烏蘭察布市一次寒潮天氣過程分析

于文英 張韜 常永旺 陳杰

烏蘭察布市氣象局

烏蘭察布市一次寒潮天氣過程分析

于文英 張韜 常永旺 陳杰

烏蘭察布市氣象局

利用常規高、低空，地面觀測資料，應用天氣學分析和診斷方法，結合內蒙古冬季寒潮預報指標，對2014年冬季烏蘭察布1次寒潮天氣從天氣實況、環流背景、天氣成因等方面進行了分析。結果表明：西伯利亞大低壓發展盤踞造成強冷空氣源，它南壓至冷槽的形成是爆發寒潮的前提條件；槽前正的渦度平流，槽線上強烈的冷平流，地形作用，使冷槽加深東移，引導地面冷高壓加強并東移南壓，影響全市；強烈的垂直運動，冷空氣下沉運動加強，低層風場加強，高空動量下傳，較強的氣壓梯度，強冷平流作用，造成大風天氣。

寒潮 大風 天氣成因

一、天氣概述

2014年11月10日～12月1日，在烏蘭察布市出現了全市范圍的寒潮、大風天氣，最低氣溫出現在中旗，為-23.7℃；同時有9個旗縣站出現了大風天氣。這次寒潮、大風天氣，在本市歷史上是少見的。

表1 寒潮出現時各旗縣降溫幅度及12月1日最低氣溫

表211 月30日和12月1日各旗縣出現極大風速值

二、寒潮天氣過程分析

1.冷空氣源地和冷空氣堆的形成

此次寒潮過程的爆發，冷空氣源要追溯到過程爆發的前10天，11月21日08時（北京時，下同）500hPa亞歐圖上，西伯利亞至東亞是一大低壓，在貝湖以東至我國東北部地區為東亞大槽。之后的幾日仍維持這一形勢，大低壓和冷空氣在這一地區不斷打旋、堆積加強。

到27日08時，45°N以北地區環流呈倒Ω型，烏拉爾山至貝加爾湖地區為寬廣低壓帶，新地島以南地區和鄂霍次克海北部地區各為一高壓區，45°N以南地區為平直偏西氣流并有小波動東移。這種環流形勢，使中西伯利亞以東大陸和洋面上的強冷空氣，進一步在西伯利亞地區聚集，這為寒潮的爆發提供了首要條件。到27日08時，高空鋒區已位于55°N，低壓中心有-44℃的冷中心配合，標志著冷空氣堆已初步形成。

2.冷空氣的緩慢南壓和低渦槽線的東移

27日08時500hPa天氣圖上，位于85°E，62°N的高空，有一閉合低壓中心形成，中心高度值為4930位勢米，并且在55°N附近的脊前偏北氣流和西北氣流之間生成一橫槽，其前部東西向鋒區明顯加強，南壓至50°N附近。橫槽后部的偏北風風速達到26～34米/秒，這股偏北氣流加劇了冷空氣的向南輸送和橫槽鋒區的南壓。

28日08時500hPa圖上，位于新地島以南地區的高度脊有所東移，脊前不斷有來自高緯地區的寒冷空氣補充南下，低壓中心隨之東移南壓，伴隨橫槽向東南方向有所旋轉。與之對應的08時地面冷鋒已位于天山一線。

到29日08時，高脊強度減弱并東移，槽線東移南下至貝湖以西至我國新疆中北部地區，并且由原來的東北-西南向旋轉為南北方向。500hPa天氣圖上，整個天氣形勢發展成：亞歐為兩脊一槽型，烏拉爾山長波脊，位于105°E的弱脊，從貝湖以西到我國新疆中部為一低槽，其冷中心為-50℃。此時，不斷有冷空氣沿新疆北部的強偏北氣流下滑。從高度場和溫度場的配置來看，在45°N以北，有一個從極地伸向北歐的冷舌，且冷舌略落后于高度槽，槽線上有冷平流，而在45°N以南，溫壓場接近重合，沒有明顯的冷暖平流，這樣的配置，有利于槽線北段加強并東移，而南段移動緩慢。而29日08時500hPa槽前等高線稍有疏散，其上有正渦度平流，有利于槽線東移加強。另外，由于薩彥嶺地形影響，槽線處于下坡運動，低槽增強加深。

700hPa天氣圖上從蒙古到河套地區為一低渦槽，冷中心為-36℃。

3.冷空氣爆發影響烏蘭察布市及其前期的物理特征

（1）高空渦度平流特征。29日08時，地面冷高壓中心附近，500hPa上渦度平流為負值，預示地面冷高壓將加強。此外，由渦度平流場與高度場的疊加可以看出，高空槽前為正渦度平流，槽后為負渦度平流，槽將會東移加深發展，地面冷高壓將在高空引導氣流的作用下，東移南下，影響全市。29日20時，地面冷高壓中心附近，500hPa上渦度平流為負值，預示地面冷高壓將加強。

1日08時，地面冷高壓中心附近，500hPa上渦度平流為正值，預示地面冷高壓將減弱。

（2）強烈的垂直運動。29日20時，600hPa垂直速度顯示，冷空氣下沉運動加強，而850hPa風場迅速加強，高空動量下傳。

（3）溫度平流垂直剖面圖分析。從29日08時槽前后的溫度平流垂直剖面圖分析，此時500hPa槽線位于92°N附近，而在槽線附近，從低層到高層，為強烈的冷平流，即槽線上有正的渦度平流，有利于槽線發展。另外在槽前部，有冷平流隨高度升高而減弱勢，此冷平流促使高空出現負變高，槽向東部加深發展。到29日20時，槽線位于貝湖以南、蒙古至我國河套以西、甘肅西北，呈東北-西南走向，地面圖上，冷高壓中心增強到1056hPa，冷高壓前沿的冷鋒即將進入我市。

4.地面系統演變

從11月27日～12月1日地面冷高壓及-△T24中心演變圖可以看到，地面冷高壓從28日入侵我國，28日20是冷鋒位于貝湖以西至我國新疆中北部，鋒后冷高壓中心最大值為1048.2hPa。冷槽不斷東移南壓，冷空氣不斷南下，地面冷高壓主體加強南壓，30日08時冷高壓中心位于貝湖以西，我國新疆以北，其最大值加強為1066.2hPa，烏蘭察布市處于冷鋒后部，冷空氣開始影響全市。等壓線變得更加密集，冷鋒附近的氣壓梯度較大，在5個經距內分析出了5條等壓線，鋒前后的3小時變壓差達22hPa，鋒后強的氣壓梯度風和冷空氣帶來的下沉氣流，使我市出現了大風天氣。01日08時左右，冷高壓主體侵入烏蘭察布市，市氣溫降至最低。1日14時，冷高壓中心開始減弱，其前沿已移出本市。

從24小葉負變溫中心移動過程的變化也說明冷空氣在東移過程中是增強的，從29日的最大負變溫-12℃到30日增大到-16℃，而且范圍在擴大，最強冷中心在烏蘭察布市南部和以東地區。

圖127 日08時500hPa形勢場和29日08時500hPa形勢場

三、寒潮強風天氣分析

1.鋒區加強，29日20時，700hPa，5個緯距內達到5條等溫線，低空鋒區加強，地面等壓線加密，氣壓梯度風。

2.下沉氣流，動量下傳。

3.強冷平流作用，冷平流作用可使地面氣壓梯度很快加大，造成大風，冷平流越強，出現風力越大。在29日20時，700hPa上，冷中心達-36℃，等溫線落后于等高線，兩線交角達90°；在850hPa上也為較強的冷平流。

四、小結

1.西伯利亞大低壓發展盤踞造成強冷空氣源，它南壓至冷槽的形成是爆發寒潮的前提條件。

2.槽前正的渦度平流，槽線上強烈的冷平流，地形作用，使冷槽加深東移，引導地面冷高壓加強并東移南壓，影響烏蘭察布市。

3.強烈的垂直運動，冷空氣下沉運動加強，低層風場加強，高空動量下傳，較強的氣壓梯度，強冷平流作用，造成大風天氣。

［1］顧潤源.內蒙古自治區天氣預報手冊［M］.氣象出版，2012：460-466.

［2］韓經緯，沈建國，孫永剛等.一次強沙塵暴和雪暴天氣過程的診斷及模擬分析［J］.高原氣象，2007，26（5），1031-1038.