林群
摘要 從高空環流形勢演變和水汽通量特征等方面對2016年1月21—26日平陽縣出現的一次寒潮天氣過程進行分析。結果表明,此次冷空氣南下暴發造成溫度大幅下降,但700 hPa水汽與系統配合較差,沒有出現降雪天氣。同時對EC數值預報產品進行檢驗,以提高寒潮過程溫度的預報準確率。
關鍵詞 寒潮;環流形勢;水汽;數值預報;浙江平陽;2016年1月21—26日
中圖分類號 P458.1+22 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)22-0206-02
冷空氣、特別是強冷空氣和寒潮是我國重大的災害性天氣之一。寒潮不僅會對我國國民經濟、特別是對農業生產造成巨大損失,而且還會對環境及人們的生活、健康造成嚴重的影響和危害。寒潮是指來自高緯度地區的寒冷空氣,在特定的天氣形勢下迅速加強并向中低緯度地區入侵,造成沿途地區出現劇烈降溫、大風和雨雪天氣。根據中華人民共和國國家標準(GB/T20484—2006),某地日最低氣溫24 h內降溫幅度≥8 ℃,或48 h內降溫幅度≥10 ℃,或72 h內降溫幅度≥12 ℃,且該地日最低氣溫下降到4 ℃或以下的冷空氣可達到寒潮級別。浙江地區預計48 h內平均氣溫將下降10 ℃以上,最低氣溫≤5 ℃,或已經達到此標準并持續,可發布寒潮預警。
2016年1月21—26日,受強寒潮天氣影響,平陽縣出現歷史罕見的低溫天氣,但雨雪天氣不明顯。本文對此次天氣過程變化特點進行分析,探討其成因及預報失誤的原因[1-2]。
1 高空環流形勢
1月21日20:00,在500 hPa高度上,烏拉爾山以東有一東北—西南向的長波脊,逐漸形成阻塞高壓。脊后暖平流北上促使高壓脊繼續加強,脊前偏北氣流也隨之加強,引導北冰洋的冷空氣南下,在貝加爾湖附近的橫槽內積聚,匯聚成一股極寒冷的冷空氣,極渦中心達到-48 ℃,冷空氣中心向西南方向延伸有一東北—西南走向的橫槽,且溫度槽落后于高空槽,有利于此槽進一步加深。槽后偏北風和槽前偏西風形成風向切邊,在冷中心南部形成東西走向的高空鋒區,在其附近有一等溫線密集區,標志著冷空氣已經堆積。低緯有南支槽存在。22日8:00,橫槽移動至內蒙古地區,南支槽也東移至重慶一帶。22日20:00,橫槽轉豎,與南支槽合并,槽后有強勁的西北氣流。23日8:00,高壓脊逐漸開始減弱,槽逐步東移南亞,25日8:00低槽逐漸移出,浙江地區轉為脊區控制,寒潮天氣結束。
700 hPa高度上,21日20:00中緯度有316 dagpm的高壓在向東南方向移動,新疆也有一高壓在加強東移,促使冷空氣東移南壓,同時有利于長江中下游地區的切變線南壓影響浙江,27°N附近有一低渦形成,浙江處于較強的西南氣流中。隨后切變線隨著冷空氣南下逐漸南壓,但位置較于平陽縣偏西北。23日8:00冷空氣南下至溫州,冷空氣主體已完全影響,切變線已南壓至福建北部。25日8:00風向轉為偏西風,冷空氣影響結束。
850 hPa高度上,22日8:00新疆和青海有168 dagpm的冷高壓發展,22日20:00 2個冷高壓連通并向東南方向移動,其前東北氣流也向浙江移動。23日8:00浙江轉為偏北風,0 ℃線南下至平陽以南,平陽地區風力增強,溫度明顯下降。24日20:00 -12 ℃線移至福建北部。26日8:00 0 ℃線回到浙江中南部,平陽縣溫度有所上升。
2 水汽通量及輸送方向
圖1、2給出了21日20:00和22日20:00 700 hPa和850 hPa水汽通量及方向。21日20:00 700 hPa高度上,浙江處于活躍的西西南暖濕氣流中,風速較強,低空急流建立。西西南氣流帶來的暖濕氣流和北方南下的冷空氣交匯,促成切變線和低渦發展,水汽和動力條件充足,易產生降雨降雪天氣。但切變線較平陽位置偏西偏北。22日20:00切變線南壓至平陽一帶時,雖然暖濕氣流大值區已增強至220 g/(cm·hPa·s)以上,但平陽地區的水汽通量已減弱至80 g/(cm·hPa·s)左右,與影響系統配合一般。
850 hPa高度上,在麗水地區有水汽輻散流場區,不利于水汽向上層輸送,且平陽地區水汽輸送方向為東北—西南方向,暖濕氣流無法輸送至平陽地區。23日8:00轉為偏北氣流,輸入冷空氣造成平陽地區溫度明顯下降。
可見本次過程中,700 hPa和850 hPa上都有暖濕氣流存在,水汽輸送主要發生在700 hPa上,但與系統配合時發生的水汽條件較差[3]。
3 預報產品分析
多種數值預報產品對這一次冷空氣活動早有所反應。因此,對這一次過程也是密切監視。對EC 3 h 2 m溫度預報、中央指導3 d預報和省臺指導3 d預報進行檢驗,以預報21—27日最低溫度與鳴山站溫度比較為例。
3種預報產品對本次強冷空氣影響皆有反應。歐洲中心預報時間較長,可以作趨勢預報參考產品,對冷空氣影響強度和影響時間有較強的預報能力。尤其是降溫幅度和最低溫度出現時間的預報指導意義較大。數值預報的溫度與同時升降,48 h內最低溫度預報接近實況,對于較長時間的極端溫度預報能力稍差。
中央指導預報產品和省臺指導預報產品可作為短期預報參考產品,對溫度升降預報有指導意義。中央產品與鳴山的實況溫度存在1 ℃左右的差值,最低溫度預報能力稍弱,在一般天氣中可適當參考。省臺產品在極端溫度預報上表現能力稍好[4-5]。
綜上來看,在日常預報業務中,綜合分析天氣形勢并結合幾種預報產品可以較準確地預報出寒潮和強冷空氣過程。
4 結論
(1)烏拉爾山高壓脊的建立、發展、崩潰是此次寒潮天氣過程醞釀和暴發的一個關鍵因素,為寒潮天氣過程冷空氣的南下帶來了有利的動力條件。冷空氣通過超極地路徑,先在貝加爾湖地區聚集,經極渦南下,橫槽轉豎向南迅猛發展。
(2)低空偏南暖濕急流存在可以提供水汽條件。這次過程水汽主要來自700 hPa西西南暖濕氣流,但與系統配合較差。
(3)預報產品對這次降溫過程提供了較好的指導作用。3種產品配合使用,預報員再根據實際天氣形勢和實況做出判斷,可以較準確地預報降溫過程。
5 參考文獻
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[5] 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,2009,35(12):74-82.endprint