奎屯墾區近10年寒潮特征及變化趨勢分析

王妮妮

（兵團第七師氣象局，新疆 奎屯 833200）

奎屯墾區近10年寒潮特征及變化趨勢分析

王妮妮

（兵團第七師氣象局，新疆 奎屯 833200）

奎屯墾區每年9月進入秋季，前秋（10月上旬以前）為秋高氣爽，天氣較為穩定，從大范圍的環流背景上講，此時南支鋒區繼續向南撤退，北支鋒區從高緯度逐漸南下，但從未到達墾區上空，墾區此時處在南北兩支鋒區沒有明顯影響的“空檔”之中。本文利用第七師中心氣象站2005—2014年近10年的寒潮氣象觀測資料，對奎屯墾區的寒潮特征及變化趨勢進行分析研究，對準確及時預警寒潮天氣具有一定指導意義。

寒潮特征；變化趨勢；分析

1 寒潮長期預報要點

新疆兵團奎屯墾區位于天山北麓準噶爾盆地西南，地處東經83°28′～85°27′，北緯44°18′23″～45°0 6′20″，屬于北溫帶干旱區，有著典型的大陸性氣候特征。

每年10月中旬以后，北支鋒區向南活動范圍已伸展到北緯45o附近，歷年10月中下旬是該地區的霜凍、初雪、結冰、氣溫越過0℃線的平均日期，也是初寒潮來臨的關鍵期，因此，寒潮預報也要隨著季節的轉換而轉換，密切注視這一時期師中心氣象站要素的反常變化。

近10年奎屯墾區寒潮入侵都發生在穩定積雪的形成和土壤封凍這一時期內，一般在11月中旬，每年12月下旬至1月上旬有一次強寒潮入侵。此后，奎屯墾區進入嚴冬，個別年份強寒潮會推遲到1月下旬，不管推遲與否，著眼點必須放在在這一時期內。隨著時間的推遲，2～3月份北支鋒區開始逐漸自南向北撤退，4月中下旬的著眼點是注意每年寒潮的侵襲，這段時間也是歷年平均晚霜出現的時期。

2 寒潮中期預告思路

寒潮長期預告的要點放在了北支鋒區位置的氣候變動規律上，寒潮中期的預告思路則建立在北支鋒區上槽脊的新生，這與受大氣環流制約的天氣

系統的時間和空間尺度有一定的關系，單站的氣壓、氣溫等要素的時空變化，在一定程度上也能客觀的反映出當時環流的演變狀態。從預告實踐中可知，這種寒潮入侵前的環流演變狀態，從單站要素的時空變化出發，寒潮入侵前5天已經明顯的顯現出來了。如在近10年平均寒潮爆發的時段內，師中心氣象站連續升溫和降壓，P、T曲線振幅加大，也足以反映奎屯墾區上游的環流的經向度加大，抓住這種5 d的中期異常變化現象，大體能確定是否有寒潮入侵。若P、T曲線的升降幅度連續變化到寒潮入侵前的平均臨界值的范圍內，這種時空變化狀態，為5～7 d“潛伏”期。一般情況下，初寒潮的P曲線臨界值為1 005.0～1 010.0 hPa，第二次寒潮P曲線臨界值為1 012.5～1 015.0 hPa，12月下旬至元月上旬P曲線強寒潮臨界值為1 007.5～1 010.0 hPa。有時寒潮入侵前的P數值變化或低于此數或高于此數。

3 寒潮短期預告指標

當中期寒潮預告的要素變化進入“潛伏”期后，短期的重點是抓住入侵的時間、降溫強度、風力級數和天氣現象等。不同季節，寒潮入侵前的氣溫、氣壓變化的最高值和最低值，即警戒線是不同的[1-2]，對本地多年來寒潮入侵前氣壓最低值、氣溫最高值的統計，發現最低最高值超過警戒線越多，反映出這次寒潮越強。一般情況下，師中心氣象站氣壓最低點出現的時間可以視為寒潮入侵的時間指標。在冬季寒潮入侵前的“潛伏”期內，師中心氣象站降壓≥20 hPa時，未來入侵的冷高壓中心的強度可達1 060.0 hPa以上，本站降壓18～20 hPa時，冷高壓中心的強度可達1 055.0 hPa，降壓≥16 hPa時，冷高壓中心的強度可達1 045.0～1 050.0 hPa，降壓≥10 hPa時，冷高壓中心的強度可達1 040.0 hPa，由此可知，在“潛伏”期內的降壓幅度與入侵的冷高壓的強度是成正比關系，春秋兩季也符合上述關系，只是強度較弱。用“潛伏”期內的降壓幅度可以確定未來入侵的冷高壓中心強度，有了冷高壓的中心數值，就比較容易確定未來的降溫強度。當預告確定入侵的冷高壓中心數值達1 060.0 hPa時，這一地區最低氣溫可報-30℃以下；中心數值達1 055.0 hPa時，最低氣溫可報-25℃以下；中心數值達1 050.0 hPa時，最低氣溫可報-20℃以下；中心數值達1 045.0 hPa時，最低氣溫可報-15℃以下；中心數值達1 040.0 hPa時，奎屯墾區最低氣溫可報-10℃以下。

對大風的預告在實踐中是這樣考慮和應用的：在寒潮入侵前的“潛伏”期內每當氣壓數值下降2 hPa，入侵時大風升1級，如入侵前降壓有10 hPa，未來風力預告5級……降壓16 hPa時，風力預告7～8級，降壓＞20 hPa時，預告風力9～10級。起風時間正是氣壓從最低點抬頭返升的時間，終止時間是升壓曲線達到入侵前降壓曲線2/3處高度，預告大風終止時間還可用△P1、△P2、△P3的升壓速度計算，基本上是比較準確可用的。同樣可用師中心氣象站△P24的下降速度推算寒潮主體系統運動的快慢，在一般情況下△P24=-（7～8）hPa時，表明高空系統每天以6～7個緯距的速度東移，用此方法根據氣壓的警戒線值和△P24的降壓速度反推某一時刻寒潮系統與本站之間的距離和它前進的速度。當日常業務中聽到區臺預告有寒潮入侵，但師中心氣象站觀測沒有什么變化，工作人員認為它能客觀地反映國外寒潮主體系統的運動狀態，因此，工作人員在立足于師中心氣象站要素變化的基礎上，對區臺進行訂正。師中心氣象站氣壓不降，平穩地維特某一水平上，反映國外寒潮主體系統狀態具有兩種可能性，一種是寒潮主體系統似乎要動，由于某種原因停留原地，另一種是入侵的寒潮系統的地理位置偏北，對本地無直接影響。

還有一種是根據本站要素的變化指標，確定要入侵或已入侵的寒潮，則要更加密切關注本站氣壓的變化。因地形關系，寒潮主體系統即使影響本地，也不一定是一舉而入之，有時主體停留在國外，一部分冷空氣是從有利地形滲入進來，也會造成局部短時間的升壓、大風和天氣現象。從表面上看是入侵了，也報對了，但是氣壓并非一口氣上升到應有的高度，風力也沒有達到應有的級數，這時氣壓穩定不升，有時返降，實踐多次證明，這時寒潮主體系統還停留在國外，必須隨時注意氣壓的動向，不能被上述現象擾亂預告思路，還要繼續報大風，降溫和天氣現象，這是日常所碰到的“漏氣”型寒潮。

還有一種寒潮在入侵前，氣壓以緩和的速度下降、氣溫也是緩和的上升，并達到當時的警戒線，此時氣壓并不回升，保持穩定，持續1～2 d，有時持續時間還會更長些，這表明寒潮主體在國境外醞釀、加強或等高空誘導系統下來帶動，遇見這種形勢的拖延，對預告入侵時間不好下決心，根據歷年類似氣壓曲線分析，發現盡管氣壓保持在一個很低的水平線上，若在某一時刻，突然有氣壓波在跳躍，就表示寒潮系統開始移動，抓住這種征兆，就會比較準確的預報出來。這類寒潮我們稱為準“U”型，多屬西方路徑。西北方路徑下來的寒潮，師中心氣象站氣壓曲線多呈“V”型，它的速度快，爆發力強，來勢猛，風力大，較準“U”型強烈，對部隊行動，交通運輸，牧業生產有較嚴重的影響。

還要區分另一種非寒潮的降壓升溫過程，每年積雪溶化和首次春雨來臨時期，有一次明顯的升溫降壓過程，單站氣溫、氣壓曲線的演變也達到寒潮入侵前的警戒線上，但沒有天氣入侵，它的變化很容易造成思想上的錯覺，如何去判斷是否有寒潮天氣，是我們每年都會碰到的難題。后經調查此時期是南支鋒區向北開始活動，每年由中亞西亞部伸向北疆的熱倒槽造成的上述假象。若離開天氣圖，用單站要素演變的特征去區分有否寒潮入侵，我們將兩種要素曲線加以比較，找出其異同點，從預告實踐中發現，熱倒槽活動時期的氣壓氣溫曲線，上升下降的趨勢勢是連續的，而且是達1周之久，在P、T曲線上沒有波動干擾，同時本地上空也無云系發展。

對于奎屯墾區這個處在特定的地理位置的單站來講，在抓住寒潮的同時，還必須抓住他的派生系統：陰霧天氣。奎屯墾區冬天半年，即每年的11月至次年的3月這一時期內，每次有寒潮人侵，或強冷空氣入侵所帶來的直接天氣之外，當它的冷高壓主體東移至蒙古人民共和國后，形成東高西低的氣壓形勢場，冷高后部的偏東氣流直入奎屯墾區，造成墾區陰霧天氣。陰霧天氣持續時間的長短，強度的增減，直接與蒙古高壓的穩定與否、加強減弱相關。陰霧天氣開始時間也就是冷高主體達到蒙古的時間，偏東氣流的厚度從地面至2 800 m左右再上高層反為偏西氣流，這種偏東氣流造成的陰霧天氣云層的上層恰恰是天山山區云衫林的生長上限，云層底部正是云杉林生長的下限，位于海拔1 500 m處。地面能見度常在1 000 m附近變化，并有微雪，相對濕度常在85%～100%。陰霧天氣持續時間，最短2～3 d，平均5～7 d，最長連續時間可超過半個月，師中心氣象站要素預告陰霧天氣加強減弱的過程，實質上是預告蒙古冷高壓主體的加強、減弱移走的過程。

4 小結

（1）為了提高單位寒潮預報的準確率，要堅持寫寒潮天氣日記，著重在于師中心氣象站要素的演變規律上找指標，盡力做到用單位要素測報寒潮性天氣，并總結寒潮來臨前2～3 d以及當前云系演變的特點、升溫猛烈程度。（2）陰霧天氣的產生是寒潮或強冷空氣不直接入侵本地，而是從北疆北部或國外直接達到蒙古，也同樣可以造成奎屯墾區的陰霧天氣，這也是每年冬季常見的氣象。因此，對師中心氣象站而言在預報寒潮的同時，還要預報陰霧天氣，這也是我們預報的重點之一。（3）在陰霧天氣過程中，若師中心氣象站氣壓繼續緩慢上升，云系自東向西推移，云層反光性減弱，水平能見度降低，濕度不減，表明陰霧天氣在加重。（4）在陰霧天氣過程中，若師中心氣象站氣壓停止上升，或開始下降，云層停止向西移動、云層變薄，能見度提高、濕度減小等現象出現，則表明陰霧天氣減弱。

[1]章國材，矯海燕，李延香，等.現代天氣預報技術和方法[M].北京：氣象出版社，2007.

[2]張家寶.新疆短期天氣預報指導手冊[M].新疆：新疆人民出版社，1986.

2016—06—08