11 ℃。5日20：00之后，整個陜西逐漸受冷高壓控制，天氣轉晴，地面輻射降溫加強，6日早晨出現最低溫度極值。