呼倫貝爾市2021年3月15日大風(fēng)天氣分析

劉 娜，苗春艷

1.內(nèi)蒙古海拉爾區(qū)氣象局，內(nèi)蒙古海拉爾 021008；2.內(nèi)蒙古阿榮旗氣象局，內(nèi)蒙古那吉屯 162750

風(fēng)是由空氣的水平運動而形成的，大風(fēng)則是空氣大規(guī)模流動的結(jié)果，是某時段內(nèi)出現(xiàn)的最大平均風(fēng)速值[1]。在春季，大風(fēng)天氣往往是由冷空氣大規(guī)模活動引起的。一般將風(fēng)速達到6級或以上的風(fēng)稱為大風(fēng)。大風(fēng)是一種破壞力很強的災(zāi)害性天氣。

呼倫貝爾市位于內(nèi)蒙古東北部，地處中緯度內(nèi)陸，屬于明顯的大陸性氣候。大風(fēng)天氣會給農(nóng)牧業(yè)的生產(chǎn)、生活帶來嚴重影響。呼倫貝爾市的大風(fēng)天氣主要出現(xiàn)在冬春季節(jié)，尤其是春季，地域分布主要在呼倫貝爾的牧業(yè)地區(qū)。就2021年3月15日一次全市的大風(fēng)天氣過程的成因進行了總結(jié)與分析，以期找出本地大風(fēng)天氣形成的物理原因[2]。小能見度小于50 m出現(xiàn)在滿洲里市（24 m）、新巴爾虎右旗（18 m）、新巴爾虎左旗（31 m）。

牧區(qū)受災(zāi)人口674人，3頭牛、18只羊死亡，30頭牛、400只羊走失。移動棚圈、蔬菜大棚、井房等受損334座。滿洲里市、新巴爾虎左旗全天停課。海拉爾區(qū)、陳巴爾虎旗、鄂溫克旗等地的幼兒園、中小學(xué)、高中停課半天。3月15日境內(nèi)客車停運，海拉爾東山機場、滿洲里西郊國際機場取消當(dāng)天上午所有航班。此次強風(fēng)同時伴有降雪，風(fēng)雪彌漫，能見度特低，對交通運輸和居民出行產(chǎn)生極大的影響，還使城鎮(zhèn)市區(qū)部分供電線路出現(xiàn)故障，導(dǎo)致出現(xiàn)短時停電、停水[3]。

1 天氣實況及災(zāi)情

2021年3月15日，呼倫貝爾市出現(xiàn)強風(fēng)天氣過程，海拉爾、滿洲里、新巴爾虎右旗、陳巴爾虎旗、鄂溫克族自治旗共5個國家氣象站極大風(fēng)速突破歷史極值。據(jù)統(tǒng)計全市204個測風(fēng)氣象監(jiān)測站共有92個站最大風(fēng)力達到7級以上，其中有4個站最大風(fēng)力達到11級、11個站最大風(fēng)力達到10級、18個站最大風(fēng)力達到9級、24個站最大風(fēng)力達到8級、37個站最大風(fēng)力達到7級(13.9～17.1 m/s)。由于伴有降雪天氣，狂風(fēng)裹挾降雪，導(dǎo)致能見度極低，使全市大部分地區(qū)出現(xiàn)罕見的雪暴現(xiàn)象，最

2 環(huán)流形勢分析

2.1 500 hPa環(huán)流形勢分析

2021年3月14日08:00，500 hPa歐亞大陸為兩脊一槽型，在烏拉爾山附近有一個發(fā)展加強的高壓脊，脊線位于65°E，脊前是一支很強的西北氣流帶。貝加爾湖西部有一低槽，并伴隨-36℃的冷中心；14日20:00低槽東移加深，上游高壓脊發(fā)展，沿著脊前的西北氣流，不斷有冷空氣下滑，冷平流大大加強，高空槽加深；15日08:00，低槽繼續(xù)發(fā)展南壓，形成冷渦，冷平流加強，冷空氣南下，使得冷渦迅速加深，冷渦中心位于呼倫貝爾市西部地區(qū)，等高線特別密集，出現(xiàn)明顯的大風(fēng)降溫天氣；15日20:00，系統(tǒng)進一步東移，渦前暖平流渦后冷平流旺盛，冷渦發(fā)展加深南壓（圖1～圖4）。

圖1 2021年3月14日08:00 500 hPa高度場

圖3 2021年3月15日08:00 500 hPa高度場

圖4 2021年3月15日20:00 500 hPa高度場

2.2 850 hPa環(huán)流形勢分析

14日08:00，850 hPa溫 度 場 落 后于高度場，受槽前西南氣流影響；14日20:00，隨著系統(tǒng)東移，低壓槽加深形成低渦，呼倫貝爾市受西南急流控制。15日08:00，低渦東移，渦前暖平流明顯，渦后冷平流很強。這種配置有利于低渦和地面氣旋的維持與發(fā)展，渦后較強的冷平流有利于大風(fēng)天氣的發(fā)生，冷渦對應(yīng)地區(qū)存在風(fēng)場輻合，為降雪提供了動力條件；15日20:00，冷渦東移，冷渦中心移出，北部存在切變，切變線很快南移，因此降水量不大，維持時間也不長（圖5～圖8）。

圖5 2021年3月14日20:00 850 hPa高度場

圖6 2021年3月14日20:00 850 hPa高度場

圖7 2021年3月15日08:00 850 hPa高度場

圖8 2021年3月15日08:00 850 hPa高度場

2.3 地面系統(tǒng)分析

從地面影響系統(tǒng)演變來看，此次大風(fēng)天氣過程主要是地面冷鋒過境影響造成的。從前期地面形勢場分析來看，呼倫貝爾市2021年3月12—13日一直處于較強的正變溫、負變壓控制，這種環(huán)境條件使得地表和近地面空氣在白天可以吸收大量太陽輻射積聚的能量，造成地面溫度和近地面氣溫較高，為大風(fēng)產(chǎn)生創(chuàng)造了必要的熱力條件。14日08:00，蒙古氣旋已經(jīng)發(fā)展完成，呼倫貝爾市位于其前部，氣旋中心強度為992.5 hPa；15日08:00，蒙古氣旋進一步東移發(fā)展，中心強度加強為982.5 hPa，與蒙古高壓之間的等壓線十分密集，10個緯距內(nèi)有15條以上的等壓線，鋒區(qū)明顯加強，強大的氣壓梯度和強冷鋒是造成地面大風(fēng)的主要原因。14:00，海平面氣壓場，呼倫貝爾自西向東氣壓梯度達到27.5 hPa（11條等壓線），梯度極大。EC 10 m 風(fēng)場，08:00，牧區(qū)西部達到16～20 m/s；14:00，大風(fēng)速范圍進一步加大，牧區(qū)、林區(qū)西部達到14～16 m/s（圖9～圖12）。

圖9 2021年3月14日08:00地面系統(tǒng)

圖10 2021年3月14日20:00地面系統(tǒng)

圖12 2021年3月15日20:00地面系統(tǒng)

2.4 高空急流

強冷空氣南下使南北溫度梯度加大，鋒區(qū)加強，高空急流發(fā)展強盛，為大風(fēng)的形成提供了動力條件。另外，高空急流左側(cè)輻散區(qū)對冷渦的形成和發(fā)展具有積極作用。850 hPa高度場存在低空急流，有利于西南暖濕氣流和能量積累，高、低空急流耦合作用明顯；500 hPa冷渦加強，熱力、動力性配合地形條件；300 hPa貝加爾湖西部西北急流，隨著系統(tǒng)的東移，急流軸進入呼倫貝爾市，最大風(fēng)速達到40 m/s；200 hPa高度場存在高空急流，出口區(qū)左側(cè)，抽吸作用明顯；高空急流的動量下傳和層結(jié)因素對強風(fēng)發(fā)生具有重要作用[4]。

圖11 2021年3月15日08:00地面系統(tǒng)

2.5 次級環(huán)流與動量下傳機制

對流層的中、上部存在一支較強的高空急流，低層則是暖性低壓系統(tǒng)，大氣層結(jié)表現(xiàn)出明顯的不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)高空溫壓場形勢使得高空槽前出現(xiàn)明顯的暖平流、槽后出現(xiàn)明顯的冷平流時，使暖區(qū)的上升運動和冷區(qū)的下沉運動得到發(fā)展，形成明顯的對流運動。這樣就由冷區(qū)的下沉運動、低層由冷區(qū)指向暖區(qū)的水平運動和暖區(qū)的上升運動構(gòu)成了鉛直方向上次級的環(huán)流。

由于次級環(huán)流的下沉支處于高空急流軸入口區(qū)的左側(cè)下方，所以次級環(huán)流的主要作用是將高空急流的動量傳遞到地面，因此次級環(huán)流是大風(fēng)天氣中動量下傳的重要機制。由于次級環(huán)流在低層的水平運動是由冷區(qū)指向暖區(qū)的，這將會進一步提升地面風(fēng)速，有利于產(chǎn)生大風(fēng)天氣。

3 預(yù)報服務(wù)情況

（1）準確預(yù)報，提前預(yù)警。針對此次過程，市氣象臺3月12日發(fā)布了《重要氣象報告》，預(yù)報大風(fēng)、雨雪及降溫出現(xiàn)的時間、落區(qū)和量級，并強調(diào)此次災(zāi)害天氣明顯，提出科學(xué)合理的服務(wù)建議。3月14—15日先后發(fā)布了《寒潮藍色預(yù)警信號》1期、《大風(fēng)藍色預(yù)警信號》1期、《大風(fēng)黃色預(yù)警信號》2期、《道路結(jié)冰黃色預(yù)警信號》3期。同時，市氣象臺指導(dǎo)相應(yīng)旗（市、區(qū)）氣象臺發(fā)布預(yù)報預(yù)警信息。

（2）跟蹤服務(wù)，及時高效。3月15日11:00跟蹤制作發(fā)布《氣象信息專報》，描述了3月14—15日呼倫貝爾市牧區(qū)出現(xiàn)明顯大風(fēng)天氣實況，多地風(fēng)速突破歷史極值：跟蹤監(jiān)測大風(fēng)、雨雪天氣實況以及分析牧區(qū)大部風(fēng)力突破歷史極值，并預(yù)測15日傍晚雨雪天氣將基本結(jié)束，大風(fēng)到夜間也有所減弱。預(yù)測3月16日開始各地天氣轉(zhuǎn)好，風(fēng)力轉(zhuǎn)小，氣溫回升，提示雪后升溫需防范高空墜冰并及時排除隱患。該產(chǎn)品獲得主管領(lǐng)導(dǎo)簽批。

（3）存在的不足之處。雖然提前發(fā)布了預(yù)報預(yù)警，但是仍然造成了一定災(zāi)情。主要原因是影響預(yù)報和風(fēng)險預(yù)警服務(wù)沒有及時跟進，即使用戶接到氣象部門預(yù)報預(yù)警信息，但是對其造成的災(zāi)情和影響明顯估計不足。

4 結(jié)論

（1）高空冷渦和強冷空氣為大風(fēng)產(chǎn)生提供了有利的大尺度環(huán)流背景。高空冷渦配合地面發(fā)展深厚的氣旋，是形成呼倫貝爾市此次降雪、大風(fēng)天氣過程的主要影響系統(tǒng)，前期暖空氣勢力偏強，后期極地強冷空氣堆積南下，冷、暖空氣共同作用，形成非常強的變溫和變壓梯度，其熱力性質(zhì)使得系統(tǒng)前后氣壓梯度較大，是大風(fēng)天氣的主要原因。

（2）烏拉爾山高壓脊的形成和加強東移、貝湖以西的低槽東移加深形成冷渦，為此次大風(fēng)和寒潮提供了有利的高空環(huán)流背景。地面強的鋒區(qū)和強的氣壓梯度力為大風(fēng)產(chǎn)生提供了有利的動力條件。

（3）次級環(huán)流加強動量下傳作用，提升地面風(fēng)速。

（4）預(yù)報服務(wù)分析，總結(jié)成功及不足之處。氣象服務(wù)方面，多渠道發(fā)布傳播停運、停課信息，并積極與有關(guān)部門協(xié)調(diào)溝通，提前給相關(guān)部門發(fā)送預(yù)警信號，提醒相關(guān)部門加強防范。發(fā)布了重要天氣報告和9期相關(guān)的預(yù)警信號，預(yù)報、預(yù)警的總體情況與實況相符。