果洛地區一次寒潮天氣過程分析

周措毛，劉金青，張彩霞，馬玉花，李大鵬

1.青海省果洛州氣象局，青海果洛 814000；2.果洛州達日縣氣象局，青海達日 814200

寒潮是影響青海的主要災害性天氣之一，強大冷空氣的堆積暴發會造成劇烈的降溫和大風雪，當冷暖空氣交會時，會形成大范圍的降水，對人們的生產生活造成巨大的影響[1]。強冷空氣會使地面迅產生霜凍，劇烈降溫會造成人、畜、農作物、牧草損害，伴隨其出現的暴雪、大風等天氣會造成雪災、道路結冰等災害，嚴重影響陸地、航空交通，造成巨大的人力、經濟損失[2]。保廣裕等[3]統計了青海省1980—2000年的冬半年寒潮天氣過程，采用天氣學、動力學及統計學等研究方法分析了這些寒潮過程的天氣形勢、冷空氣影響路徑及氣候背景等，歸納總結出青海省寒潮天氣預報指標，建立寒潮預報模型；張青梅等[4]通過分析青海東部初冬季節出現的一次大到暴雪寒潮天氣，獲取到季節轉換期間青海東部地區出現寒潮暴雪的氣候特征，認識降水相態變化機理，利于指導該類天氣的預報預警；還有學者利用常規的高低空氣象觀測資料分析了青海省2017年10月7—9日的大范圍寒潮天氣過程，認為這類時段出現的寒潮是季節轉化期間常見的氣象災害，低槽南壓、冷渦引導冷空氣自北向南入侵以及西伯利亞地面冷高壓南下引發寒潮天氣，穩定維持的副熱帶高壓為寒潮降雪提供充足的水汽來源。果洛位于青海省的東南部，以畜牧業為第一產業，對氣候變化依賴性較強，尤其是冬半年寒潮天氣帶來的降溫、暴雪等災害對其影響更嚴重。例如，2019年冬季雪災造成果洛地區牲畜、牧草損害[5]。果洛地處高海拔地區，氣溫變化復雜，氣象要素影響因子多變，冷空氣特征不如平原明顯，因此研究寒潮天氣過程，建立寒潮個例庫，揭示寒潮形成機理，有利于建立寒潮指標，為此類天氣的預報研究提供參考[6-7]。

1 天氣概況

根 據 GB/T 20484—2017《冷 空 氣等級標準》的規定，定義：“日平均氣溫24 h內降幅≥8℃，而且使該地日最低氣溫≤4℃的冷空氣活動”為寒潮。2020年10月14日，強冷空氣影響果洛大部地區，這次強冷空氣活動具有陣風風力大、降溫幅度大、最高氣溫下降明顯等特點。期間，瑪沁、達日、甘德、班瑪、久治的氣象站點日平均氣溫均下降了8℃以上，其中久治哇爾依鄉降幅最明顯，日平均下降了15.5℃。玉樹、格爾木、海西、果洛的氣象站點風速大于16 m/s，其中雜多昂賽思鄉極大風速達30.1 m/s。另外，此次寒潮天氣局地性較強，寒潮主要集中于果洛西部，玉樹地區雖然出現了降溫天氣，但降溫幅度均小于8℃，未達到寒潮標準。

表1 2020年10月13—14日果洛地區變溫實況

2 形勢演變分析

2.1 500 hPa環流背景及影響系統

分析13日08:00 500 hPa高空圖（圖1a），新地島有低槽發展，槽后有強的偏北風，最大風速達22 m/s，引導冷空氣向東南輸送。烏拉爾山地區配合有強盛的脊區，脊前的偏北氣流將冷空氣輸送至西伯利亞，冷空氣迅速在關鍵區堆積（70°E～90°E，43°N～65°N）。在 西藏高原后方，由于烏拉爾山高壓脊和高原地形的阻擋，使得此地形成了深厚的切斷低渦，并配合-20℃的冷中心，低渦槽與影響果洛地區的短波槽形成階梯形勢。14日關鍵區冷空氣堆積強盛（圖1b），貝加爾湖地區有冷槽，中心低至-32℃。烏拉爾山高壓脊東移，且經向性增劇，脊前冷平流加強。

圖1 500 hPa高空形勢（a.13日08:00；b.14日08:00）

此次天氣過程降溫主要受新疆槽東移南壓影響。位于里海的高壓脊不斷東移，促使新疆槽東移南壓，造成了此次寒潮天氣。位于伊朗高原切斷低渦向東北方向移動，在新疆槽后產生趕槽作用，使新疆槽不斷移動。印度低渦不斷北抬，與新疆槽氣旋性接通，橫穿高原，在果洛地區形成了強降溫。

2.2 地面形勢分析

由圖2可看出，13日08:00烏拉爾山東側高壓脊在巴爾喀什湖與、貝加爾湖西南側、蒙古形成閉合系統，冷高壓中心數值分別為1 035、1 035、1 037.5 hPa。冷高壓前部冷空氣向東南方向輸送，此時冷鋒系統位于新疆東南部至青海茫崖一線，冷高壓前部至冷鋒后部，等壓線密集。13日白天青海南部受暖低壓控制，升溫降壓，14:00班瑪3 h變壓達40 hPa，白天班瑪縣最高氣溫達24.0℃，突破歷史第二高值，達日、甘德分別達20.0℃、19.4℃，為14日降溫寒潮天氣的形成提供了條件。

圖2 2020年10月13—14日冷鋒與地面冷高壓移動路徑

同時，巴爾喀什湖冷高壓沿西北路徑東移南壓，13日23:00移至南疆，受阿爾泰山和天山阻擋的影響，高壓中心降為1 030 hPa。14日08:00高壓系統東移到了冷湖、大柴旦與小灶火之間，高空有負渦度平流，高壓加強，中心數值達到1 032.5 hPa，前沿冷鋒位于海西—瑪多地區。15:00冷高壓移至果洛，中心數值升至1 035 hPa，強盛的冷空氣入侵，氣溫驟降，寒潮天氣暴發。20:00冷暖平流減弱，冷鋒消散。

3 物理量場分析

24 h變壓反映了某地氣柱總質量的變化，能體現出地面與低空系統的變化。14日15:00的24 h變 壓圖（圖3）上除海西大部外，青藏高表現為正變壓，變壓中心位于果洛，中心變壓達61 hPa,與寒潮冷高壓中心位置基本一致。其在東部地區表現為10～20 hPa正變壓，有小幅的降溫，但未達到寒潮的標準。寒潮冷高壓過境后，新疆至海西一帶受一中心值為1 020 hPa的低壓控制，氣壓降低明顯，海西地區24 h平均溫度呈小幅上升趨勢。

圖3 2020年10月14日15:00 24 h變壓

4 可預報性分析

此次天氣過程局地性較強，未達到青海南部寒潮標準，但是達到了南部強降溫標準。南部10個代表站中，有3個站24 h內日平均氣溫下降6℃，且最低氣溫下降到-5℃時稱為南部強降溫。根據《青海天氣氣候》對南部寒潮、強降溫天氣的預報指標分析發現：（1）500 hPa高空圖上馬鬃山、酒泉、張掖、巴彥諾爾公、額濟納旗等5個氣象站氣溫均≤-20℃，民勤氣溫為-19℃，未達到其中2站≤-30℃的指標；（2）玉樹與酒泉站500 hPa溫度差為18℃，達日與酒泉站的500 hPa溫度差為13℃，滿足溫度差≥8℃的標準；（3）酒泉站500 hPa為20 m/s的西北風、張掖西北風20 m/s、馬鬃山西北風18 m/s、額濟納旗西北風26 m/s，滿足4站中有3站吹西北風且風速≥12 m/s的規定。

綜上分析：當500 hPa高空馬鬃山、酒泉、張掖、巴彥諾爾公、額濟納旗等5個氣象站氣溫≤-20℃，同時滿足第二、三條指標的規定時，可以預報未來24 h南部地區可能出現強降溫天氣。當3條指標同時滿足時，可以預報24 h南部地區可能出現寒潮天氣。

5 結論

通過 分 析2020年10月13—14日出現在青海南部的寒潮、強降溫天氣過程，得出以下結論：

（1）此次過程主要受新疆短波槽東移南壓影響，引導西伯利亞堆積的冷空氣南下，再加上地面寒潮冷高壓的配合，共同導致了此次強降溫天氣過程。

（2）此次降溫天氣過程的局地性較強。受地面冷鋒影響，海西、玉樹等地區出現了大風天氣，玉樹部分地區達到了強降溫標準，但寒潮天氣只出現在果洛西部地區。

（3）前期果洛處于暖平流區，受其影響，回暖明顯，為14日冷空氣入侵，氣溫驟降提供了有利條件。