哈爾濱地區冷鋒分析研究

蔡恒明

(93220部隊，黑龍江 哈爾濱150040)

1 引言

冷鋒是指活動在東北及其附近地區的單一冷鋒和各類氣旋中心不經過哈爾濱地區而在北緯49°以北過境的氣旋冷鋒，統稱為冷鋒。本文統計了2006－2015年10年的氣象資料，對范圍為東經110～125°、北緯35～55°內的冷鋒進行分析研究，對冷鋒的預報有一定的指導意義。

2 冷鋒的分類及其出現的頻數

2.1 分類

根據冷空氣的來向，冷鋒可分為三類：一類是西路冷鋒，冷空氣從新疆沿河西走廊經內蒙進入東北區南部；第二類是西北路冷鋒，冷空氣從貝加爾湖以西和蒙古等地移入東北區；第三類是北路及其東北路冷鋒，冷空氣從貝加爾湖以東南下，或從鄂霍茨克海北部向西南進入東北地區。西路冷鋒一般向東移動，西北路冷鋒一般向東南移動，北路及其東北路冷鋒一般向南移動。

2.2 各路冷鋒出現的頻數

冷鋒在一年四季中均可出現，春、秋季強西風帶正在東北區上空，這時鋒面活動最為頻繁，隆冬和盛夏相對要少一些，在各路冷鋒中，西北路冷鋒出現相對較多。西路冷鋒次之，北路及東北路冷鋒影響最少(見表1)。

表1 冷鋒各季各路徑出現平均次數及頻率(2006～2015年)%

3 各路冷鋒的基本天氣形勢

3.1 形勢特點

3.1.1 西路冷鋒

東亞地區500 hPa為平直西風環流，鋒區在北緯40～50°之間，西來槽沿鋒區東移，引導冷空氣從新疆沿河西走廊經內蒙進入東北南部，冷鋒近似南北走向。

地面形勢有兩種：一是倒槽型。冷鋒在倒槽里，當冷鋒移到蒙古地區時，常有蒙古氣旋生成，冷鋒隨倒槽或蒙古氣旋東移影響哈爾濱地區；另一類是V形槽型。冷鋒在V形槽里，有時V形槽在東北以西，有閉合低壓或東北低壓生成，冷鋒隨V形型槽東移或隨東北低壓向東移動影響哈爾濱地區。

3.1.2 西北路冷鋒

東亞地區500 hPa呈明顯的經向環流，鋒區在北緯45°以北，上游由低槽東移發展加深，冷空氣自西伯利亞經貝加爾湖以南南下進入東北地區。低壓在我國東部發展較深，槽后冷平流較強，鋒區明顯，鋒后變壓較大，地面西北冷高壓強大，冷鋒在高壓前沿，東北常有氣旋發展，其南部冷空氣常給哈爾濱地區帶來惡劣天氣。

3.1.3 北路及東北路冷鋒的形勢特點

(1)經向型：空中東亞大槽位置偏東，其后部偏北氣流中有氣旋性切變，冷空氣沿東亞大槽后部，從貝加爾湖以東南下，經蒙古東部影響東北地區。

(2)緯向型：東亞上空為平直西風環流，鋒區呈東西向，位于北緯45°附近，地面冷高壓主體在北緯45°～50°，其軸向呈東西向，冷空氣從北向南進入東北地區。

(3)地面形勢：北路及東北路冷鋒近東西走向，自北向南移動，鋒面氣旋主體在東北地區以東，鋒后冷空氣從北向南侵入東北地區。

3.2 與冷鋒直接相配合的天氣系統

與冷鋒相配合的天氣系統主要有：蒙古氣旋、貝加爾湖氣旋、東北低壓、黃河氣旋、東北冷渦(見表2)。

表2 與冷鋒相配合的天氣系統平均出現次數及頻率(2006～2015年)%

4 冷鋒的移動

4.1 移動路徑

西路冷鋒自西向東移動；西北路冷鋒自西北向東南移動；北—東北路冷鋒從貝加爾湖以東南下，有時經鄂霍茨克海北部向西南方向移入東北，影響哈爾濱地區(見圖1)。

4.2 移動速度

冷鋒東移過程中由內蒙進入東北平原時，移速較快，進入東北平原西部后，由于大興安嶺地形影響，在背風坡有減速現象。

冷鋒移速最快的為68 km/h，最慢的為16 km/h，平均時速在30 km左右，春季移速較快，夏季移速較慢(見表3)。

圖1 冷鋒移動路徑

表3 冷鋒各季各級移動速度的平均出現次數及頻率(2006～2015年)%

5 冷鋒的鋒生和鋒消

5.1 冷鋒的鋒生和鋒消的出現頻數

東北地區冷鋒鋒生年平均為4.7次。冬季鋒生不多，年平均僅為0.3次，占全年總數的6.4%，因為這時北反氣旋勢力較強；3月份以后，冷空氣勢力減弱，暖空氣勢力增強，空中槽出現頻繁，因此鋒生增多。其中以4月份最多，平均次數為1.4次，占全年總數的29.8%；3月份為0.9次，占全年總數的19.2%；5月份以后，空中鋒區北移，鋒生活動復又減少。東北地區的冷鋒鋒消年平均為2.2次，主要出現在夏半年，其中7月份最多，平均為0.5次，占全年總數的22.7%；1月份和12月份最少，均不足0.1次。

5.2 冷鋒鋒生的鋒消的天氣形勢

冷鋒鋒生往往出現在大陸高壓的東側，有時也出現在東北的低壓槽里。多產生在下列情況。

⑴空中有低槽移入，出現明顯的冷平流或使冷平流加強。

⑵原來停滯性的大陸冷高壓突然向東或東南移動，高壓前部正3 h變壓達2～3 hPa，同時偏北風加強。

⑶地面低槽顯著加深，使槽后有較強的冷空氣侵入，且天空出現8～10量的密卷云。

東北地區還常常有副冷鋒生成，副冷鋒多發生在東北上空冷低壓的西側，冷中心位于低壓的西北方。初生時多為地面鋒，當冷低壓西北部有低槽發展，槽后冷平流加強時，副冷鋒才會進一步發展。

東北地區的冷鋒鋒消主要與冷平流的減弱與中斷有關。當冷中心位于低壓槽的西南或南部時，冷平流較弱，甚至在槽后出現暖平流，冷鋒便減弱或消失。夏半年，當西太平洋副熱帶高壓脊加強，西伸到渤海沿岸時，則西來冷鋒往往在此處鋒消。同樣，當鄂霍次克海有很強的高壓時，從蒙古移到東北平原的冷鋒也會鋒消。

5.3 冷鋒鋒生的預報

5.3.1 預報著眼點

①空中有低槽移入，冷平流明顯加強，易有鋒生；②低槽加深，槽后有較強的冷空氣侵入，易有鋒生；③停滯性大陸冷高壓東移，高壓前部正3 h變壓中心值達2～3 hPa，易有鋒生。

5.3.2 預報指標

08時地面圖上，高壓前部有2～3 hPa正3 h變壓中心，則預報高壓東側鋒生。歷史擬合率為80.0%，驗證準確率為75.0%。

5.4 冷鋒鋒消的預報著眼點

當有下列情形時，冷鋒容易鋒消：①反氣旋式環流加強，輻散風場出現；②高空鋒區位于鋒前；③冷平流減弱或中斷；④槽后出現暖平流。

6 冷鋒對哈爾濱地區天氣的影響

冷鋒天氣的特點很明顯，各種天氣持續的時間較短，冷鋒過境后天氣轉好也較快。當冷鋒移速快，鋒的前后濕度較小時，冷鋒過哈爾濱后仍為少云天氣，有時也可出現短時的中、低云，夏季則是不穩定的云系；濕度較大時，則會產生短時的雷陣雨。

冷鋒的降水與鋒的走向及其移動方向有關。近似南北向、向東移動的冷鋒在鋒前和鋒際有降水，當冷鋒一過境，降水即可停止。此類冷鋒的降水往往是過了東經120°之后才開始加強。近似東西向，自北向南移動的冷鋒其降水分布的區域在鋒后，降水區較廣，時間也較長，但降水量一般不大。如果冷鋒近似南北走向，而上空配合的高空槽不是V形槽而是形槽，且地面冷鋒前風向是西南或西南西風時，這類冷鋒過境后往往無降水現象。

冷鋒影響哈爾濱地區的降水是一種較特殊而又較突然的情況，即原鋒上本無降水，只是冷鋒移到近區時，本站才開始降水。特別是鋒面在哈爾濱西200～300 km的地方，西部各站原無降水，但由于鋒、槽輻合的加強而產生降水。以冷鋒移動路徑來分析如下。

6.1 西路冷鋒

可產生系統性的中低云和降水，降水區一般分布在鋒前，冷鋒過境后降水即停止，當有黃河氣旋移入東北時，往往能造成特大降水。

6.2 西北路冷鋒

夏季此路冷鋒常產生雷雨天氣并時常伴有短時大風，春季常產生大風和風沙天氣。

6.3 北路及東北路冷鋒

降水區分布在鋒后，范圍比較廣，降水時間也長，但降水量不一定大。

7 冷鋒的預報

7.1 冷鋒的發展預報

7.1.1 預報著眼點

①冷鋒前后天氣明顯轉壞時，冷鋒加強；②與鋒面配合的天氣系統明顯加強時，冷鋒亦加強；③冷鋒后冷平流明顯加強時，冷鋒加強；④冷鋒前后的正、負3 h變壓中心值加大，冷鋒加強；⑤在衛星云圖上，冷鋒云帶由窄變寬，冷鋒加強。

7.1.2 預報指標

700 hPa圖上，鋒區明顯，冷槽明顯加深，則可預報冷鋒加強。歷史擬合率為90.4%，驗證準確率為86.7%。

7.2 冷鋒的移動預報

7.2.1 預報著眼點

①冷鋒與500 hPa引導氣流方向一致；②冷鋒的移速各季節有較大差異，冬半年大于夏半年；③冷鋒移入東北地區后，在大興安嶺背風坡常有減速現象。

7.2.2 預報指標

(1)路冷鋒預報指標。冷鋒過安達后，6～8 h過哈爾濱地區，歷史擬合率為88.7%，驗證準確率為85.0%。

(2)西北路冷鋒預報指標。冷鋒過齊齊哈爾后，7～9 h過哈爾濱地區，歷史擬合率為83.8%，驗證準確率為80.5%。

(3)北—東北路冷鋒預報指標。冷鋒過綏化后，5～7 h過哈爾濱地區，歷史擬合率為87.8%，驗證準確率為84.0%。

(4)以上預報指標為各季平均情況。