崔麗娜

摘要 利用常規(guī)天氣實況資料、EC物理量場資料，從天氣尺度環(huán)流背景、物理量診斷等方面，對2015年克拉瑪依春季出現(xiàn)的一場寒潮、大風、降水天氣過程進行分析。結果表明，此次天氣過程持續(xù)時間長、影響范圍廣，全疆大部均出現(xiàn)寒潮、降水天氣；降水量大，克拉瑪依大部分區(qū)域均出現(xiàn)小到中雨，部分地區(qū)達大雨；此次過程主要影響系統(tǒng)是中亞低渦；天氣發(fā)生前，克拉瑪依處在渦前，受西南氣流影響，有充分的水汽自孟加拉灣輸送至本地；高層強烈的輻散運動和低層的輻合運動形成了強烈的上升運動。水汽條件、上升運動為克拉瑪依降水發(fā)生發(fā)展提供有利的條件。

關鍵詞 寒潮；環(huán)流背景；物理量場

中圖分類號 S16 文獻標識碼

A 文章編號 0517-6611（2015）34-303-03

2015年3月30日～4月2日克拉瑪依區(qū)域經(jīng)歷了一次以寒潮、大風、降水為主的天氣過程，此次天氣過程歷時4 d，持續(xù)時間長，涉及面積廣；風口極大風速為24.8 m/s，市區(qū)風速為18.3 m/s；克拉瑪依區(qū)域大部出現(xiàn)小到中雨，部分地區(qū)達大雨，市區(qū)4 d累積降水量為7.3 mm，其中降水量最大區(qū)域為小拐，降水量為17.9 mm。整個天氣過程各地48 h降溫均在12 ℃以上，市區(qū)降溫14.2 ℃，克拉瑪依區(qū)域達到寒潮標準。筆者在此主要利用常規(guī)天氣實況資料、EC物理量場資料，從環(huán)流背景、物理量診斷等方面對此次天氣過程進行了分析，研究此次天氣的發(fā)生機理，揭示其形成的物理機制，從中得到預報服務中的成功經(jīng)驗與不足，進一步提高克拉瑪依區(qū)域該類天氣的預報準確率，為今后做好重大災害性天氣預報服務工作提供參考。

1 環(huán)流形勢分析

1.1 500 hPa高空形勢

分析500 hPa高空形勢場（圖1）發(fā)現(xiàn)，造成這次克拉瑪依區(qū)域寒潮、大風、降水天氣過程的主要影響系統(tǒng)為中亞低渦，表現(xiàn)為烏拉爾山阻塞高壓引導極地冷空氣沿偏北氣流南下，在長波槽的南段切斷成渦。前期，歐亞范圍內為兩槽一脊環(huán)流型，東歐為高壓脊區(qū)，西西伯利亞至中亞為長波槽區(qū)，西西伯利亞冷中心溫度-58 ℃；脊前強的偏北氣流引導極地冷空氣南下，致使槽底鋒區(qū)加強，并在中亞北部切渦，低渦分裂短波位于中亞[1]。3月29～31日，東歐脊發(fā)展加強為阻塞高壓，并東移至烏拉爾山，阻高前強冷空氣沿著北風帶南下有利于低渦的加強；阻塞高壓推動中亞低渦緩慢東移，渦底不斷分裂短波東移影響克拉瑪依地區(qū)，帶來較明顯的天氣過程[2]。4月1～2日，中亞低渦減弱并緩慢北抬東移，低渦中心已移出克拉瑪依地區(qū)，在減弱東移的過程中，低渦底部西南氣流為克拉瑪依地區(qū)補充水汽，北支冷空氣與南支暖濕氣流共同影響造成克拉瑪依地區(qū)持續(xù)降水。

1.2 地面形勢

從3月29～30日地面形勢場（圖2）可看出，此次過程主要系統(tǒng)為烏拉爾山至中亞地區(qū)高壓在東移南壓過程中心強度逐漸增強，至29日，高壓中心位于烏拉爾山南部，中心氣壓值為1 049.2 hPa，溫度為-12 ℃，冷空氣路徑為西北路徑，等壓線密集區(qū)位于中亞，10個經(jīng)距10條等壓線；高壓下部測站風速為12 m/s，高壓前部大部分地區(qū)有陣雨、雨或雪等天氣現(xiàn)象。克拉瑪依位于高壓前緣偏南的位置，海平面氣壓為1 015.2 hPa，與高壓中心壓差為34.0 hPa，本站溫度為5 ℃，與高壓中心溫差為17 ℃，強的氣壓梯度與溫度梯度是產(chǎn)生大風天氣過程的重要因素，并有利于此次天氣的強降溫過程。

30日08：00冷鋒鋒區(qū)位于克拉瑪依區(qū)域上空時，在鋒后

存在大面積3 h正變壓區(qū)，3 h變壓為2.4 hPa，克拉瑪依基本站海平面氣壓為1 009.8 hPa，地面溫度為10 ℃；20：00冷鋒已移至阿勒泰至天山山區(qū)南段，鋒后克拉瑪依基本站溫度為-1 ℃，降溫幅度為11 ℃，表明冷暖氣團性質差異大。冷鋒移速較快，隨著冷鋒的快速東移南壓，其后部原位于烏拉爾山的高壓中心位置未發(fā)生明顯變化，但前部分裂，在蒙古形成新的高壓中心，中心氣壓1 030.0 hPa，構成了烏山至蒙古的高壓帶，該高壓帶下部影響克拉瑪依區(qū)域。天氣發(fā)生前，克拉瑪依海平面氣壓為1 009.8 hPa，12 h后增壓6.9 hPa，造成了克拉瑪依大風天氣，但加壓不太明顯，且該系統(tǒng)移速緩慢，所以風力不大，主要以降水為主。此后該高壓帶減弱并緩慢東移，分裂短波不斷影響克拉瑪依區(qū)域，造成了該區(qū)3月30日～4月2日的持續(xù)降水天氣過程。

2 物理量場分析

2.1 水汽條件

2.1.1 溫度露點差和比濕。

孟加拉灣一帶為高濕區(qū)，其T-Td<3 ℃，比濕為6～8 g/kg，為水汽輸送源地，中亞低渦持續(xù)穩(wěn)定，克拉瑪依區(qū)域處在渦前，受西南氣流影響，有充分的水汽自孟加拉灣輸送至克拉瑪依區(qū)域[3]。3月30日～4月1日克拉瑪依區(qū)域700 hPa的T-Td<2 ℃（圖3c），處于飽和狀態(tài)，可見此次降水天氣的局地水汽條件很好，從比濕條件來看，克拉瑪依區(qū)域為高比濕區(qū)，中心值為3 g/kg；850 hPa中心值為3～4 g/kg，濕度條件較好。

2.1.2 上升運動分析。

從整層來看，200 hPa形勢場（圖3a），沿天山山區(qū)存在一條高空西南急流帶，其中心風速達56 m/s；400 hPa，高空急流帶中心風速達42 m/s，西南急流將孟加拉灣的水汽輸送到克拉瑪依上空，為降水提供了充足的水汽來源。由整層分析（圖3），克拉瑪依位于渦前正渦度平流，高層西南氣流、低層偏東氣流，克拉瑪依位于加依爾山東側，低層偏東風、上層偏西風，這樣的垂直風切變有利于上升運動，為降水發(fā)生發(fā)展提供有利的動力條件[4-5]。

2.2 降溫條件 29日08：00 850 hPa冷平流位于西西伯利亞中部，冷中心溫度為-19 ℃，1個經(jīng)距內溫差28 ℃。溫度梯度密集區(qū)位于國境線以西，與地面圖上鋒區(qū)位置對應，等溫線密集區(qū)有明顯的風向切變，克拉瑪依850 hPa溫度為2 ℃，與冷中心溫差為21 ℃。31日08：00，冷平流中心前緣已進入克拉瑪依區(qū)域，該區(qū)域850 hPa溫度為-9 ℃，24 h降溫幅度為11 ℃，為克拉瑪依強降溫天氣提供有利條件。

2.3 降水狀態(tài)分析

30日08：00，850 hPa溫度為2 ℃（圖3d），由于溫度較高，克拉瑪依區(qū)域前期以降雨為主，20：00 850 hPa溫度為-1 ℃，隨著溫度的不斷下降，降水由雨轉為雨夾雪；31日，850 hPa溫度明顯降低，08：00降為-9 ℃，降水狀態(tài)也由液態(tài)轉為固態(tài)。

3 小結與討論

（1）此次天氣過程持續(xù)時間長（3月30日～4月2日）；影響范圍廣，全疆大部均出現(xiàn)寒潮、降水天氣； 降水量大，克拉瑪依大部分區(qū)域均出現(xiàn)小到中雨，部分地區(qū)達大雨。

（2）2015年3月30日～4月2日的寒潮、大風、降水天氣過程主要影響系統(tǒng)是中亞低渦，此次天氣主要受低渦加強東移南下且不斷分裂短波影響；天氣發(fā)生前，克拉瑪依處在渦前，受西南氣流影響，有充分的水汽自孟加拉灣輸送至本地；高層強烈的輻散運動和低層的輻合運動形成了強烈的上升運動。水汽條件、上升運動為克拉瑪依降水發(fā)生發(fā)展提供有利的條件。

（3）EC細網(wǎng)格對此次天氣過程的系統(tǒng)形態(tài)的分析預報是非常成功的，其中10 m流線場對于30日的大風反映得較好，3 h相對濕度、大尺度降水和高低層風場的切變及輻合與此次克拉瑪依區(qū)域降水持續(xù)時間、落區(qū)、量級吻合較好。

參考文獻

[1]

張家寶，蘇起元，孫沈清，等.新疆短期天氣預報指導手冊[M].烏魯木齊：新疆人民出版社，1986.

[2] 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.

[3] 周琴南.關于新疆降水水汽來源問題的研究[C]//北方天氣文集編委會.北方天氣文集（4）.北京：北京大學出版社，1983.

[4] 張家寶，鄧子風.新疆降水概論[M].北京：氣象出版社，1987.

[5] 牟惟豐.我國干旱地區(qū)大降水天氣過程水汽來源[J].應用氣象學報，1991（3）：308-314.