2016年1月16—23日根河市持續低溫天氣過程分析

摘 要：素有“中國冷級”之稱的內蒙古根河市，進入1月以來氣溫持續走低，2016年1月2日至2月3日根河市本站氣溫都在-30 ℃以下，其中1月16—23日出現入冬以來最低溫度，根河市大部分地區均達到了-40 ℃以下的“極寒天氣”程度。基于此，利用常規MACIPS天氣資料、數值預報產品和診斷分析方法，對根河市此次持續低溫天氣過程進行診斷分析。結果表明：極地冷渦分裂南下過程中，地面冷高壓持續加強；由于烏拉爾山高壓脊異常北伸，極地冷空氣沿脊前西北氣流不斷南下堆積；持續低溫天氣過程在時間尺度、強度上有別于寒潮天氣過程；EC數值模式2 m溫度預報經過檢驗對氣壓場、溫度場預報有較好的指示作用。

關鍵詞：極寒天氣；極地冷渦；數值預報；檢驗

根河市位于內蒙古北部，是呼倫貝爾市緯度最高的旗市之一。境內有大興安嶺北麓最高峰奧克里堆山。由于緯度、地形、海拔等多種因素的影響，年平均氣溫僅為-3.5 ℃，一年中1月是氣溫最低的月份，平均氣溫低至-28.0 ℃，素有“中國冷級”之稱。在長期氣溫偏低的基礎上冷空氣持續南下補充，因而極易出現極寒天氣，對根河市交通運輸、人民生活和林業安全生產均會造成嚴重影響。

現針對北半球大氣環流特征進行分析，初步探究此次持續低溫天氣的成因。本文針對2016年1月16—23日根河市持續性低溫天氣過程進行分析總結，進一步提高對持續性低溫天氣的認知，為日后類似天氣過程的預報預警及相關氣象服務起到指示作用[1]。

一、天氣過程概況和特點

2016年1月16—23日，呼倫貝爾市出現了持續7 d的低溫天氣，全市平均氣溫為-30.7 ℃，比常年同期偏低

6.7 ℃，比2015年同期偏低10.1 ℃。由于此次“霸王級”冷空氣南下的影響，根河市經歷了持續近15 d的低溫天氣，“冰霧“彌漫，猶如仙境。其中18日部分鄉鎮的溫度有小幅度回升，隨后氣溫持續下降，全市5個區域自動氣象站最低氣溫均跌破-40.0 ℃。區域站最低氣溫出現在金河，為-47.8 ℃，比2015年同期-39.2 ℃偏低-8.6 ℃。根河市本站最低氣溫低至-44.5 ℃，是建站以來歷史第五極端最低氣溫，比歷史極端最低氣溫（-49.6 ℃，出現在1960年1月23日）僅高5.1 ℃。16—23日平均氣溫（-34.4 ℃）

較歷史同期平均值（-28.1 ℃）偏低6.3 ℃。

此次冷空氣活動降溫明顯、影響范圍大、持續時間長，“冰霧”彌漫，導致能見度偏低，對行人出行造成了一定障礙，嚴重影響到人民群眾的交通出行和日常

生活[2]。

二、持續低溫成因分析

（一）環流形勢和主要影響系統分析

1.海平面氣壓場分析

蒙古國西部經常有一個冷高壓存在，當西伯利亞有冷空氣侵入時，這個地區的高壓中心往往會加強，其強度在一定程度上能反映冷空氣的強度。

1月16日20：00冷高壓主體位于蒙古國西部，高空強盛的系統造成了地面強大的冷高壓的存在，整個歐亞大陸北高南低形勢，從極地到貝加爾湖西南部，分裂出多個冷高壓中心，中心值最大的高壓處在貝加爾湖西南部，中心值達到1 067.5 hPa，在冷高壓前沿有冷鋒呈東北-西南分布，可以看出在呼倫貝爾市降溫空間分布是自西北向東南，冷鋒過境，根河市位于地面冷鋒負變溫區域并開始降溫。20日后冷高壓加強隨之溫度下降明顯，在高空橫槽南壓的配合下，蒙古冷高壓南下加強（見圖1）。

23日20：00地面冷高壓強度中心達1 080.0 hPa，也是此次降溫過程最集中時間段，24日后根河市處于高壓主體的頂前部受西北氣流控制，冷鋒早已過境，對根河市影響不大。

2.500 hPa環流特征

此次降溫過程集中在1月16—23日，

24日后開始小幅升溫。從過程前期的500 hPa高空形勢場來看，東亞中高緯地區呈現兩槽一脊經向環流形勢穩定維持狀態（見圖2a）。強大的鄂霍次克海冷渦延伸到貝加爾湖，冷中心值低至-44 ℃（見圖2b）；貝加爾湖西部地區為阻塞高壓控制；阻塞高壓后部低槽發展東移，有-36 ℃的冷中心與之配合。高壓脊的異常北伸起到了阻塞作用（見圖2c）。極地冷空氣沿脊前西北氣流不斷下滑，有利于冷渦維持并不斷引導冷空氣發展，導致地面氣溫開始緩慢下降。18日位于烏拉爾山附近的高壓脊西移，由于鄂霍次克海北部的阻塞高壓的阻擋，貝加爾湖附近的冷渦穩定少動，為冷空氣積聚爭取了時間極渦向南移動到亞洲北部并穩定于該地區，在貝加爾湖附近地區形成冷渦。隨著槽脊發展，脊前偏北氣流加強，冷空氣沿著脊前西北氣流南下堆積加強，隨著橫槽南壓，冷空氣南下，造成根河市的降溫天氣（見圖2d）。由于前期根河市一直處在冷渦控制范圍，后期隨著冷空氣的南下持續降溫，但并未達到寒潮的降溫標準。

3.700 hPa環流特征

從700 hPa環流形勢可以看出，烏拉爾山附近存在一個東北～西南向的高壓脊，脊前到貝加爾湖地區為一個東～西向的低壓帶，即橫槽，是偏北風與偏西風之間的切變。橫槽南部有一支較平直的強西風帶。冷空氣沿脊前東北氣流匯集到橫槽，由于變高梯度的存在，橫槽南壓。其底部東～西向鋒區南壓，冷空氣南下，橫槽發展轉豎，經向度大大增加，流場顯著發生變化，冷空氣隨西北風在高緯度堆積，隨后偏西氣流演變為西北氣流，環流形勢進一步調整，因為冷空氣持續補充，故降溫持續時間較長。20日20：00的環流結構與500 hPa類似，可見系統發展深厚。21日20：00冷渦系統消失，冷中心少動溫度降低，冷渦將經歷由深厚到淺薄再到崩潰的狀態（圖略）。

（二）地形因素影響

根河市境內有大興安嶺北麓最高峰奧克里堆山的環繞，山地高聳，海拔

1 500多m。按照氣象指標來看，高度每升高100 m，溫度下降0.6 ℃左右。金河等地的緯度、海拔都相對較高，地面溫度根據太陽輻射長短變化劇烈，也在一定程度上影響氣溫的變化，呈現夜晚氣溫驟降、白天氣溫升高過快的不穩定趨勢，對預報帶來了一定的難度[3]。

三、物理量特征分析

針對于此次持續低溫天氣，溫度平流的變化也是表征一個地區溫度變化時間、強度的物理量。從溫度場與風場疊加中（圖略）可以看出：降溫開始前，根河市上空盛行偏北風，有利于極地冷空氣南下堆積，溫度平流逆，持續為冷平流控制根河市，而且21、22日區域站站點日風速較大，溫度線冷區始終向南壓向根河市，低溫時間段集中在19—23日，21—22日達到過程最低溫；23日暖平流控制根河市，溫度有緩慢回升的趨勢，此次降溫過程結束。

四、結論

（1）此次根河市持續低溫天氣過程是由于烏拉爾山高壓脊北伸，冷空氣順著脊前西北氣流不斷補充南下，冷渦南下過程中不斷加深加強共同影響。

（2）冷氣團呈現準靜止狀態，冷空氣隨氣流在南下過程中堆積，冷平流顯著，但要將持續性低溫天氣過程與寒潮天氣過程區分開，冷空氣堆積后是否爆發南下、持續時間、降溫程度均為判斷依據。

（3）對EC模式2 m溫度預報檢驗分析表明，EC細網格對日常天氣形勢及溫度預報具有一定的指導意義，但要注意預報產品的及時更新和實效性。

參考文獻：

[1]姚學祥.天氣預報技術與方法[M].北京：氣象出版社，2011.

[2]朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理和方法[M].4版.北京：氣象出版社，2007.

[3]顧潤源.內蒙古自治區天氣預報手冊[M].北京：氣象出版社，2012.