閆瑞琪 劉詩韻
(烏蘭察布市氣象局內蒙古集寧012000)
生態背景下“超級寒潮”個例分析
閆瑞琪劉詩韻
(烏蘭察布市氣象局內蒙古集寧012000)
2016年1月受南下極渦影響,出現了大范圍的全國性寒潮天氣,本次寒潮天氣在烏蘭察布市以降溫寒潮為主。利用常規氣象觀測資料,從天氣環流形勢的演變過程及各種物理量變化對此次寒潮過程的成因進行具體分析。結果表明:此次寒潮天氣過程出現在烏拉爾山高壓脊強烈發展的背景下,脊前的偏北風攜帶冷空氣,被橫槽阻擋使不斷堆積,同時與南下極渦共同作用,使冷空氣的勢力不斷加強。由于烏拉爾山高壓脊發展強盛,導致這次寒潮天氣持續時間長,同時橫槽南壓及極渦南下罕見達到渤海附近。配合了新疆北部冷高壓堆積加強,中心強度達到1060hPa,且中心控制范圍不斷擴大。強盛的冷平流是造成這次寒潮氣溫驟降且降溫幅度大的主要原因。大風的形成與冷平流的影響有關,同時也與高空的動量下傳有密切關系。
寒潮;極渦;冷高壓;阻塞高壓;橫槽
寒潮是我國冬春季嚴重的災害性天氣之一,是一種大規模的強冷空氣活動過程。寒潮天氣的主要特點是劇烈降溫和大風,有時還伴有雨、雪、雨凇和霜凍等,會給工農業生產、交通運輸、電力、人類健康等造成不利影響。烏蘭察布市地處內蒙古自治區中部,擁有耕地84.9×104hm2,草地343.5×104hm2。畜牧業、農業是烏蘭察布市的主要產業,至今畜牧業仍以放牧為主,極易遭受災害天氣的影響。寒潮天氣的產生,會使牲畜受凍而死,或因天氣寒冷無法外出覓食而挨餓。同時寒潮天氣往往伴隨著大風、降雪,這就會造成暴風雪天氣,暴風雪的出現會使公路、鐵路等交通運輸設施出現中斷,甚至停運。所以說寒潮對社會經濟發展和人民生活有著重大影響,及時準確的做好寒潮天氣預報至關重要。本文利用常規氣象資料,對2016年1月21日~23日寒潮天氣過程進行分析和總結,為今后寒潮天氣的預警和防御提供參考依據。
受“超級寒潮”影響,2016年1月21日~23日烏蘭察布市出現一次入冬以來強度強、范圍廣、持續時間長的一次寒潮天氣,并伴有大風和陣雪天氣。這次降溫主要以持續降溫和幅度大為特點。
21日夜間降溫逐漸開始,23日氣溫降到最低。22日48h降溫幅度為8℃~10℃,23日72小時有9個觀測站降溫幅度為11℃~14℃。其中四子王旗、商都縣、化德縣、集寧區4個站日最低氣溫超過極端低溫閾值。本次過程同時伴隨大風和分布不均的陣雪天氣,23日商都縣、化德縣、集寧區、興和縣4個站風速為12.3 m/s~14.3m/s,風力6級,達大風標準;其中商都縣、化德縣兩站瞬時極大風速為20.2 m/s、18.8 m/s。

表1 檢測站點測試結果
2016年1月初,強盛的暖濕氣流霸占了北極,導致冷空氣無處可去,被迫在西伯利亞囤積加強,“超級寒潮”在醞釀。醞釀著的寒潮天氣從1月20日開始逐步影響我國,后期大舉南下,其所到之處無處不創新低,導致廣東、廣西等地都迎來了“活久見”的降雪天氣。
從高空形勢上看,整個環流形勢為一槽一脊。從1月中旬開始,烏拉爾山高壓脊就開始北挺加強,環流的經向度明顯加大,脊前的偏北氣流引導冷空氣向南輸送。冷渦和橫槽也開始建立,直到下旬達到最強,500 hPa冷渦中心達到-48℃,700hPa、850hPa也分別達到-36℃和~32℃。500hPa、700hPa和850hPa分別受西北氣流控制,且溫度場落后于高度場,說明系統仍在加強。
從地面形勢上看,在新疆北部烏拉爾山附近有中心為1060 hPa的冷高壓形成,前期冷高壓穩定少動,積聚力量等待爆發。1月21日20時開始東移南壓,且控制范圍擴大。在冷高壓南壓過程中,烏蘭察布市始終受1052.5 hPa等壓線控制,在23日受1060 hPa等壓線控制,此時全市最低溫度降到最低。烏蘭察布市處于地面冷鋒后部,等溫線密集,利于產生大風天氣。
3.1地面要素分析
從集寧單站地面三線圖看出,烏蘭察布市從21日午后開始氣溫下降,同時氣壓上升明顯,達到35hPa。氣壓在22日、23日上升到最高值。說明22日之后強盛的冷高壓已經控制烏蘭察布。
3.2溫度平流分析
從溫度平流場看出,從500hPa到850hPa整層都是明顯的冷平流區,21日20時850hPa冷平流中心區強度達到了-40℃×10-5℃/s,烏蘭察布市均在≤-30℃×10-5℃/s范圍控制,表明冷空氣勢力較強,利于強寒潮過程的爆發與發展。
強盛的暖濕氣流霸占了北極,導致冷空氣無處可去,最終無處可去的冷空氣被迫在西伯利亞囤積加強。
烏拉爾山高壓脊北挺加強,高壓前沿不斷有冷空氣下滑,橫槽對冷空氣堆積。最終強盛的冷空氣導致500hPa橫槽南壓及北極極渦南下。新疆北部的冷高壓堆積加強,中心達到1060hPa。整層冷平流明顯,且存在中心風速≥40m/s的高空急流。
[1]朱乾根,林錦瑞,壽紹文,等.天氣學原理和方法析.
[2]顧潤源.內蒙古自治區天氣預報手冊.