甘肅地區一次強寒潮天氣過程分析

閆旭東++祁萍++李菲

摘要 利用常規天氣實況資料，從天氣尺度環流背景、中尺度系統、冷中心的移動等方面，對2014年4月下旬出現在甘肅地區的一場寒潮天氣過程進行了分析。結果表明：此次寒潮為典型的低槽東移型；甘肅地區出現強寒潮的主要原因是冷空氣不斷堆積；冷空氣的不斷補充與分裂再合并；前期增溫與降水。

關鍵詞 寒潮；天氣過程；中尺度系統；甘肅地區

中圖分類號 P458.1+22 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）20-0166-03

Analysis on a Strong Cold Wave Weather Process in Gansu Province

YAN Xu-dong 1 QI Ping 1 LI Fei 2 WEN Hui 1

（1 Linxia Meteorological Bureau in Gansu Province，Linxia Gansu 731100； 2 Dongxiang Meteorological Bureau）

Abstract Based on the conventional observational data，a strong cold wave event in late April 2014 in Gansu Province was systematically analyzed from synoptic scale circulation background，mesoscale system，cold high moves，etc. The results showed that this cold wave was of low trough eastward. The main reasons of this strong cold wave over Gansu were that steady accumulation of cold air，steady supplying，dividing and uniting of cold air，early warming and precipitation.

Key words cold wave；weather process；mesoscale system；Gansu area

寒潮天氣過程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的降溫和大風，有時還伴有雨、雪、雨凇或霜凍[1]。我國氣象部門規定：冷空氣侵入造成的降溫，1 d內達到10 ℃以上，而且最低氣溫在5 ℃以下，則稱此冷空氣暴發過程為一次寒潮過程。當氣象部門預測到將有寒潮發生時要對外發布相應級別的預警信號，《甘肅省氣象災害預警信號發布業務實施細則》規定，“48 h內最低氣溫將要下降8 ℃以上，最低氣溫小于等于4 ℃；或者已經下降8 ℃以上，最低氣溫小于等于4 ℃，并可能持續”發布寒潮藍色預警信號；“24 h內最低氣溫將要下降10 ℃以上，最低氣溫小于等于4 ℃；或者已經下降10 ℃以上，最低氣溫小于等于4 ℃，并可能持續”發布寒潮黃色預警信號；“24 h內最低氣溫將要下降12 ℃以上，最低氣溫小于等于0 ℃；或者已經下降12 ℃以上，最低氣溫小于等于0 ℃，并可能持續”發布寒潮橙色預警信號；“24 h內最低氣溫將要下降16 ℃以上，最低氣溫小于等于0 ℃；或者已經下降16 ℃以上，最低氣溫小于等于0 ℃，并可能持續”發布寒潮紅色預警信號。

近年來對甘肅地區寒潮天氣的研究表明，甘肅春季寒潮過程較為頻繁[2]。春季正值農、林、果、牧業的關鍵時期，寒潮天氣的發生經常造成非常嚴重的經濟損失[3-4]。因此，深入地分析研究春季寒潮天氣個例，以便總結類似天氣過程的預報關鍵點，能夠準確預報相關天氣和及時發布相應預警，從而更好地為相關部門提供決策依據。

1 天氣概況

2014年4月23—25日，甘肅地區自北西—東南出現了一次強寒潮天氣過程，24 h過程降溫最大達16.8 ℃，同時伴有大風、沙塵、暴雪、霜凍等災害性天氣，其中在寒潮出現前期定西、平涼、天水、隴南的部分地方還出現了冰雹災害。這次過程對甘肅地區的農、林、果、牧業造成了非常嚴重的損失，據不完全統計造成直接經濟損失達7.5億元（圖1）。

2 高空形勢分析

2.1 強冷空氣的堆積，寒潮的醞釀

在2014年4月21日8：00 500 hPa高度場（圖2a）中，冷空氣自其源地（歐洲）長途跋涉而來，到達烏拉爾山以東時由于氣團變性冷空氣減弱，難以達到寒潮強度，但從黑海到里海有明顯的暖平流，在暖平流的作用下里海附近高壓脊向北發展，脊前西北氣流加強，促使新冷空氣從新地島加速南下與原低槽中的冷空氣合并成一股極其寒冷的冷空氣。合并后在4月22日8：00 500 hPa高度場（圖2b）上冷中心變為-40 ℃，冷平流加強明顯，地面高壓也加強。

2.2 烏山脊崩潰，寒潮的暴發

從23—24日500 hPa高空圖（圖3）上分析，23日8：00烏山脊開始崩潰，高空鋒區明顯東移南壓，低槽進入新疆北部，帶來的強冷空氣使新疆天山以西出現了強烈的降溫和降雪天氣。

在23日20：00的500 hPa高空圖上，深厚的冷槽快速分裂成為2個低值系統分別東移和南壓，南支槽在其前部暖平流作用下迅速發展成為蒙古氣旋，不斷分裂冷空氣南下，造成甘肅地區大范圍寒潮天氣。

3 鋒面及冷高分析

由鋒面變化圖（圖4）可以看出，此次過程中，冷空氣沿西北路徑進入我國，于22日夜間分為兩部分進入新疆和內蒙古，其中進入新疆的冷空氣在造成新疆地區強寒潮后繼續東移，于23日白天進入甘肅河西；而進入內蒙古的冷空氣，于23日白天在中高層形成蒙古氣旋，在氣旋的作用下不斷分裂冷空氣補充沿新疆南下減弱的冷空氣，繼續對甘肅地區進行影響。23日夜間開始冷鋒開始影響甘肅中部區域，24日白天鋒面影響甘肅河東。

冷中心的移動顯示，進入中國前冷高壓中心最強值達1 040 hPa，冷空氣進入中國新疆前分成兩部分，一部分東移進入蒙古，中心強度為1 037.5 hPa，然后東移南壓；而另一部分則東移南壓到達新疆、甘肅及青海交界處，中心強度為1 030 hPa，到達祁連山附近時中心強度減弱為1 027 hPa，再東移并與進入蒙古的冷空氣在甘肅中部匯合，匯合后中心強度再次增強至1 030 hPa。從鋒面位置的變化及冷中心的移動來看，冷空氣的不斷補充與分裂再合并是造成甘肅河東地區強降溫的一個重要方面。

4 中尺度天氣分析

23日白天鋒面影響甘肅河西地區，造成降溫、大風、沙塵天氣，河東為鋒前出現對流性天氣，其中定西、平涼的局部地方還出現了冰雹災害。通過對23日20：00實況天氣圖進行中尺度分析（圖5）可以看出：500 hPa高空圖上，新疆中北部有明顯的溫度槽配合深厚新疆低槽，低槽底部有大于20 m/s的急流，沿河西走廊經平涼至陜西南部有一顯著流線，同時從四川盆地向北至甘肅河東有偏南風，甘南、定西、隴南存在濕區（T-Td<4 ℃）；700 hPa高空圖上，西北、西南氣流在張掖以東形成輻合切變，切變線以東有溫度脊，酒泉以東存在大范圍垂直溫差大值區（T700-500≥20 ℃），隴南、天水、平涼、慶陽南部濕度條件好（T-Td<3 ℃）；地面圖上，對應700 hPa切變線在張掖附近存在冷鋒鋒面。綜上，甘肅河西地區的大風主要為冷空氣東移過程中高空急流動量下傳造成的鋒后偏北大風，從而引發大范圍沙塵天氣；河東地區的大范圍對流性天氣主要發生在切變線東南部上冷下暖的大氣層結不穩定的高能區域，而出現冰雹的定西、平涼等地除滿足以上條件外還存在明顯的上干下濕及500 hPa上西北西南分的切變。

5 寒潮暴發前的增溫及降水天氣分析

此次特強寒潮天氣過程，甘肅地區在強冷空氣來臨前受暖區控制，中底層空氣增溫明顯，河西最高氣溫升至27 ℃以上，河東最高氣溫升至25 ℃以上，使得寒潮暴發時有更加強烈的降溫幅度。河東地區強降溫暴發前期，從23日開始陸續出現了對流性天氣及雨夾雪轉雪過程，降水天氣一直持續到24日，最大降雪量達暴雪，雨雪的不斷融化蒸發需要吸收熱量從而引起周圍溫度的下降，而且在連續降水時，這種蒸發作用可以一直持續到大氣中的水汽達到飽和為止。另外，由于降水時大氣處于上升運動，會帶走一部分水汽，由周圍的干空氣進行補充，從而降水時的蒸發作用會一直存在。可見由于降水而引起的降溫作用同樣不容忽視。

6 結語

分析結果表明，此次寒潮天氣過程主要由強冷空氣不斷在烏拉爾山附近堆積加強，形成深厚的冷槽快速東移造成，屬于典型的低槽東移型寒潮[5-6]。此次甘肅地區出現強寒潮的主要原因可以歸納為以下3點：①冷空氣不斷堆積加強，其中500 hPa天氣圖上冷中心達到-40 ℃，地面圖上冷高壓中心達到1 040 hPa；②冷空氣的不斷補充與分裂再合并，冷空氣以先分裂再匯合的形式影響甘肅地區，不但擴大了此次寒潮的影響范圍，而且增加了降溫的強度；③前期的增溫與降水，過程前期氣溫的明顯增加及降水天氣的發生都在此次寒潮中起到了加強的作用。

7 參考文獻

[1] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理和方法[M].北京：氣象出版社，2014.

[2] 孫玉蓮.甘肅冬季罕見寒潮天氣過程分析[J].江西農業學報，2012（9）：75-79.

[3] 李向紅，廖幕科，熊英明，等.影響廣西的三次寒潮過程對比研究[J].氣象科學，2011（2）：228-235.

[4] 黨英娜，潘旭光，郭慶利，等.煙臺市2次寒潮天氣過程造成不同極端天氣事件的原因分析[J].現代農業科技，2016（18）：185-187.

[5] 馬素艷，韓經緯，宋桂英，等.2014年春季內蒙古2次大風降雪寒潮過程分析[J].中國農學通報，2015（20）：224-232.

[6] 牛若蕓，喬林，陳濤，等.2008年12月2—6日寒潮天氣過程分析[J].氣象，2009（12）：74-82.