酒泉一次大风天气过程技术分析

张玉香+田庆明+于海跃

摘 要：2017年5月2日，甘肃酒泉市出现大风天气，肃州区瞬间风力达到29.5m/s，突破了历史极值。为了更好地分析此次过程的成因，该文对该次过程形成机制进行了分析，以期对今后大风天气的预报提供参考。分析表明：乌山脊强烈发展，引导极地冷空气南下，经新疆进入河西走廊，形成这次大风天气过程。冷锋过境，锋后较大气压梯度力作用下，酒泉东部地区出现大风天气。高空冷空气经阶梯槽逐级补充南下，在冷锋后形成副冷锋。在气压梯度力作用下，加之大气下沉运动使有效位能转化为动能，及动量下传作用，出现了突破历史极值的大风。

关键词：大风；预报；分析；酒泉市

中图分类号 P458 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）23-0126-3

2017年5月2下午，甘肃省酒泉市玉门以东及偏北地区出现了6级左右大风，金塔、肃州区局部地区出现扬沙天气，直到2日19：00，风力才逐渐减小。5月3日00：30开始，酒泉市敦煌、瓜州和玉门局地相继出现雷电、冰雹和降水天气过程，玉门市降水量达6.7mm。肃北、阿克塞县凌晨01：00左右出现暴雪，最低温度降至4.6℃，达到了寒潮天气。凌晨04：00，酒泉市玉门以东地区出现了大风天气，平均风力7～8级，肃州区瞬间极大风力达11级（29.5m/s），突破有历史记录以来的极值（1972年5月16日29.0m/s），其余地方9级，金塔和肃州区局部地方出现了扬沙。据了解，本次风雹、雷电灾害给酒泉市农业、林果业、水利基础设施、交通运输业和城市基础设施等造成的直接经济损失达1.1亿元。

1 天气学分析

1.1 环流形势及影响系统分析 从2日08：00 500hPa高空图上可以看出（图1），亚洲范围内中高纬地区为两槽两脊型，乌拉尔山地区为一强烈发展的高压脊，西西伯利亚平原到中西伯利亚高原广大地区为大低压区，乌山脊东侧低槽从西西伯利亚平原向南经萨彦岭西侧延伸至北疆。朝鲜半岛至外兴安岭为另一高压脊，东亚大槽位于堪察加半岛至日被以东洋面。乌山脊东侧低槽底部分裂小槽，移速快于主槽，已经移至新疆甘肃省界附近。其东南方向，三江源区域还有一个小槽。主槽与其前部2个小槽呈阶梯状分布，槽后等高线密集，槽前等高线发散，预示着低槽将发展。乌山脊前偏北气流引导极低冷空气南下，进入新疆，在北疆东部等温线密集，且等高线与等温线形成较大交角，表明在此处有很强的冷平流。

2日08：00 700hPa高空图上，乌鲁木齐与酒泉温差13℃，北疆东部至甘肃西部也有很强的冷平流，沿河西走廊有一支较短的急流带，风速大于20m/s。

2日08：00时地面图上，额尔古纳河—蒙古高原东部—河西走廊东端有一条地面冷锋。北疆东部沿天山有一片降水区，普遍为小雨量级。河西走廊等压线密集，酒泉处于密集带中，风速较小，为2m/s偏西风。

11：00风速增大，酒泉、玉门、马鬃山均为10m/s偏西风，金塔、鼎新风速8m/s。17时酒泉东部各站风速达12m/s，金塔出现扬沙。

1.2 影响系统的演变 2日20：00 500hPa高空图上（图2），北疆高空槽明显东移南压，槽线位于北塔山到库尔勒一线。北疆大片降温区，北塔山和哈密12h降温8℃，乌鲁木齐降温6℃，酒泉站与乌鲁木齐站温差从08：00的9℃增大至13℃。850hPa高空图上，温度槽位于东疆，酒泉处于增温区，低空升温高空降温使大气层结稳定度减小。地面图上，冷锋东移至蒙古东南部—山陕交界—秦岭一线，酒泉范围内等压线较稀疏，此时境内各站风速减小，为8m/s偏西风。在东疆—天山一带等压线密集，在此处有副冷锋生成。

3日02：00地面图上，副冷锋进入酒泉地区，敦煌3h变压+6.3hPa，玉门以西各站风速开始增大，敦煌、瓜州出现降雨，肃北和阿克塞出现降雪。

3日08：00，500hPa高空图上（图3），高空槽东移南压至蒙古西南部—额济纳旗—酒泉一带槽线在酒泉站和敦煌站之间，槽后为一致的西北气流，等温线与等高线重合，酒泉范围内已无冷平流。酒泉站12h降温6℃。温度场上可以看出，400hPa以下酒泉地区均处于冷温度槽之中。

地面图上，酒泉地区被冷高压控制，敦煌站与酒泉站气压差7hPa，冷锋在华北移速较慢，冷空气在河西走廊移速较快，副冷锋已追赶上冷锋，08：00地面图上副冷锋已不明显。玉门、马鬃山、酒泉、金塔、鼎新各站风速已明显增大，均在10m/s以上，酒泉站定时风速达20m/s。敦煌、瓜州、玉门和鼎新均出现有量降水，其中玉门站6h降水量7mm。

20：00高空槽移出酒泉境，酒泉站500hPa已开始升温。各层等压面风速减小，地面风速也明显减小，酒泉的大风天气过程结束。

2 物理量诊断分析

取距酒泉站最近的格点（97.5E，40N）代表酒泉站，制作此格点的垂直速度时间剖面（图4），从图4可以看出，2日08：00之前，对流层整层大气为上升运动，此阶段测站风速较小。此时测站处于冷锋及高空槽前的暖区中，08：00冷锋过测站，500hPa垂直速度变为正值，表明高空有下沉运动，低层仍为上升运动，高底层空气垂直混合有利于低层大气获得动能。酒泉站风速从2日11：00开始加大，17：00之后由于气压梯度减小，测站风速减小。下沉运动范围随时间从500hPa向低层和高层扩展，强度也随时间增强。从2日23：00开始，整层大气均转为下沉气流。3日02：00下沉运动最强，大值中心在400hPa高度，中心值0.4hPa/s。对流层中高层（400～600hPa）下沉运动最显著。17：00之后，整层大气下沉气流减小，测站风速也随之减小，大风天气过程趋于结束。

较强的下沉气流使大气有效位能转化为动能，通过下沉运动，还可使动量下传，从而使低层风速增大。随着对流层中高层冷空气干侵入，整层大气从上升运动转为下沉运动，产生了这次大风天气过程。

3 结论

（1）乌山脊强烈发展，引导极地冷空气南下，经新疆进入河西走廊，形成这次大风天气过程。

（2）5月2日冷锋过境，锋后较大气压梯度力作用下，酒泉东部地区2日白天出现六级大风天气。

（3）高空冷空气经阶梯槽逐级补充南下，在冷锋后形成副冷鋒。在气压梯度力作用下，加之大气下沉运动使有效位能转化为动能，及动量下传作用，3日清晨开始酒泉东部又出现大风天气，东部各站风速超过5月2日，突破历史极值。

参考文献

[1]杨晓玲，丁文魁，袁金梅，等.河西走廊东部大风气候特征及预报[J].大气科学学报，2012（1）：121-127.

[2]董安祥，方锋，张宇，等.河西走廊大风持续时间的气候特征[J].干旱气象，2014（4）：576-581.

（责编：张宏民）