呼倫貝爾市2021年3月15日大風天氣分析

劉 娜，苗春艷

1.內蒙古海拉爾區氣象局，內蒙古海拉爾 021008；2.內蒙古阿榮旗氣象局，內蒙古那吉屯 162750

風是由空氣的水平運動而形成的，大風則是空氣大規模流動的結果，是某時段內出現的最大平均風速值[1]。在春季，大風天氣往往是由冷空氣大規模活動引起的。一般將風速達到6級或以上的風稱為大風。大風是一種破壞力很強的災害性天氣。

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

牧區受災人口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、陳巴爾虎旗、鄂溫克旗等地的幼兒園、中小學、高中停課半天。3月15日境內客車停運，海拉爾東山機場、滿洲里西郊國際機場取消當天上午所有航班。此次強風同時伴有降雪，風雪彌漫，能見度特低，對交通運輸和居民出行產生極大的影響，還使城鎮市區部分供電線路出現故障，導致出現短時停電、停水[3]。

1 天氣實況及災情

2021年3月15日，呼倫貝爾市出現強風天氣過程，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速突破歷史極值。據統計全市204個測風氣象監測站共有92個站最大風力達到7級以上，其中有4個站最大風力達到11級、11個站最大風力達到10級、18個站最大風力達到9級、24個站最大風力達到8級、37個站最大風力達到7級(13.9～17.1 m/s)。由于伴有降雪天氣，狂風裹挾降雪，導致能見度極低，使全市大部分地區出現罕見的雪暴現象，最

2 環流形勢分析

2.1 500 hPa環流形勢分析

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，低槽繼續發展南壓，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，等高線特別密集，出現明顯的大風降溫天氣；15日20:00，系統進一步東移，渦前暖平流渦后冷平流旺盛，冷渦發展加深南壓（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展，渦后較強的冷平流有利于大風天氣的發生，冷渦對應地區存在風場輻合，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 地面系統分析

從地面影響系統演變來看，此次大風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，為大風產生創造了必要的熱力條件。14日08:00，蒙古氣旋已經發展完成，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個緯距內有15條以上的等壓線，鋒區明顯加強，強大的氣壓梯度和強冷鋒是造成地面大風的主要原因。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 風場，08:00，牧區西部達到16～20 m/s；14:00，大風速范圍進一步加大，牧區、林區西部達到14～16 m/s（圖9～圖12）。

圖9 2021年3月14日08:00地面系統

圖10 2021年3月14日20:00地面系統

圖12 2021年3月15日20:00地面系統

2.4 高空急流

強冷空氣南下使南北溫度梯度加大，鋒區加強，高空急流發展強盛，為大風的形成提供了動力條件。另外，高空急流左側輻散區對冷渦的形成和發展具有積極作用。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，隨著系統的東移，急流軸進入呼倫貝爾市，最大風速達到40 m/s；200 hPa高度場存在高空急流，出口區左側，抽吸作用明顯；高空急流的動量下傳和層結因素對強風發生具有重要作用[4]。

圖11 2021年3月15日08:00地面系統

2.5 次級環流與動量下傳機制

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，大氣層結表現出明顯的不穩定狀態。當高空溫壓場形勢使得高空槽前出現明顯的暖平流、槽后出現明顯的冷平流時，使暖區的上升運動和冷區的下沉運動得到發展，形成明顯的對流運動。這樣就由冷區的下沉運動、低層由冷區指向暖區的水平運動和暖區的上升運動構成了鉛直方向上次級的環流。

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

3 預報服務情況

（1）準確預報，提前預警。針對此次過程，市氣象臺3月12日發布了《重要氣象報告》，預報大風、雨雪及降溫出現的時間、落區和量級，并強調此次災害天氣明顯，提出科學合理的服務建議。3月14—15日先后發布了《寒潮藍色預警信號》1期、《大風藍色預警信號》1期、《大風黃色預警信號》2期、《道路結冰黃色預警信號》3期。同時，市氣象臺指導相應旗（市、區）氣象臺發布預報預警信息。

（2）跟蹤服務，及時高效。3月15日11:00跟蹤制作發布《氣象信息專報》，描述了3月14—15日呼倫貝爾市牧區出現明顯大風天氣實況，多地風速突破歷史極值：跟蹤監測大風、雨雪天氣實況以及分析牧區大部風力突破歷史極值，并預測15日傍晚雨雪天氣將基本結束，大風到夜間也有所減弱。預測3月16日開始各地天氣轉好，風力轉小，氣溫回升，提示雪后升溫需防范高空墜冰并及時排除隱患。該產品獲得主管領導簽批。

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

4 結論

（1）高空冷渦和強冷空氣為大風產生提供了有利的大尺度環流背景。高空冷渦配合地面發展深厚的氣旋，是形成呼倫貝爾市此次降雪、大風天氣過程的主要影響系統，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，其熱力性質使得系統前后氣壓梯度較大，是大風天氣的主要原因。

（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，為此次大風和寒潮提供了有利的高空環流背景。地面強的鋒區和強的氣壓梯度力為大風產生提供了有利的動力條件。

（3）次級環流加強動量下傳作用，提升地面風速。

（4）預報服務分析，總結成功及不足之處。氣象服務方面，多渠道發布傳播停運、停課信息，并積極與有關部門協調溝通，提前給相關部門發送預警信號，提醒相關部門加強防范。發布了重要天氣報告和9期相關的預警信號，預報、預警的總體情況與實況相符。