滇黔准静止锋背景下黔西南冬季要素特征

王 芬，唐浩鹏，杨春艳，范 倩，李 阳，刘 相

(贵州省黔西南布依族苗族自治州气象局，贵州 兴义 562400)

0 引言

滇黔准静止锋是指东亚冷空气爆发并向南扩展时，受西南高原地形阻挡形成的一种独特的锋面系统[1],是影响贵州冬季天气气候形势最为重要的天气系统之一，锋后受冷空气影响,阴雨绵绵,而锋前受西南暖气团控制,往往天气晴好，当准静止锋加强向西南移出时,常会引起锋后降温降雨,冬季可引起低温、寒潮、凝冻,夏季则会触发强对流、暴雨[2],也是造成贵州有“天无三日晴”之称的主要天气系统。2008年1月10日—2月2日中国南方经历了历史上罕见的大范围低温、雨雪和冰冻灾害，灾害持续时间长，影响严重，致使南方近20个省(区、市)1亿多人受灾[3]。2011年1月1日—2月5日，中国南方再次出现严重的低温雨雪冰冻灾害。这两次大范围气象灾害都与滇黔准静止锋系统密切相关。

目前，针对滇黔准静止锋国内开展了大量的研究工作[4-24]，主要研究静止锋上的暴雨、强对流、寒潮、倒春寒、雨雪、凝冻等，主要研究方向为客观方法研究、锋生机制、与地形的关系、气候变率、气候结构、环流特征等方面，针对滇黔准静止锋的个例分析则主要集中在锋区强烈逆温的成因、水汽来源及准静止锋维持和进退机理研究等方面。目前开展的有关准静止锋系列研究的资料多为再分析资料，使用实况观测资料的研究成果较少，时间长度偏短，且研究结论尚不十分明确，特别是针对滇黔准静止锋背景下的天气要素研究甚少。

本文利用地面观测资料，分析近5 a滇黔准静止锋在黔西南出现的规律，找出Ⅰ型静止锋背景下黔西南天气要素特征，以期深入认识Ⅰ型静止锋背景下黔西南精细化要素特征，为进一步提高黔西南对该类天气预报准确率提供指导背景。

1 数据及来源

本文研究对象为黔西南州8个县级台站的地面观测资料，数据来源为MICAPS资料及CIMISS数据库，时间长度为2014—2018年每年的冬季。

2 滇黔准静止锋在黔西南冬季出现的规律

2.1 滇黔准静止锋出现天数

统计冬季静止锋对黔西南有影响的天数，在云南曲靖—贵阳之间出现的静止锋认为是对黔西南有重要影响的，在云南曲靖—昆明之间出现的静止锋未统计在内。

统计2014年12月—2019年2月共5个冬季滇黔准静止锋在黔西南出现的天数，可知(图1)，黔西南共出现187 d静止锋天气，其中2018年12月—2019年2月出现天数最多(58 d)，2014年次之(41 d)，2016年34 d，2015年28 d，2017年最少(26 d)。

图1 冬季静止锋累计天数分布图

分析冬季各月静止锋在黔西南出现的天数，可知2014—2017年冬季静止锋在1月出现最多，12月次之，2月最少，2018年冬季与这4 a相比 ，月分布特征明显不同：2月最多，12月最少。2014—2018年冬季，平均每个冬季出现静止锋天气37.4 d，占冬季全天数的41.6%，其中1月最多，共出现88 d，月平均17.6 d，月占比56.8%。12月次之，近5 a共出现55 d，月平均11 d，月占比35.5%。2月最少，共计44 d，月平均8.8 d，月占比31.4%。

2.2 不同类型静止锋在黔西南冬季出现的规律

滇黔准静止锋控制下的区域天气多样，这些天气现象的类型与锋前后气团的属性、锋区的强弱、冷空气的路径、水汽条件等密切相关，特别是静止锋锋区所处位置对天气现象及气温有重要影响。本文根据实际预报经经验结合前人研究结果[5-6]，根据静止锋锋区所处位置分为以下3种类型：

Ⅰ型静止锋：偏东路径冷空气影响，锋区呈偏准南—北向，锋面位于罗平、沾益附近，锋后为冷气团控制的阴雨天气，锋前为暖气团控制，天气晴朗。

Ⅱ型静止锋：偏北路径冷空气影响，锋区位于贵阳至安顺附近，经向度减弱，呈西北—东南向，西进东退。

Ⅲ型静止锋：锋区在兴仁附近摆动，锋后区域为阴雨天气，锋前天气晴朗，或随着夜进昼退的日变化，部分区域表现为阴雨转多云或多云转阴雨的天气。

根据2014—2018年冬季滇黔静止锋出现的实况资料，结合以上对静止锋的定义，统计可知(图2)，5 a冬季Ⅰ型静止锋累计出现82 d，占比43.9%，Ⅱ型60 d，占比32.1%，Ⅲ型45 d，占比24%。对比3种类型静止锋各月占比可知：Ⅰ型静止锋在12月、1月最多，Ⅱ型次之，Ⅲ型最少，而2月则表现为Ⅱ型最多，Ⅰ型次之，3类静止锋均在1月出现最多。5 a冬季Ⅰ型静止锋在黔西南平均出现天数最多(16.4 d)，Ⅱ型次之(12 d)，Ⅲ型最少(9 d)。根据索渺清、杜正静、张精华等研究可知[1,4-6]：12月北方冷空气势力较强，锋前暖气团势力往往不强，锋面位置大多在昆明—曲靖一带，Ⅰ型静止锋相对较多，Ⅱ、Ⅲ型相对较少；1月西南热低压开始发展，北方冷空气活动仍然频繁，冷、暖势力交替，Ⅱ、Ⅲ型静止锋天气明显增多；2月西南热低压进一步发展强盛，冷空气势力开始减弱，静止锋东退至贵阳附近及其以东地区，甚至趋于锋消，对黔西南有影响的静止锋天气明显变少。

图2 不同类型静止锋累计出现天数

2.3 不同强度静止锋出现的规律

为寻找不同强度静止锋在黔西南出现的规律，根据实际预报经验，结合前人的研究结果[5]，按照静止锋锋面前后的温差来定义静止锋的强弱，共分为以下3种强度：

弱：锋前后温度差异7 ℃以下；

中等：锋前后温度差异8～15 ℃；

强：锋前后温度差异15 ℃以上。

根据以上划分标准，分析不同强度静止锋出现规律，可知(图3)，中等强度静止锋在黔西南冬季出现最多，5 a冬季累计出现107 d，强静止锋次之，共出现65 d，弱静止锋最少(15 d)。强静止锋、中等强度静止锋均在1月出现最多，其中强静止锋出现27 d，2月次之(25 d)，12月最少(13 d)。中等强度静止锋1月出现54 d，12月次之(34 d)，2月最少(19 d)。弱静止锋主要出现在12月及1月，分别为8 d、7 d。分析不同强度静止锋出现的平均天数可知，中等强度静止锋每年冬季平均出现21.4 d，占所有静止锋天数的57.2%，占所有冬季总天数的23.8%，强静止锋平均出现13 d，占所有静止锋的34.8%，弱静止锋平均出现3 d，占比8%。

图3 不同强度静止锋累计出现天数

结合静止锋的类型及强度，统计近5 a冬季不同强度、不同类型静止锋的分布情况，分析图4可知，近5 a冬季3种类型的静止锋都是中等强度出现最多，强静止锋出现次数次之，且无论哪种强度静止锋均是Ⅰ型出现最多，总计出现达82 d，Ⅱ型次之，Ⅲ型最少。

图4 不同强度、不同类型静止锋分布

3 Ⅰ型强静止锋附近黔西南要素分布特征

根据以上统计结果，结合实际工作需要，本文挑选对黔西南有影响的Ⅰ型强静止锋26个，以期找出Ⅰ型静止锋背景下黔西南要素特征，并与过去5 a冬季的平均值进行对比分析。

3.1 气温

统计分析这26个Ⅰ型静止锋背景下黔西南8个县级台站的的低温(图5)，发现其空间基本呈现“东高西北低”的特征，平均最低气温4.7 ℃，最高的为望谟8.6 ℃，最低的为普安1.8 ℃。Ⅰ型静止锋背景下的低温与近5 a冬季低温平均值的空间特征基本一致，但Ⅰ型静止锋背景下的低温明显偏低，平均偏低2 ℃，其中晴隆、贞丰偏低最为明显，偏低2.6～2.7 ℃，望谟、册亨偏低最少，偏低1.4 ℃。

图5 Ⅰ型强静止锋背景下黔西南县站低温分布及其与冬季平均的对比

Ⅰ型静止锋背景下高温空间分布基本呈现“东南高西北低”的特征(图6)，平均9.4 ℃，最高为东部的望谟12.8 ℃，最低为西北部的普安、晴隆6.2 ℃。其空间分布与近5 a冬季高温平均值的特征基本一致，但Ⅰ型静止锋背景下的高温明显偏低，平均偏低4.2 ℃，其中普安偏低5.1 ℃最为明显，望谟、晴隆偏低4.6 ℃，兴义、贞丰偏低最少(3.6 ℃)。

图6 Ⅰ型强静止锋背景下黔西南县站高温分布及其与冬季平均的对比

3.2 雨日

Ⅰ型静止锋背景下雨日基本呈现“西高东低”的特征(图7a)，26个例中有17.1 d雨日，雨日最多的为兴义、晴隆(22 d)，最少的为望谟(12 d)。对比发现冬季平均雨日分布与Ⅰ型静止锋背景下的并不一致(图7b)，冬季平均雨日空间特征为“西北高东南少”，平均34.8 d雨日，其中晴隆最多(44.8 d)，望谟最少(27.6 d)。对比二者雨日比例可知，Ⅰ型静止锋背景下雨日占比的空间分布为“西高东低”(图7c)，平均比率为66%，兴义、晴隆占比最高(85%)，望谟最低(46%)。而冬季雨日占比特征为“西北高东南低”(图7d)，平均比率为39%，晴隆最高(50%)，望谟最低(31%)。对比图7c、7d可知，Ⅰ型静止锋背景下黔西南州雨日发生概率为66%，明显高于冬季平均状态的39%。

图7 雨日分布及占比

3.3 相对湿度

Ⅰ型静止锋背景下每日平均相对湿度基本呈现“东南低西北高”的特征(图8)，平均相对湿度88%，最高为西北部的普安96%，最低的为东部望谟77%。其空间分布特征与近5 a冬季平均相对湿度基本一致，但Ⅰ型静止锋背景下的相对湿度偏高7%，其中普安偏高最为明显(13%)，望谟偏高最少(2%)。

图8 Ⅰ型强静止锋背景下黔西南县站平均相对湿度分布及其与冬季平均的对比

3.4 日照

Ⅰ型静止锋背景下黔西南8个县级台站的日照都很少(图9)，仅望谟和兴义每日平均有0.1 h的日照。而近5 a冬季平均日照为2.74 h，安龙日照最长，每天有3.4 h，其次为兴仁，日照最少的为贞丰及册亨，每天2.3 h。

图9 Ⅰ型强静止锋背景下日照及其与冬季平均的对比

3.5 平均风速

Ⅰ型静止锋背景下平均风基本呈现“中间高两头低”的特征(图10)，全州平均风速为2.1 m/s，最高的为安龙3.1 m/s，最低的为望谟1.3 m/s。Ⅰ型静止锋背景下的平均风速空间分布特征与近5 a冬季基本一致，但平均风速比冬季平均偏大0.3 m/s，其中安龙偏大最为明显(0.7 m/s)，兴义偏大最少(0.1 m/s)。

3.6 最大风速

Ⅰ型静止锋背景下最大风基本呈现“中间高两头低”的特征(图11)，全州平均最大风力为4.5 m/s，最大的为安龙4.9 m/s，最小的为望谟2.4 m/s。Ⅰ型静止锋背景下最大风空间特征与冬季平均基本一致，但Ⅰ型静止锋背景下最大风速偏小0.2 m/s，其中普安偏小最为明显(0.8 m/s)，望谟、贞丰偏小最少(0.1 m/s)。对比图10、图11可知，Ⅰ型静止锋背景下平均风比冬季平均偏大，但最大风却比冬季平均偏小。

图10 Ⅰ型强静止锋背景下黔西南县站平均风及其与冬季平均的对比

图11 Ⅰ型强静止锋背景下黔西南县站最大风及其与冬季平均的对比

4 结论与讨论

通过以上分析，得出如下结论：

①2014—2018年冬季滇黔准静止锋在黔西南累计出现187 d，占冬季全天数的41.6%，其中1月最多，月平均出现17.6 d，12月次之，2月最少。冬季Ⅰ型静止锋出现最多，为16.4 d，Ⅱ型次之(12 d)，Ⅲ型最少(9 d)。Ⅰ型静止锋在12月、1月均为最多，Ⅱ型次之，Ⅲ型最少，而2月则表现为Ⅱ型最多，Ⅰ型次之，3类型静止锋均在1月出现最多。中等强度静止锋在黔西南出现最多，平均出现21.4 d，占所有静止锋天数的57.2%，占所有冬季总天数的23.8%，强静止锋次之，平均出现13 d，占所有静止锋的34.8%。强静止锋及中等强度静止锋均在1月出现天数最多， 2月次之，12月最少。3类静止锋都是中等强度出现最多，强静止锋次之，且无论哪种强度均是Ⅰ型静止出现最多，Ⅱ型次之，Ⅲ型最少。

②Ⅰ型静止锋背景下高低温均低于冬季平均，偏低幅度分别为4.2 ℃、2 ℃，普安高温偏低最为明显(5.1 ℃)，晴隆、贞丰低温偏低最为明显(2.6～2.7 ℃)。Ⅰ型静止锋背景下雨日发生概率66%，明显高于冬季平均的39%，冬季所有降水中，由静止锋造成的占49%。Ⅰ型静止锋背景下相对湿度88%，偏高冬季平均的81%，其中普安偏高最为明显(13%)，望谟偏高最少。日照空间分布特征与冬季平均差异明显：Ⅰ型静止锋背景下仅望谟和兴义每日平均有0.1 h的日照。Ⅰ型静止锋背景下的平均风速比冬季平均偏大0.3 m/s，其中安龙偏大最为明显(0.7 m/s)。最大风比冬季平均偏小0.2 m/s，其中普安偏小最为明显(0.8 m/s)。