新巴爾虎右旗一次大風(fēng)寒潮天氣過(guò)程分析

孟慶娜

（新巴爾虎右旗氣象局，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021300）

新巴爾虎右旗是自治區(qū)19個(gè)邊境旗（市）和23個(gè)牧業(yè)旗之一，位于我國(guó)東北邊境呼倫貝爾市的西部中俄蒙三國(guó)交界處。新巴爾虎右旗氣候是溫帶大陸性干旱氣候，有四個(gè)截然不同的季節(jié)。

春季：初春時(shí)節(jié)，仍然在蒙古的高壓影響下，隨著陽(yáng)光輻射的增加，暖空氣開(kāi)始向北移動(dòng)。在蒙古，冷熱空氣頻繁交換，溫度會(huì)隨之變化，強(qiáng)風(fēng)也經(jīng)常發(fā)生。該季節(jié)的平均風(fēng)速為5.7 m/s，是四個(gè)季節(jié)中最高的。這個(gè)季節(jié)的平均溫度急劇上升，4月10日的平均溫度為-15℃，5月初可能升至2.8℃，5月中旬可能升至約11.6℃。這個(gè)季節(jié)最明顯的氣候特征是降水低和溫度高。春季年平均降水量為20 mm，占年平均降水量的十分之一，同期蒸發(fā)量為551 mm，是降水量的27至28倍，俗稱(chēng)“10年九春季干旱”。

夏季：夏季初，氣溫急劇上升，從5月底的14.9℃上升到6月底的21.2℃。6月和8月的平均溫度基本上在19.0℃附近。七月是全年中溫度最高最熱的月份，其平均氣溫為21.3℃。這個(gè)季節(jié)的平均降雨量為186.0 mm，占全年總降雨量的75%。這個(gè)季節(jié)的特點(diǎn)是高溫和高降水，平均風(fēng)速為3.6 m/s，是四個(gè)季節(jié)中最慢的。

秋季：由于陽(yáng)光輻射的減弱，這個(gè)季節(jié)冷空氣急劇增加，9月底溫度急劇上升，隨后出現(xiàn)霜凍。在10月中旬，平均氣溫降至0℃以下。這個(gè)季節(jié)的降雨量比夏天少得多，平均降雨量為33.8 mm，占年降雨量的14%。

冬季：由于蒙古的高壓控制，在冬天，西北風(fēng)占主導(dǎo)地位。冬季幾乎沒(méi)有降雨，平均降雨量為7.5 mm，僅為年降雨量的2%。1月是最冷的月份，平均氣溫為-22.5℃。冬天干燥，寒冷，漫長(zhǎng)，天氣條件十分惡劣。

1.天氣實(shí)況

5月3日，新右旗出現(xiàn)罕見(jiàn)大風(fēng)天氣過(guò)程，全旗9個(gè)自動(dòng)氣象站風(fēng)力均達(dá)9級(jí)以上（包含9級(jí)），風(fēng)速分別為21.7～26.9 m/s。4日08時(shí)，地面風(fēng)速繼續(xù)加大，風(fēng)力達(dá)10級(jí)。過(guò)程持續(xù)兩天后，于5日開(kāi)始減弱，但風(fēng)力仍維持在6級(jí)以上，給廣大人民生活帶來(lái)了極大影響[1-10]。過(guò)程過(guò)后，受西北氣流影響，全旗境內(nèi)爆發(fā)了寒潮天氣過(guò)程，9個(gè)自動(dòng)觀測(cè)站點(diǎn)48小時(shí)內(nèi)分別降溫9.7～15.4℃。6日08時(shí)后，隨著高壓脊的東移，新右旗受暖高控制，氣溫開(kāi)始逐步回升，大風(fēng)降溫天氣過(guò)程結(jié)束。

表1 新巴爾虎右旗5月2日-3日各自動(dòng)站極大風(fēng)速

表2 新巴爾虎右旗5月3日-4日各自動(dòng)站最低溫度

2.高空天氣形勢(shì)分析

前期，歐亞大陸500 hPa上的形勢(shì)場(chǎng)為一槽一脊型，且呈北渦南槽形勢(shì)分布。高壓脊位于烏拉爾山以東地區(qū)，脊線(xiàn)位于60°～80°E，呈緩慢東移趨勢(shì)，脊頂達(dá)到60°N以北地區(qū)。本次過(guò)程的高空影響系統(tǒng)為高空冷渦，該系統(tǒng)前期較強(qiáng)且穩(wěn)定少動(dòng)，渦后高壓脊發(fā)展強(qiáng)烈，脊前有明顯的偏北大風(fēng)區(qū)，500 hPa環(huán)流形勢(shì)近似于南北向，使高空冷渦攜帶的冷空氣爆發(fā)性快速南下，造成了此次大風(fēng)寒潮天氣過(guò)程。

3.地面形勢(shì)分析

3.1 海平面氣壓場(chǎng)

前期，整個(gè)內(nèi)蒙古地區(qū)受地面低壓控制，中心值1005hPa。2日20時(shí)，蒙古氣旋生成，并伴有冷鋒存在，新右旗處于冷鋒前暖區(qū)控制，中心氣壓值995hPa。3日08時(shí)，氣旋中心移至新右旗上空，加強(qiáng)至992.5hPa，此時(shí)，新右旗仍處于冷鋒前暖氣流控制區(qū)。14時(shí)，冷鋒過(guò)境，氣旋中心繼續(xù)加強(qiáng)至990hPa。到20時(shí)，氣旋主體分裂為兩個(gè)，較強(qiáng)一個(gè)移至東三省境內(nèi)，其次一個(gè)仍穩(wěn)定在新右旗上空。4日08時(shí)，蒙古氣旋轉(zhuǎn)為東北氣旋，中心強(qiáng)度990hPa，冷鋒過(guò)境，新右旗處于鋒后冷區(qū)控制下，等壓線(xiàn)較密集，氣壓梯度加大。14時(shí)開(kāi)始，氣旋主體逐漸移除新右旗境內(nèi)，受其后部影響，冷高壓在貝湖以西逐漸東移，此時(shí)，500hPa溫度場(chǎng)上存在一個(gè)-40℃冷中心，到5日08時(shí)，冷高壓主體配合高空冷中心東移加強(qiáng)到1032.5hPa，影響新右旗，寒潮大面積爆發(fā)。

3.2 3小時(shí)變壓特征分析

由于風(fēng)場(chǎng)和壓力場(chǎng)基本上遵循中高緯度的梯度風(fēng)原理，因此當(dāng)壓力場(chǎng)出現(xiàn)明顯的梯度變化時(shí)產(chǎn)生的梯度風(fēng)會(huì)導(dǎo)致空氣質(zhì)量收斂于負(fù)可變壓力的中心或正可變壓力的中心。外部散度和壓力梯度越大，風(fēng)速越大。3日08時(shí)之前，新右旗地區(qū)處于負(fù)變壓控制，到11時(shí)轉(zhuǎn)為正變壓區(qū)控制，對(duì)應(yīng)3日地面資料分析，09時(shí)之后，地面極大風(fēng)速增加到23.4 m/s；3日20時(shí)后，新右旗受負(fù)變壓控制，從地面資料來(lái)看，3日19時(shí)極大風(fēng)速為11.9 m/s；4日05時(shí)轉(zhuǎn)為正變壓控制，對(duì)應(yīng)地面資料分析，3日23時(shí)風(fēng)速開(kāi)始增加到22.1 m/s。由此可以看出，當(dāng)鋒面過(guò)境和新右旗上空氣壓梯度增加時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)大風(fēng)；氣壓梯度減小后，大風(fēng)過(guò)程結(jié)束。

4.物理量場(chǎng)分析

4.1 高空急流

有大風(fēng)的天氣和高空湍流之間有著密切的關(guān)系。伴隨的動(dòng)態(tài)過(guò)程確定了關(guān)鍵地區(qū)高空波動(dòng)的演變，并確定了地面氣旋的規(guī)律。三天前分析了300 hPa高度的流場(chǎng)，我旗的風(fēng)速均小于30 m/s。3日08∶00，貝湖形成了一個(gè)高空急流，急流軸線(xiàn)向南和北延伸，新中心位于急流軸線(xiàn)出口區(qū)域的北部，因此向上運(yùn)動(dòng)很明顯。此時(shí)，高空急流與地面冷戰(zhàn)線(xiàn)同時(shí)存在，且地面冷戰(zhàn)線(xiàn)的向上運(yùn)動(dòng)與高空急流二次循環(huán)的向上氣流重疊，促進(jìn)了大風(fēng)天氣過(guò)程的形成和發(fā)展。

根據(jù)地面實(shí)況圖，在3日的08∶00，新右旗處于鋒前暖區(qū)的控制之下，高空湍流有助于產(chǎn)生向上運(yùn)動(dòng)。4日凌晨8點(diǎn)，新右旗受到了前線(xiàn)后的寒冷控制，高空湍流下沉并幫助增加了鋒面的斜壓性。在4日08時(shí)，50hPa情況場(chǎng)中的高空槽與湍流軸線(xiàn)重疊，無(wú)疑增加了地面壓力場(chǎng)中的壓力梯度，這是造成4日新右旗10級(jí)大風(fēng)的主要因素之一。5日的08∶00，在湍流出口區(qū)域右側(cè)的二次渦流平流的影響下，貝湖附近地面的高壓急劇增加，導(dǎo)致了冷空氣的積累并促進(jìn)了寒冷天氣的發(fā)生。

4.2 垂直速度

2日17時(shí)，新右旗南部上空處于強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)控制，說(shuō)明，受南下冷空氣影響新右旗上空的大氣層結(jié)開(kāi)始變得不穩(wěn)定，不穩(wěn)定的大氣層結(jié)有利于空氣的動(dòng)力下傳，導(dǎo)致地面大風(fēng)的形成。此后，新右旗一直處于上升運(yùn)動(dòng)區(qū)控制，趨勢(shì)較穩(wěn)定，直到3日23時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度再次加大，持續(xù)到14時(shí)有所減弱，之后轉(zhuǎn)為負(fù)值，即為下沉運(yùn)動(dòng)控制，大氣層結(jié)逐漸轉(zhuǎn)為穩(wěn)定趨勢(shì)，也預(yù)示著大風(fēng)過(guò)程的結(jié)束。

5.結(jié)語(yǔ)

此次大風(fēng)天氣過(guò)程按照內(nèi)蒙古地區(qū)對(duì)大風(fēng)天氣的分型標(biāo)準(zhǔn)可歸于低渦旋轉(zhuǎn)型。

本次大風(fēng)過(guò)程的主要影響系統(tǒng)是高空冷渦與地面氣旋的配合。冷鋒過(guò)境后，冷空氣堆積，在脊前偏北大風(fēng)的引導(dǎo)下爆發(fā)了寒潮天氣過(guò)程。

本次過(guò)程新右旗一直處于上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，說(shuō)明高空大氣層結(jié)很不穩(wěn)定，空氣的動(dòng)力下傳較強(qiáng)，有利于大風(fēng)的形成。

地面鋒面過(guò)境和氣壓梯度加大后開(kāi)始出現(xiàn)大風(fēng)，氣壓梯度減小時(shí)大風(fēng)結(jié)束。說(shuō)明大風(fēng)出現(xiàn)在冷鋒后正負(fù)變壓區(qū)交替階段。