三門峽市一次寒潮天氣過程的預報和服務簡析

摘要 利用常規天氣資料和數值預報產品，應用天氣分析和診斷分析方法，對2020年2月14—16日發生在三門峽市的一次寒潮天氣過程的環流背景與影響系統進行綜合分析。結果表明：此次寒潮天氣過程主要是由地面冷高壓和500 hPa上貝加爾湖以北的冷渦引導較強冷空氣南下造成的。EC數值預報的高度場、溫度場、氣壓場對此次寒潮天氣過程都表現出較好的預報能力。結合此次寒潮過程的服務情況，可以為今后做好三門峽市寒潮等災害性天氣過程的預報預警服務提供參考。

關鍵詞 寒潮；冷高壓；冷渦；氣象服務

中圖分類號：P458.1 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）06–0094-03

寒潮是一種大型天氣過程，由高緯度地區的寒冷空氣，在特定天氣形勢下快速加強并向中緯度地區入侵，會造成沿途大面積的大風、劇烈降溫、雨雪天氣[1]。由寒潮引發的大風、霜凍、雪災、雨凇等災害會對農牧業、交通、電力以及人們日常活動和身體健康產生很大的影響。寒潮與冷空氣活動密切聯系，冷空氣的活動在數值預報上有所反應。根據河南省的寒潮標準，在一次降溫過程中，最低氣溫24 h內下降8 ℃以上，或48 h內下降10 ℃以上，且最低氣溫降至4 ℃以下，即為一次寒潮過程。寒潮也是影響三門峽地區較為嚴重的氣象災害之一。選取常規觀測資料，采用天氣學分析方法，對2020年2月14—16日寒潮天氣過程進行分析，進一步提高人們對寒潮天氣的機理認知，為今后提高三門峽市寒潮天氣過程的預報準確率和及時率提供科學依據。

1 天氣概況

2020年2月14—16日，受強冷空氣影響，三門峽市出現了大范圍降溫、大風和降雪天氣過程。14—15日大部分地區24 h降溫幅度達到了寒潮標準（表1）。

2 環流背景與影響系統

2.1 高空環流形勢

2020年2月14—16日發生的寒潮天氣過程，是由500 hPa上貝加爾湖北部的高空冷渦引導冷空氣擴散南下和地面冷高壓共同造成的。從2月11日20：00 500 hPa高空圖（圖1a）可以看到，

烏拉爾山地區受強盛的高壓脊控制，在貝加爾湖以北有一冷渦，冷中心強度達-44 ℃，冷渦中心至新疆北部地區有一橫槽，系統移動較為緩慢。12日20：00高壓脊加強形成阻塞高壓，不斷引導西伯利亞地區的冷空氣在貝加爾湖附近的橫槽內聚集，形成一股極寒的冷空

氣[2]。13日20：00冷渦開始影響俄羅斯東部地區，橫槽前部為冷平流且同時有階梯槽形成，后部正變高為暖平流，符合橫槽轉豎相關特征[3]。14日08：00橫槽轉豎，又有一冷渦形成于河套地區北部，冷中心強度達到-40 ℃（圖1b），隨后低槽向南移動且加深發展，持續引導冷空氣南下。橫槽轉豎后不斷加深發展，致使冷空氣不斷補充南下，在強冷空氣的持續作用下，三門峽地區出現了連續降溫，在15日夜間出現了寒潮天氣。

2.2 地面影響系統

在地面圖上，13日08：00冷高壓中心位于貝加爾湖以西，冷高壓中心強度達1 050 hPa，此時三門峽地區仍受地面暖低壓控制。隨后系統不斷東移發展，冷空氣也沿東南方向不斷擴散南下。冷鋒前沿于13日20：00到達河套中部地區（圖2a），氣壓梯度同時增大，13日夜間冷空氣開始影響三門峽地區，同時貝加爾湖西南部的冷中心仍然維持，且強度增強至1 070 hPa，14日白天，冷高壓中心強度雖稍有減弱，但分裂出多個冷中心，其擴散南下的冷空氣經河套地區不斷向東南方向移動，繼續影響三門峽地區[4]。直至16日，三門峽一直受此穩定高壓控制（圖2b），從而導致最低氣溫不斷下降，且維持在較低水平。

2.3 物理量場分析

造成強降溫天氣，需要有一定強度的冷空氣，某地區溫度的變化決定于溫度平流和非絕熱因子的作用。溫度平流主要考慮平流冷暖性質和強度，非絕熱因子則考慮輻射、水汽凝結、蒸發和地面感熱對氣溫的影響，氣溫的非絕熱變化主要體現在氣溫的日變化和氣團變性上[5]。在此次寒潮天氣的過程中，2月14日有大范圍的鋒面云系和弱降水，因此太陽輻射和地表輻射所引起的氣溫日變化較小。降水過程中的水汽凝結和蒸發作用雖然會使氣溫有所下降，但是氣溫驟降主要是由冷平流引起的。

此次寒潮過程受到西北路冷空氣的影響，且在冷空氣入侵前，三門峽市受暖低壓控制，前期的高溫高濕狀態為暴發寒潮天氣提供了能量聚集條件。寒潮過程的強降溫都是由強冷平流的輸送引起的，強盛的冷平流是造成氣溫驟降的主要原因。冷平流影響三門峽時入侵迅速，且到達三門峽地區后有持續的冷平流輸送，因此形成本次寒潮過程的最低氣溫較低。

3 預報預警和氣象服務特點

3.1 預報預警服務及時

寒潮暴發的必要條件就是強冷空氣在西伯利亞、蒙古堆積。預報冷空氣的堆積程度，一般可根據500 hPa、700 hPa和850 hPa天氣圖上冷中心和地面圖上冷高壓中心氣壓值進行判斷。根據三門峽市多個寒潮個例分析，每年12至翌年2月，90°E～100°E或者110°E～120°E貝加爾湖附近范圍內，500 hPa中心溫度達-44 ℃或者更低、700 hPa上中心溫度為-36 ℃或者更低、850 hPa上中心溫度為-24 ℃或更低的冷中心。在地面圖上，在新疆北部，貝加爾湖以西區域有較強的冷高壓相配合，中心氣壓值達1 060 hPa或以上，說明冷空氣已經堆積到足夠強度。

當具備強冷空氣堆積條件后，寒潮天氣何時暴發成為預報的關鍵。對于橫槽型的寒潮天氣，當橫槽轉豎或旋轉南下時將引導冷空氣南下，導致影響地區強烈降溫達到寒潮暴發的條件，橫槽轉豎的預報著眼點：（1）冷舌或冷中心超前于橫槽，槽前有負變高，槽后有暖平流并有正變高，變高梯度指向東南或南，則橫槽將轉豎；（2）當橫槽后的東北風發生逆轉變為北風或西北風，則橫槽轉豎，風的偏北分量越大，則越有利于轉豎；（3）如果阻塞高壓崩潰或發生不連續后退，則橫槽轉豎或南壓。

近年來，隨著災害性天氣頻繁發生，社會公眾對氣象服務提出了更高的要求。三門峽市氣象局積極作為，依托三門峽市氣象災害防御和人工影響天氣指揮部、黃河三門峽庫區豫晉陜氣象聯防協作平臺，發揮三門峽市防汛抗旱指揮部與三門峽市減災委員會成員單位的作用，加強區域聯防對系統外部門溝通協調和系統內跨區域協調，建立聯動工作機制。在發生災害性、關鍵性、轉折性以及突發性天氣時，聯防區氣象局通過聯防信息共享平臺、區域聯防微信群、傳真、電話等形式加強災害性天氣監測聯防和信息交流，做到盡早發現、互相提醒、提前預警，形成“橫向到邊”“縱向到底”的災害性天氣聯防戰線，最大限度地避免或減輕氣象災害損失。氣象災害信息的互通，能夠有效預報預警，為防災減災贏得寶貴的時間。

為應對此次寒潮天氣過程，三門峽市氣象局利用現代化氣象監測手段，認真研判、提前服務。2月13日發布《大風降溫重要天氣報告》，13日13：00啟動重大氣象災害（寒潮）Ⅲ級應急響應，13日16：52發布寒潮藍色預警，14—17日過程期間指導市（縣）各級氣象部門發布多期寒潮藍色和大風藍色預警信號，并積極組織開展人工增雪作業，14日下午至夜間在自然降雪和人工增雪的共同作用下，盧氏縣出現3.3 mm的降雪，同時市（縣）各級氣象部門積極組織天氣會商、及時發布氣象預警信號。準確及時的預報、預警服務為政府相關部門開展防災減災工作贏得了時間，減少了經濟損失。

3.2 多渠道，受眾面更廣

三門峽市氣象局構筑以面向公眾氣象預報預警服務、面向政府部門的決策氣象服務為綱，以多手段、多層次、多方位的服務節點為目標的區域聯防信息氣象系統內外雙閉環服務網。在此次寒潮過程發生前，借助傳統媒體（電視、電話、傳真、短信、電子顯示屏等）和新媒體如微博、微信等平臺，主動告知公眾可能會有一次強降溫過程，并及時更新實況天氣信息、發布未來的天氣趨勢。寒潮期間，三門峽市氣象局官方微信公眾號“三門峽微天氣”緊跟天氣變化，發布重要天氣信息：《重要天氣：寒潮來襲，氣溫大跳水》《今年以來最強寒潮來襲！中央氣象臺專家詳解其特點成因與影響》和《我市有大風、強降溫，請注意防范》等，提醒公眾注意防范寒潮、大風、雨雪、降溫。此次寒潮過程服務產品多樣化，服務范圍覆蓋廣，受到公眾的廣泛關注，公眾號閱讀量和粉絲量有明顯提升。及時與當地廣播電視臺、工信、宣傳等部門進行溝通和對接，建立合作機制，建設廣播、電視、互聯網、短信、公眾終端等方式的預警信息發布綠色通道。

3.3 部門聯動，做好氣象服務保障

三門峽市氣象局不斷推動地方政府健全預警信息應急責任人制度，提高基層防災減災能力。逐年更新政府、相關部門和單位應急責任人制度，確保100%應急責任人至少有一種手段可有效接收預警信息。相關部門根據預報預警服務信息提前啟動應急預案，采取相應的措施，為市民出行和農業生產提供有力的保障。市交警支隊可以通過交警支隊官方微博、微信及時轉發市氣象局的重要天氣報告、預警信號等信息，并提醒公眾關注過程天氣等注意事項。部門之間的有效聯動能夠拓展氣象預報預警的發布渠道，增加受眾群，更有利于氣象服務工作的開展。組織氣象、農業專家聯盟開展會商，為種養殖大戶、涉農企業、新型農業經營主體等開展直通式氣象服務。農戶重點關注大風降溫天氣對設施農業和畜禽養殖業的影響，設施大棚要及時采取加固棚膜、覆蓋保溫、棚內加溫等措施，防止遭受低溫凍害。

4 結論

（1）此次寒潮天氣過程符合橫槽轉豎型，地面冷高壓在貝加爾湖以西積聚增強，500 hPa貝加爾湖以北高空冷渦引導冷空氣沿經西北路徑南下，同時中低層較強的冷平流東移，導致此次寒潮過程時間長、范圍廣、強度大。

（2）在此次寒潮天氣過程發生前，三門峽市地區受地面暖倒槽控制，基礎氣溫較高，受冷空氣影響時極易暴發寒潮天氣。

（3）中低層較強的冷平流也是此次寒潮天氣過程的主要觸發機制之一，冷平流移動路徑和強度可作為今后預報寒潮過程強度的參考要素。

（4）準確及時的氣象預報預警信息是氣象服務的基礎，可以為政府和相關部門開展防災減災工作贏得寶貴時間。

（5）當前，氣象服務需緊跟時代發展，積極與新媒體相融合，主動與當地影響力更大的官媒合作，將氣象預報預警信息傳播覆蓋至每一個地區，讓人們了解天氣變化帶來的不利影響，減少不必要的經濟損失。

參考文獻

[1] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理和方法[M].北京：氣象出版社，2000.

[2] 伍榮生.現代天氣學原理[M ].北京：高等教育出版社，1999.

[3] 許愛華，喬林，詹豐興，等.2005年3月一次寒潮天氣過程的診斷分析[J].氣象， 2006，32（3）：49-55.

[4] 劉麗萍，王濟華，李應桃.一次強降溫天氣分析[J].貴州氣象，2007，31（2）：12-14

[5] 孔令東，梁鳳娟，王永清，等.巴彥淖爾市一次寒潮天氣動力機制分析[J].貴州氣象，2013，37（5）：1-5.

責任編輯：黃艷飛

Brief Analysis of the Forecast and Service of A Cold Wave Weather Process in Sanmenxia City

Wei Lu-lu （Sanmenxia Meteorological Bureau， Sanmenxia， Henan 472000）

Abstract Based on conventional weather data and numerical forecast products， applied weather analysis and diagnostic analysis methods to comprehensively analyze the circulation background and impact system of a cold wave weather process that occurred in Sanmenxia City from February 14 to 16， 2020. The results showed that the cold wave weather process was mainly caused by the surface cold high and the cold vortex in the north of Baikal Lake at 500hPa leading the strong cold air to the south. The height field， temperature field and pressure field of the EC numerical forecast show good prediction ability for this cold wave weather process. Combined with the service situation of this cold wave process， it can provide some reference for the prediction and early warning service of the cold wave and other disastrous weather processes in Sanmenxia City in the future.

Key words Cold wave; Cold high pressure; Cold vortex; Meteorological service

作者簡介 魏璐璐（1989—），女，河南三門峽人，工程師，主要從事預報服務工作。

收稿日期 2023-03-18