永州市2020年2月13—16日寒潮天气过程分析

刘沈 蒋雅婷 高永娜

摘要 2020年2月13—16日，永州市出现了寒潮天气，24 h内降温最高达20℃，并伴有全市范围偏北大风，中北部出现短暂雨雪（雨夹雪）天气。本文利于常规地面、高空气象观测资料、自动站资料等对本次过程进行了分析。结果表明：本次寒潮过程中高纬呈两槽一脊型，新西伯利亚附近有阻高，阻高前横槽不断加深南落，槽后冷平流使冷空气堆积，冷涡中心强度强。中低层西南气流强烈发展，地面升温明显，有利于加大降温幅度。有冷空气影响，且降水条件满足时，分析各层温度、探空曲线、冷垫厚度、逆温层高度、厚度、地面温度等各要素对于判断雨雪的相态有很重要的指示作用。

关键词 寒潮;冷空气;雨雪天气;温度

中图分类号：S16 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）04–0105–03

寒潮是我国冬半年严重的灾害性天气，其最突出的天气是大风、剧烈降温、雨雪和沙尘暴，常给工农业、渔业生产和交通运输等带来巨大影响。因此，做好寒潮天气预报服务，并采取积极防范其危害措施具有重要的现实意义。近年来，不少学者对我国错综复杂的寒潮天气过程进行了天气动力学诊断和数值模拟研究，得到了不少有益成果[1-4]。但因我国幅员辽阔，气候条件差异很大，寒潮过程也不尽相同，故深入分析研究寒潮天气个例非常有必要。

1 天气实况

2020年2月13—16日，永州市出现寒潮天气过程，全市各县区24 h降温在12℃～20℃之间（图1），过程最低温在0℃～3℃，阳明山（双牌）-9.2℃，竹林（蓝山）-4.2℃。

2020年2月14日01：00左右，永州市受暖区降水影响，双牌、蓝山等县区出现冰雹、短时强降水等强对流天气，并伴有南风加大过程，双牌极大风速15.7 m/s，蓝山极大风速14.5 m/s。随后受强冷空气影响，15日大部分县区出现了4～6级偏北风、局地出现了7～8级偏北大风，最大风速出现在冷水滩区19.3 m/s，为8级。

2020年2月14日20：00～15日08：00大部分县区出现了雷电;14日08：00～16日08：00，全市普降中到大雨局地暴雨，累积雨量大于50 mm的有116站次，大于25 mm的有339站次。最大降雨出现在东安的芦洪市，为107.1 mm，最大小时雨强为48.2 mm;15日08：00～16日08：00，部分县区出现了小雨夹雪或雪，高寒山区出现了冰冻;16日08：00全市各县气温在1℃～4℃之间，高寒山区在0℃以下，其中阳明山为-9.1℃，竹林-4.1℃。

2 寒潮形成原因

2.1 大尺度环流背景

500 hPa中高纬呈两槽一脊型，2020年2月12日20：00新西伯利亚附近出现阻高，暖中心为-24℃。随后阻高前横槽不断加深南落，14日08：00横槽深入中国西北部地区，槽后冷平流有利于冷空气堆积，中纬度阶梯槽引导冷空气逐渐南下。冷涡中心强度，500 hPa达-40℃，700 hPa达-24℃，850 hPa达-20℃。随后横槽转竖，与中低纬度槽结合，引导冷空气向南爆发，出现寒潮天气。

2.2 中低层形势

2020年2月14日20：00前西南气流强烈发展，最大为20 m/s（图2），从而使冷空气南下的速度减缓，地面升温明显，有利于加大降温幅度。

2.3 地面回暖情况

2020年2月13日地面暖低压发展，气温回暖明显，且14日仍然维持，永州市处于低压暖倒槽中，13日地面最高气温达25℃～26℃。

2.4 地面冷高压

此次过程地面冷高压中心强度达1 067.5 hPa，且稳定维持。南下影响中国为西北路径，移动速度快，降温明显。

3 雨雪相态分析

从永州冷水滩站三线图可以看出（图3），冷空气自2020年2月15日02：00左右开始影响永州，气温骤降，气压升高;15日08：00，地面温度降至7℃，出现雨夹雪天气;15日14：00，气温降至4.4℃，出现纯雪天气，此后永州市自北向南个别县区亦先后出现了雨夹雪或纯雪天气。但本次雨夹雪天气只维持了14 h，且具有分散性，没有形成区域性降雪过程。据统计，全市只有北部冷水滩、零陵、双牌三县区以及南部江华县出现了雨夹雪或纯雪天气。湘中以南地区出现雨雪天气的站点亦呈现分散性、间歇性。

因雨雪主要出现在15日白天，故分析15日08：00距离永州市较近的郴州及桂林站探空曲线（图4）可以看出，15日08：00郴州站地面温度9℃，无明显冷垫，逆温层浅薄，位于925～850 hPa高度。不符合冻雨（冰晶层-暖层-冷层）发生发展机制，又因整层温度较高，亦不符合纯雪产生条件[5]。故而即使随着冷空气继续南下，温度有所下降，湘南并没有出现大范围雨雪以及冰冻天气。桂林站无逆温层，湿层深厚，500 hPa高度以下温度露点差在0～2℃之间，降雨条件满足。

本次过程，湘北岳阳市降雪明显，全市均有纯雪现象，范围广、持续时间长。分析岳阳市附近长沙站15日08：00探空曲线得出（图4），地面温度在4℃左右，温度降至0℃时高度在925 hPa，冷垫深厚，岳阳大部出现纯雪现象;925～850 hPa存在逆温层，虽然厚度在1～2 km，但高度偏低，不满足冻雨形成机制，故没有明显冻雨现象。

分析永州市冷水滩站以及岳阳市本站各层温度折线图（图5）。因岳阳纬度高于冷水滩，各层温度相对低于冷水滩。15日08：00后，岳阳站除地面外，各层温度均在0℃以下，冷层维持时间长，反观冷水滩站只在16日08：00前后出现短时间各层温度在0℃以下情况，故而岳阳纯雪时间久于冷水滩。925 hPa高度岳阳站始终处于-6℃以下温度，本层温度均与地面、850 hPa层温度有较大温差，温度直减率远大于冷水滩站，冷层深厚，层结不稳定，积雪范围远大于冷水滩。冷水滩地面溫度最低在3℃左右，岳阳地面温度最低在1℃左右，纯雪在岳阳有积雪现象，但冷水滩无积雪现象。

以上分析可以看出，有冷空气影响且降水条件满足时，分析各层温度、探空曲线、冷垫厚度、逆温层高度、厚度、地面温度等各要素对于判断雨雪的相态有很重要的指示作用。今后需总结多次雨雪过程的温度指标，以达到更好的分析雨雪相态结果。

4 小结

（1）中高纬呈两槽一脊型，新西伯利亚附近有阻高，阻高前横槽不断加深南落，槽后冷平流不断有冷空气堆积，冷涡中心强度500 hPa达-40℃，随后横槽转竖，引导冷空气向南爆发，出现寒潮天气。（2）中低层西南气流强烈发展，地面升温迅速，有利于加大降温幅度。（3）地面暖低压发展，气温回暖明显，永州市处于低压暖倒槽中。（4）有冷空气影响且降水条件满足时，分析各层温度、探空曲线、冷垫厚度、逆温层高度、厚度、地面温度等各要素对于判断雨雪的相态有很重要的指示作用。今后需总结多次雨雪过程的温度指标，以便更好地分析雨雪相态结果。

参考文献

[1] 牛若芸，乔林，陈涛，等.2008年12月2—6日寒潮天气过程分析[J].气象，2009，35（12）：74-82.

[2] 陈豫英，陈楠，邵建，等.2008年12月两次寒潮天气对比分析[J].气象，2009，35 （11）：29-38.

[3] 于波，李桑，黄富祥，等.2016年1月京津冀地区连续性寒潮事件对比分析[J].干旱气象，2019，37（6）：954-963.

[4] 陶亦为，代刊，董全.2016年1月寒潮天气过程极端性分析及集合预报检验[J].气象，2017，43（10）：1176-1185.

[5] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2000.

责任编辑：黄艳飞