永登縣寒潮天氣特點及2017年10月7～9日寒潮天氣過程分析

施杰林 陳愛萍

摘要 在探討永登縣低溫寒潮天氣特點的基礎上，利用氣象資料和數值預報產品，進一步對永登縣2017年7—9日寒潮天氣發生過程和物理量場因素進行簡要分析。結果顯示，此次寒潮天氣過程是由于大氣環流調整過程中烏拉爾山阻塞高壓不連續后退，橫槽轉豎導致寒潮天氣爆發。加之地面冷高壓和西伯利亞低渦增強南下對寒潮爆發產生一定推動作用，高空急流、垂直速度和溫度平流也有較好對應關系，使冷空氣不斷堆積，出現寒潮。

關鍵詞 永登縣;寒潮天氣;成因分析;特點

中圖分類號：P458.122 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2020）04-0-02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.051

寒潮天氣過程是一種大規模強冷空氣活動過程，常伴隨大風、降溫，有時伴以雨雪、霜凍天氣出現。寒潮天氣標準是該地區日最低氣溫24 h內降溫幅度≥8℃，或48 h內降溫幅度≥12℃，且該地區最低氣溫下降至4℃以下。寒潮到來產生諸多災害性天氣，給當地人民帶來嚴重損失[1]。對中國寒潮產生影響的三個冷空氣源地分別是新地島以西北冰洋洋面，約占寒潮總次數的40%;冰島以南大西洋洋面，由于此源地溫度較高，寒潮強度偏弱，約占總次數的33%;新地島以東北冰洋洋面，源于此處的寒潮強度一般，約占總次數18%。寒潮入侵永登縣路徑一般是經源地而來的冷空氣在西伯利亞中部地區（70°～90°E，43°～65°N）（西伯利亞中部被稱為寒潮關鍵區）得到積累勢力大增，然后經關鍵區南下至新疆、青海、西藏東南部，再影響到西北甘肅永登地區。

1 永登縣寒潮天氣特點

永登縣寒潮天氣主要發生于2、5、10、11月，這些時段發生寒潮次數占總次數70%左右。寒潮主要類型有西北類和橫槽類。在過渡性季節的5、10、11月多寒潮，冬季相對較少。原因是春季時由冬向夏過渡，此時西風急流勢力逐漸北退，中緯度環流由冬季盛行的3波環流向夏季盛行的4波環流過渡，能量層處于不穩定狀態加上高緯度不斷分裂的小槽攜帶冷空氣南下，西風帶移動性槽脊增多，寒潮頻發。而秋季西風急流南壓加強，中緯度出現4波環流向3波環流過渡的現象，寒潮容易出現在高空急流南壓階段。而冬季是東亞地區西風急流中心強度最強最穩定的季節，高空呈穩定3波脊槽型，長波槽脊尺度最大，強度最強最穩定，因此冬季寒潮出現頻次沒有春秋高。此外，寒潮來臨前一般會有明顯溫度上升階段，前期暖平流越強、阻塞高壓越強、維持時間越長，冷槽前后正負差值就越高，溫度變化幅度就越大，日后寒潮爆發強度越大[2]。

2 2017年10月7～9日寒潮天氣過程分析

2.1 環流背景

分析2017年9月10日的500 hPa平均高度場可知，極渦位置在東半球，分別在歐洲地區和太平洋西岸有兩個明顯的槽，兩槽之間的亞歐中高緯度地區為多緯向波動環流。次日距平圖上顯示高緯度為負距平地區，而低緯度為正距平。這表明在寒潮天氣爆發之前冷暖空氣緯向交流不活躍，導致冷空氣在西伯利亞中部集聚。在9月下旬，高緯度地區仍為負距平，中緯度地區仍為正距平，說明冷空氣集聚仍在持續。此次寒潮出現在歐亞環流形勢由緯向多波動型向一脊一槽型轉變過程中，是高緯度積累冷空氣南下侵襲的結果，類型為經向型，是由亞洲橫槽轉豎所引發。

2.2 孕育階段

2017年9月28日，新地島以東喀拉海附近出現一個冷渦，中心強度達510位勢什米，溫度為-45℃左右。在加拿大附近北冰洋洋面出現極地渦旋繞泰梅爾半島移動。10月3日兩渦旋在泰梅爾半島附近匯合勢力大增，形成了冷渦加小槽系統，該系統南下是造成日后永登寒潮重要因素。10月2日—6日，烏拉爾山阻塞高壓不斷發展，脊前偏北氣流引導極地冷空氣南下，在冷平流助推下，低壓槽呈南向發展趨勢。10月3—4日，低壓槽向南加深且形成橫槽。500 hPa上，在10月4—5日，高空鋒面區已開始加強并有南壓走向，10月5日冷渦中心溫度已達-48℃，低壓槽勢力開始入侵新疆北部，給北疆帶來降溫。隨著西伯利亞低渦發展，極地冷空氣也不斷南下，推動寒潮天氣爆發。早在10月2日，新地島以南地區已出現一個較強地面冷高壓，伴隨高空槽發展，地面冷高壓勢力迅速壯大且南下，在3日20∶00左右已進入北疆，且東段仍在東進，中心強度達1 054 hPa。

2.3 寒潮爆發過程

2017年10月7日，有小槽在新疆北部急劇發展，隨著西伯利亞低渦移動，此小槽也隨之南下。從7日開始，烏拉爾山阻塞高壓開始削弱后退，和前者一同推動冷空氣快速南下，促使橫槽轉豎，寒潮爆發。

7日08時，冷空氣已進入甘肅河西地區，20∶00冷鋒已位于甘肅中部一帶。隨著地面冷鋒系統東進南下，地面冷高壓也由烏拉爾山北部向東南移動，在7日21∶00移動至巴爾喀什湖附近，且勢力不斷增強（圖1a）。8日08∶00冷高壓中心已移動至蒙古高壓西部且盤踞于此，中心強度達1 070 hPa，開始不斷分裂冷空氣團南下。在8～10日，甘肅河西地區維持了一個強度在1 050—1 060 hPa的冷高壓中心，甘肅省大部分地區包括永登縣都出現寒潮（圖1b）。

3 物理量場分析

3.1 溫度平流分析

10月6日，新疆東部和甘肅河西地區仍處于暖平流控制范圍，從7日08∶00開始，這一地區已轉變為冷平流，中心強度為-27×10-6℃/s，20∶00，冷平流中心強度增至-45×10-6℃/s，且中心較先前位置東移。8日08∶00，冷平流中心繼續向東南移動，但冷高壓中心此時已經分裂為兩個，強度分別為-27×10-6℃/s，-35×10-6℃/s。從溫度平流垂直結構來看，冷平流中心在700 hPa，冷空氣主要集中在低層，此次降溫幅度十分明顯有低層冷平流加持作用。

3.2 高空急流和垂直速度分析

高空急流在10月6～7日主要表現為南下和轉向，表示極鋒鋒區南下和轉向東移。高空急流還激發了次級環流上升區出現在急流入口區右側和出口區前側。10月6日，新疆北部也有一急流中心，中心風速達到54 m/s，呈東西走向。7日08∶00，急流中心向東南移動至新疆東部至河西走廊一帶，且中心風速加強至60 m/s以上，此后，急流中心不斷東移，中心強度也在增強。7日20∶00，急流軸位于新疆東部至內蒙古北部一帶，中心風速達到70 m/s。可見西風帶高空急流在東進過程中有加速現象，其主要原因是冷空氣積累導致大氣斜壓性加大。在寒潮孕育和爆發初期，低壓槽從低層到高層是一致較強上升運動，最大上升運動層在500 hPa，與此對應槽后有較強下沉運動。

3.3 地面氣壓梯度分析

2017年10月7日01∶00左右，貝加爾湖至北疆一帶出現了一條東北—西南走向的帶狀海平面氣壓梯度大值區，中心氣壓梯度約為27×10-3 hPa/km，且大值區位置基本穩定于此。7日18∶00，中心區氣壓梯度增至46×10-3? hPa/km，帶狀中心位于天山北側和阿爾泰山西部。北疆地區最大值中心表明冷空氣在此積壓，氣壓梯度增大。氣壓梯度越大則表明冷空氣堆積強度和推進力度越大，且大風降溫幅度也與氣壓梯度息息相關。

參考文獻

[1] 王玉紅.酒泉地區寒潮天氣特征及其對農業生產的影響[J].現代農業科技，2019（9）：188-189.

[2] 牛麗娟，闕龍凱.張掖市特強寒潮天氣過程分析[J].現代農業科技，2019（12）：195，198.

責任編輯：黃艷飛