罗兵+常静+常自祎+常全彤
摘要 利用MICAPS常規气象资料、数值预报产品和自动站观测资料,分析2014年4月24—25日甘肃省临夏州的一次寒潮天气过程。结果表明,乌拉尔山长波脊发展引导极地冷空气不断南下堆积,巴尔喀什湖冷槽东移是造成此次寒潮天气过程的主要环流背景,正涡度平流与高空低槽锋区的合理配置造成了强降温和降水为主并伴有大风、霜冻等天气的强寒潮天气过程。
关键词 寒潮天气;环流背景;物理量特征;甘肃临夏;2014年4月24—25日
中图分类号 P458.1+22 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)22-0196-02
寒潮是指强冷空气的突发性侵袭活动,24 h降温>10 ℃或48 h降温>12 ℃,最低气<5 ℃的天气过程称为一次寒潮天气过程[1]。寒潮在剧烈降温的同时,伴有大风、降水和冻害等灾害性天气[2],给经济社会发展和人民生命财产安全造成严重威胁。甘肃省临夏州春季寒潮过程较为频繁,而春季正值农业生产的关键期,寒潮天气常对经济林果、农作物及畜牧业造成严重的经济损失[3]。因此,分析研究寒潮天气成因和形成机制的特征、做好天气预报预警和决策服务具有重要的现实意义。
1 天气概况
2014年4月24—25日临夏州出现强寒潮天气过程,此次天气过程以剧烈降温和降水为主,同时伴有大风、霜冻等灾害性天气,日平均气温24 h下降幅度最大达12.2 ℃,最大降雪量为19.5 mm,最大风速为14.3 m/s(表1),其中康乐县23日18:00至24日18:00 24 h温度下降了18.2 ℃;东乡县23日16:00至24日16:00 24 h温度下降了18.1 ℃。据统计,此次寒潮天气过程造成经济损失达1.78亿元。
2 高空环流形势分析
2.1 寒潮的酝酿阶段
由4月21日8:00 500 hPa高度场(图1)可以看出,冷空气源自新地岛以西的洋面上南下并不断积累加强。由4月22日8:00 500 hPa高度场(图2)可知,伴随乌拉尔山脊的不断加强,脊前偏北风引导北极冷空气不断下滑使其低槽经向度进一步加大,增强了其斜压性;至22日20:00该槽底部40°~50°N等高线密集,槽底最大风速为44 m/s,冷中心最低温度为-40 ℃,冷平流加强明显,地面高压加强,能量不断积累。
2.2 寒潮的暴发阶段
4月23日8:00,伴随北风带加强冷槽东移加速,乌拉尔山脊开始崩溃,高空锋区东移南压,低槽进入新疆北部,23日20:00 500 hPa上深厚的巴尔喀什湖冷槽快速发展成为蒙古气旋,冷中心最低温度为-32 ℃(图3)。蒙古气旋不断分裂冷空气南下,造成甘肃地区大范围的寒潮天气,并于24日11:00影响甘肃省临夏地区。
3 地面形势
22日8:00地面图上,乌拉尔山冷高压中心强度达到了1 022.5 hPa,22日11:00中心强度达到1 030 hPa,23日8:00冷高压中心加强并南移到巴尔喀什湖,强度达1 040 hPa。23日20:00随着高空槽东移,地面冷中心也随之东移到新疆西部,且气压梯度较大,在90°~100°E间有等高线密集带。24日8:00地面上的强冷高压与500 hPa上切断低涡的中心基本重合。受其底部辐合气流影响,临夏州出现明显降温、降水天气过程。由锋面的移动可以看出,此次冷空气沿西北路径进入我国,于22日夜间进入新疆,造成新疆大部强寒潮后继续东移南下,23日夜间开始冷锋影响甘肃省中部地区,24日白天开始影响临夏地区。
4 物理量诊断分析
4.1 高空急流
从23日8:00(图4)至24日8:00(图5)对流层上部300 hPa全风速场可知,河西西部有急流轴,中心值达到56 m/s,20:00急流轴中心向东北方移动,中心值也增加到60 m/s以上。急流中心不断东移,中心强度也不断加强。由此可知,西风带高空急流在东移的过程中加速,导致高空急流加速的主要原因是冷空气的堆积导致大气的斜压性加大,而高空急流的加速又促使了寒潮天气的暴发[4]。
4.2 涡度场平流
在500 hPa涡度平流场上,24日8:00在新疆北部有1个70×105 s-1的正涡度平流中心(图6),对应着贝湖西边的1个140×105 s-1的正涡度平流中心。它们叠加在长波槽上的强烈发展的短波和蒙古冷涡旋转下来的短波所带来的正涡度输送。从数值可以看出它们的作用十分明显,对寒潮暴发起到了重要作用[5]。
5 结论
(1)2014年4月24—25日临夏州寒潮天气过程为西北路径,乌拉尔山高脊发展,脊前偏北气流使槽后冷平流加强,巴尔喀什湖冷槽东移发展,造成此次寒潮天气。
(2)乌拉尔山高脊崩溃、短波槽加深,推动极地强冷空气大举南下;冷空气的不断补充堆积,致使冷高压中心达1 040 hPa,冷中心最低温度达-40 ℃,能量持续积累。
(3)在强寒潮天气过程前,涡度、高空锋区等物理量都有很好的预示作用。
6 参考文献
[1] 朱乾根,林锦瑞,寿邵文,等.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,2014.
[2] 孙玉莲.甘肃冬季罕见寒潮天气过程分析[J].江西农业学报,2012(9):75-79.
[3] 牛若云,乔林,陈涛,等.2008年12月2—6日寒潮天气过程分析[J].气象,2009(12):74-82.
[4] 况雪源,覃志年.广西寒潮天气统计特征及环流形势分析[J].广西气象,2003(4):40-45.
[5] 康志明,金荣花,鲍媛媛.1951—2006年期间我国寒潮活动特征分析[J].高原气象,2010,29(2):420-428.endprint