酒泉一次大風(fēng)天氣過(guò)程技術(shù)分析

張玉香+田慶明+于海躍

摘 要：2017年5月2日，甘肅酒泉市出現(xiàn)大風(fēng)天氣，肅州區(qū)瞬間風(fēng)力達(dá)到29.5m/s，突破了歷史極值。為了更好地分析此次過(guò)程的成因，該文對(duì)該次過(guò)程形成機(jī)制進(jìn)行了分析，以期對(duì)今后大風(fēng)天氣的預(yù)報(bào)提供參考。分析表明：烏山脊強(qiáng)烈發(fā)展，引導(dǎo)極地冷空氣南下，經(jīng)新疆進(jìn)入河西走廊，形成這次大風(fēng)天氣過(guò)程。冷鋒過(guò)境，鋒后較大氣壓梯度力作用下，酒泉東部地區(qū)出現(xiàn)大風(fēng)天氣。高空冷空氣經(jīng)階梯槽逐級(jí)補(bǔ)充南下，在冷鋒后形成副冷鋒。在氣壓梯度力作用下，加之大氣下沉運(yùn)動(dòng)使有效位能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，及動(dòng)量下傳作用，出現(xiàn)了突破歷史極值的大風(fēng)。

關(guān)鍵詞：大風(fēng)；預(yù)報(bào)；分析；酒泉市

中圖分類號(hào) P458 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）23-0126-3

2017年5月2下午，甘肅省酒泉市玉門以東及偏北地區(qū)出現(xiàn)了6級(jí)左右大風(fēng)，金塔、肅州區(qū)局部地區(qū)出現(xiàn)揚(yáng)沙天氣，直到2日19：00，風(fēng)力才逐漸減小。5月3日00：30開(kāi)始，酒泉市敦煌、瓜州和玉門局地相繼出現(xiàn)雷電、冰雹和降水天氣過(guò)程，玉門市降水量達(dá)6.7mm。肅北、阿克塞縣凌晨01：00左右出現(xiàn)暴雪，最低溫度降至4.6℃，達(dá)到了寒潮天氣。凌晨04：00，酒泉市玉門以東地區(qū)出現(xiàn)了大風(fēng)天氣，平均風(fēng)力7～8級(jí)，肅州區(qū)瞬間極大風(fēng)力達(dá)11級(jí)（29.5m/s），突破有歷史記錄以來(lái)的極值（1972年5月16日29.0m/s），其余地方9級(jí)，金塔和肅州區(qū)局部地方出現(xiàn)了揚(yáng)沙。據(jù)了解，本次風(fēng)雹、雷電災(zāi)害給酒泉市農(nóng)業(yè)、林果業(yè)、水利基礎(chǔ)設(shè)施、交通運(yùn)輸業(yè)和城市基礎(chǔ)設(shè)施等造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1.1億元。

1 天氣學(xué)分析

1.1 環(huán)流形勢(shì)及影響系統(tǒng)分析 從2日08：00 500hPa高空?qǐng)D上可以看出（圖1），亞洲范圍內(nèi)中高緯地區(qū)為兩槽兩脊型，烏拉爾山地區(qū)為一強(qiáng)烈發(fā)展的高壓脊，西西伯利亞平原到中西伯利亞高原廣大地區(qū)為大低壓區(qū)，烏山脊東側(cè)低槽從西西伯利亞平原向南經(jīng)薩彥嶺西側(cè)延伸至北疆。朝鮮半島至外興安嶺為另一高壓脊，東亞大槽位于堪察加半島至日被以東洋面。烏山脊東側(cè)低槽底部分裂小槽，移速快于主槽，已經(jīng)移至新疆甘肅省界附近。其東南方向，三江源區(qū)域還有一個(gè)小槽。主槽與其前部2個(gè)小槽呈階梯狀分布，槽后等高線密集，槽前等高線發(fā)散，預(yù)示著低槽將發(fā)展。烏山脊前偏北氣流引導(dǎo)極低冷空氣南下，進(jìn)入新疆，在北疆東部等溫線密集，且等高線與等溫線形成較大交角，表明在此處有很強(qiáng)的冷平流。

2日08：00 700hPa高空?qǐng)D上，烏魯木齊與酒泉溫差13℃，北疆東部至甘肅西部也有很強(qiáng)的冷平流，沿河西走廊有一支較短的急流帶，風(fēng)速大于20m/s。

2日08：00時(shí)地面圖上，額爾古納河—蒙古高原東部—河西走廊東端有一條地面冷鋒。北疆東部沿天山有一片降水區(qū)，普遍為小雨量級(jí)。河西走廊等壓線密集，酒泉處于密集帶中，風(fēng)速較小，為2m/s偏西風(fēng)。

11：00風(fēng)速增大，酒泉、玉門、馬鬃山均為10m/s偏西風(fēng)，金塔、鼎新風(fēng)速8m/s。17時(shí)酒泉東部各站風(fēng)速達(dá)12m/s，金塔出現(xiàn)揚(yáng)沙。

1.2 影響系統(tǒng)的演變 2日20：00 500hPa高空?qǐng)D上（圖2），北疆高空槽明顯東移南壓，槽線位于北塔山到庫(kù)爾勒一線。北疆大片降溫區(qū)，北塔山和哈密12h降溫8℃，烏魯木齊降溫6℃，酒泉站與烏魯木齊站溫差從08：00的9℃增大至13℃。850hPa高空?qǐng)D上，溫度槽位于東疆，酒泉處于增溫區(qū)，低空升溫高空降溫使大氣層結(jié)穩(wěn)定度減小。地面圖上，冷鋒東移至蒙古東南部—山陜交界—秦嶺一線，酒泉范圍內(nèi)等壓線較稀疏，此時(shí)境內(nèi)各站風(fēng)速減小，為8m/s偏西風(fēng)。在東疆—天山一帶等壓線密集，在此處有副冷鋒生成。

3日02：00地面圖上，副冷鋒進(jìn)入酒泉地區(qū)，敦煌3h變壓+6.3hPa，玉門以西各站風(fēng)速開(kāi)始增大，敦煌、瓜州出現(xiàn)降雨，肅北和阿克塞出現(xiàn)降雪。

3日08：00，500hPa高空?qǐng)D上（圖3），高空槽東移南壓至蒙古西南部—額濟(jì)納旗—酒泉一帶槽線在酒泉站和敦煌站之間，槽后為一致的西北氣流，等溫線與等高線重合，酒泉范圍內(nèi)已無(wú)冷平流。酒泉站12h降溫6℃。溫度場(chǎng)上可以看出，400hPa以下酒泉地區(qū)均處于冷溫度槽之中。

地面圖上，酒泉地區(qū)被冷高壓控制，敦煌站與酒泉站氣壓差7hPa，冷鋒在華北移速較慢，冷空氣在河西走廊移速較快，副冷鋒已追趕上冷鋒，08：00地面圖上副冷鋒已不明顯。玉門、馬鬃山、酒泉、金塔、鼎新各站風(fēng)速已明顯增大，均在10m/s以上，酒泉站定時(shí)風(fēng)速達(dá)20m/s。敦煌、瓜州、玉門和鼎新均出現(xiàn)有量降水，其中玉門站6h降水量7mm。

20：00高空槽移出酒泉境，酒泉站500hPa已開(kāi)始升溫。各層等壓面風(fēng)速減小，地面風(fēng)速也明顯減小，酒泉的大風(fēng)天氣過(guò)程結(jié)束。

2 物理量診斷分析

取距酒泉站最近的格點(diǎn)（97.5E，40N）代表酒泉站，制作此格點(diǎn)的垂直速度時(shí)間剖面（圖4），從圖4可以看出，2日08：00之前，對(duì)流層整層大氣為上升運(yùn)動(dòng)，此階段測(cè)站風(fēng)速較小。此時(shí)測(cè)站處于冷鋒及高空槽前的暖區(qū)中，08：00冷鋒過(guò)測(cè)站，500hPa垂直速度變?yōu)檎担砻鞲呖沼邢鲁吝\(yùn)動(dòng)，低層仍為上升運(yùn)動(dòng)，高底層空氣垂直混合有利于低層大氣獲得動(dòng)能。酒泉站風(fēng)速?gòu)?日11：00開(kāi)始加大，17：00之后由于氣壓梯度減小，測(cè)站風(fēng)速減小。下沉運(yùn)動(dòng)范圍隨時(shí)間從500hPa向低層和高層擴(kuò)展，強(qiáng)度也隨時(shí)間增強(qiáng)。從2日23：00開(kāi)始，整層大氣均轉(zhuǎn)為下沉氣流。3日02：00下沉運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)，大值中心在400hPa高度，中心值0.4hPa/s。對(duì)流層中高層（400～600hPa）下沉運(yùn)動(dòng)最顯著。17：00之后，整層大氣下沉氣流減小，測(cè)站風(fēng)速也隨之減小，大風(fēng)天氣過(guò)程趨于結(jié)束。

較強(qiáng)的下沉氣流使大氣有效位能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，通過(guò)下沉運(yùn)動(dòng)，還可使動(dòng)量下傳，從而使低層風(fēng)速增大。隨著對(duì)流層中高層冷空氣干侵入，整層大氣從上升運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為下沉運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生了這次大風(fēng)天氣過(guò)程。

3 結(jié)論

（1）烏山脊強(qiáng)烈發(fā)展，引導(dǎo)極地冷空氣南下，經(jīng)新疆進(jìn)入河西走廊，形成這次大風(fēng)天氣過(guò)程。

（2）5月2日冷鋒過(guò)境，鋒后較大氣壓梯度力作用下，酒泉東部地區(qū)2日白天出現(xiàn)六級(jí)大風(fēng)天氣。

（3）高空冷空氣經(jīng)階梯槽逐級(jí)補(bǔ)充南下，在冷鋒后形成副冷鋒。在氣壓梯度力作用下，加之大氣下沉運(yùn)動(dòng)使有效位能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，及動(dòng)量下傳作用，3日清晨開(kāi)始酒泉東部又出現(xiàn)大風(fēng)天氣，東部各站風(fēng)速超過(guò)5月2日，突破歷史極值。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）