劉蕾，彭量，劉靜，吳文婷

（1.梅縣區(qū)氣象局，廣東 梅縣 514700；2.梅州市氣象局，廣東 梅州，514021）

2014年冬梅縣首次低溫霜凍過程分析

劉蕾1，彭量2，劉靜1，吳文婷1

（1.梅縣區(qū)氣象局，廣東 梅縣 514700；2.梅州市氣象局，廣東 梅州，514021）

從日常預(yù)報的角度出發(fā)，結(jié)合常規(guī)觀測資料和數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品對2014年12月18日梅縣出現(xiàn)了14年入冬以來的首次低溫霜凍天氣進(jìn)行分析得出：低溫天氣的出現(xiàn)和冷空氣的入侵有關(guān)外，還與夜間晴空輻射降溫、周邊地理環(huán)境等因素有關(guān)。在冷空氣前梅縣有短暫回暖現(xiàn)象；冷空氣過后，導(dǎo)致基礎(chǔ)氣溫較低，在高空西北氣流和地面冷高脊控制下，極易發(fā)生輻射類低溫；數(shù)值預(yù)報對冷空氣的形勢預(yù)報準(zhǔn)確，有較高的參考意義，但其溫度預(yù)報往往只考慮平流降溫作用，對于輻射類降溫的預(yù)報能力較差。

低溫；平流；輻射；天氣形勢；數(shù)值預(yù)報

1 概 況

2014年入冬以來最強(qiáng)的一次冷空氣于12月15日夜間開始南下影響梅縣，梅縣氣溫從17日夜間起逐日下降，18日梅縣出現(xiàn)了入冬以來的首次低溫霜凍天氣。表1中列出了梅縣從12月15日到19日的氣象要素情況。

12月10日夜間開始，梅縣剛經(jīng)歷過一次較強(qiáng)冷空氣影響，導(dǎo)致梅縣的基礎(chǔ)溫度較低。由表1可知，15日開始影響的冷空氣雖沒能造成梅縣的日平均氣溫有很明顯的下降，過程日平均氣溫下降幅度僅為3.7℃；但使得14時的露點(diǎn)溫度和相對濕度都有很明顯的下降；也造成過程最低氣溫下降較為明顯，最低溫度出現(xiàn)在18日早晨，為1.3℃。由于白天無云，日照充足，使得溫差很大。19日開始，氣壓降低，天空中云量增多，日照時數(shù)為0，但由于冷空氣減弱，使得白天的最高溫度相較前一天并沒有明顯下降。

表1 2014年12月15日到12月19日梅縣氣象要素變化（單位：℃）

2 梅縣地理環(huán)境

梅縣位于廣東省東北部，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，夏日長，冬日短，無霜期長，晝夜溫差大，偶有嚴(yán)寒。四周高山環(huán)繞，因與北方冷空氣源地較近，受太陽輻射熱量較小，周高中低的盆地地勢，出現(xiàn)低溫要較早及較重，有時甚至?xí)霈F(xiàn)冰凍。

3 冷空氣過程天氣形勢概況

3.1 500hPa形勢場分析

15日20時的500hPa的環(huán)流形勢，亞歐中高緯為一脊一槽的形勢【1】，高壓脊位于烏拉爾山地區(qū)，由烏拉爾山向東為寬廣的槽區(qū)，槽底在30°N附近，環(huán)流平直，不斷有小槽分裂東移，引導(dǎo)冷空氣南下。中緯度在105°E附近有短波槽，低緯度在80°E附近有西風(fēng)槽東移，副熱帶高壓較強(qiáng)，588dagpm線到達(dá)廣東中部，其西北部的西南氣流向北輸送水汽。隨著中緯度的東亞大槽不斷東移，588dagpm線逐步南落退出廣東，梅縣上空的高度場也隨之降低，處于多小波動?xùn)|傳的偏西風(fēng)場控制之下。

3.2 850hPa形式場分析

15日20時，在新疆到河套地區(qū)出現(xiàn)中心大于164dagpm的冷高中心，范圍較大，梅縣受較弱的西北風(fēng)場控制。16日08時，850hPa鋒區(qū)位于長江中游到廣東西北部地區(qū)，鋒區(qū)附近的等溫線較為密集，冷高中心南下至長江流域，華南地區(qū)的冷平流顯著加大，12小時變溫達(dá)-4℃，梅縣開始轉(zhuǎn)受強(qiáng)勁的東北風(fēng)場控制。16日20時，隨著冷高中心的進(jìn)一步東移南下，此時溫度槽也已伸到廣西南部，整個廣東都受冷高脊控制，全省都處于更加強(qiáng)勁的東北風(fēng)場中。隨著冷高東移過境，17日20時，華南受減弱的冷脊控制，風(fēng)速逐步減小，至18日08時，梅縣已經(jīng)開始轉(zhuǎn)受較弱的偏東風(fēng)場的控制。在晴空靜風(fēng)的條件下，18日凌晨梅縣出現(xiàn)了由于輻射降溫而導(dǎo)致的低溫霜凍天氣。

3.3 地面圖分析

地面圖上，整個亞洲大陸幾乎全部為強(qiáng)大的冷高壓所占據(jù)，從中亞經(jīng)新疆到河西走廊不斷有冷空氣的補(bǔ)充。15日20時在伊爾庫茨克附近出現(xiàn)一個1065hPa的高壓中心，高壓中心位置偏南，在高層氣流的配合下，冷高壓從西路向東南移動，16日20時，表現(xiàn)為有利于霜凍出現(xiàn)的“靴形高壓”【2】。地面始終不斷有冷空氣補(bǔ)充，維持高壓脊控制，17日20時冷鋒出海，華南等壓線變稀疏，風(fēng)力減小，氣壓開始下降，但仍受冷高脊控制。

圖1 500hPa形勢圖

3.4 物理量分析

渦度分析：15日 20 時500hPa圖上，正渦度區(qū)域位于我國的西藏到黑龍江的的大片區(qū)域，最大數(shù)值為70-80，為槽的北端冷空氣最強(qiáng)的區(qū)域所在地【3】。槽的南端也為正渦度區(qū)域，但數(shù)值較小。槽區(qū)動力因子是北端強(qiáng)于南端。在此作用下，槽沿順時針的方向自北向南運(yùn)動【4】。北部運(yùn)動速度快，南部運(yùn)動速度慢。廣東省處于負(fù)渦度區(qū)域中，最大值為-10，且廣東省的東部地區(qū)接近于零渦度線。以此來看，冷空氣的勢力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于暖濕氣流的運(yùn)動。從15日20時700hPa垂直速度場來看，負(fù)值最大區(qū)域和渦度的最大區(qū)域相一致，顯示槽北端為強(qiáng)烈的上升運(yùn)動，而槽的南端，負(fù)值很小，輻合上升運(yùn)動很弱【5】。槽后為正值區(qū)域，并且數(shù)值較大，上升運(yùn)動強(qiáng)烈。

圖2 850hPa形勢圖

4 各家數(shù)值指導(dǎo)預(yù)報

幾家數(shù)值預(yù)報對于這次冷空氣所造成的平流降溫趨勢預(yù)報較準(zhǔn)確，但對于晴空輻射做造成的降溫有偏差，預(yù)報值比實(shí)況要偏高2℃多。中央臺對這次過程的預(yù)報比實(shí)況均偏低，跟其余幾家比準(zhǔn)確度不高。

5 預(yù)報思路

造成梅縣地區(qū)低溫霜凍的環(huán)流形勢，主要是橫槽轉(zhuǎn)豎型和緯向環(huán)流型【6】，此次冷空氣過程屬于緯向環(huán)流型。其主要特點(diǎn)是冷空氣前鋒在江南地區(qū)，江南南部存在巨大溫差【7】，由于小波動?xùn)|傳，帶動冷空氣越過南嶺南下廣東，造成激烈降溫。在850hPa一般西北到長江中上游地區(qū)有較強(qiáng)的高壓，中心多在160dagpm以上，江南南部溫度梯度明顯。地面上有強(qiáng)冷高壓南下，冷鋒自北向南掃過廣東。另外，梅縣的盆地作用使夜間密度大的冷空氣在盆地底沉積，從而使氣溫下降更快。

圖3 地面氣壓形勢圖

本次低溫霜凍預(yù)報較為準(zhǔn)確，預(yù)報理由是：①高壓脊位于烏拉爾山地區(qū)，不斷有小槽分裂東移，引導(dǎo)冷空氣南下【7】。②在伊爾庫茨克附近出現(xiàn)一個1065hPa的高壓中心，高壓中心位置偏南，在高層氣流的配合下，冷高壓從西路向東南移動，16日20時地面圖上，表現(xiàn)為有利于霜凍出現(xiàn)的“靴形高壓”。③氣溫日差較大，冷高中心較強(qiáng)，冷高壓脊穩(wěn)定控制華南地區(qū)，出現(xiàn)了數(shù)天晴朗天氣【8】。白天陽光充足氣溫高，晴朗微風(fēng)的夜間輻射降溫強(qiáng)烈。

6 結(jié)論

⑴梅縣地區(qū)的低溫霜凍通常出現(xiàn)在12月下旬至次年一月中旬，本次低溫霜凍出現(xiàn)在12月中旬底，較之常年早一些。

⑵冬季霜凍形勢大多為寒潮襲擊，先有幾天的鋒面天氣【9】，以后脊南伸控制華南，或是北方又有較強(qiáng)冷空氣南下補(bǔ)充而把鋒面南壓至南海中部，本地受冷性高壓脊控制。高空則處東亞大槽后西北氣流控制之下。

圖4 物理場分析圖

⑶低溫霜凍天氣過程環(huán)流形勢演變分類：500hPa天氣圖形勢分西部低槽東移類、東亞大槽槽后類和華南緯向風(fēng)區(qū)類；850hPa天氣圖形勢分切變過境類和高壓脊控制類【10】；地面天氣圖形勢分鋒面型、冷空氣補(bǔ)充型和高壓脊型。

⑷低溫霜凍的出現(xiàn)除了與冷空氣作用有關(guān)外，還與地表降溫的條件特別是輻射降溫的作用有關(guān)。梅縣在西北氣流和地面高壓脊控制下，天氣晴朗、低溫霜凍多數(shù)在這種形勢下發(fā)生。

⑸高空冷平流與地面冷高壓控制下長時間夜間晴空輻射冷卻降溫是此次霜凍形成的主要原因，500hPa、700hPa偏北氣流、強(qiáng)大的冷高壓是主要影響天氣系統(tǒng)。碧空無云、靜風(fēng)、濕度小、氣溫低、氣壓高、露點(diǎn)溫度特低是此次霜凍的主要?dú)庀笠刈兓卣鳌?/p>

（6）數(shù)值預(yù)報對平流降溫或升溫幅度節(jié)奏的預(yù)報的可信度較高，但對于晴空輻射或有云升溫的預(yù)報能力表現(xiàn)較差。在實(shí)際預(yù)報中，預(yù)報員需要充分的考慮云天狀況，再將上游實(shí)況和數(shù)值預(yù)報結(jié)合起來，綜合考慮得出準(zhǔn)確度較高的預(yù)報結(jié)論是我們今后預(yù)報中的重點(diǎn)。

表2 2014年12月15日到12月19日各家數(shù)值預(yù)報對比

［1］林良勛.廣東省天氣預(yù)報技術(shù)手冊 ［M］.北京：氣象出版社，2006：156-161.

［2］壽紹文.天氣學(xué)分析 ［M］.北京：氣象出版社，2002：124-126.

［3］孔玉壽、章東華.現(xiàn)代天氣預(yù)報技術(shù) ［M］.北京：氣象出版社，2005：98-101.

［4］羅曉丹.2004年入冬后清遠(yuǎn)市首次低溫霜凍分析 ［J］.廣東氣象，2005，（1）：23-24.

［5］郭媚媚.肇慶地區(qū)低溫霜凍氣候特征及環(huán)流形勢 ［J］.廣東氣象，2003，（4）：21-23.

［6］李達(dá)旋等.清遠(yuǎn)市低溫霜凍分析 ［J］.廣東氣象，2001，（1）：19-20.

［7］高紹風(fēng)等.應(yīng)用氣候?qū)W ［M］.北京：氣象出版社，2001：58-63.

［8］盛裴軒等.大氣物理學(xué) ［M］.北京：北京大學(xué)出版社，2005：196-198.

［9］伍榮生.現(xiàn)代天氣學(xué)原理 ［M］.北京：高等教育出版社，2002：224-232.

［10］朱乾根.天氣學(xué)原理和方法 ［M］.北京：氣象出版社，2000：279-299.

Analysis on the first low-temperature frost process of Meixian in the winter of 2014

LiuLei1，PengLiang2，LiuJing1WuWenting1
（1.Meixian Meteorological Service，Meixian 514700，China； 2.Meizhou Municipal Meteorological Service ，Meizhou 514021，China）

Based on conventional observation data and numerical forecast products，the first lowtemperature frost process of Meixian on December 18th，2014 was analyzed from the perspective of daily forecasts.The results show that:cold air intrusion，clear sky radiation cooling at night and the geographical environment cause the low-temperature weather.There was sort-time warming phenomenon before the cold air intrusion.After the cold air，the base temperature usually is quite low，and under the control of high altitude cold northwest flow and ground high ridge，it is likely to appear radiation cooling. The numerical forecast for cold air situation is accurate and has a higher reference value，but it is just considers the advection cooling effect and performs badly in the radiation cooling.

low temperature；advection；radiation；weather situation；numerical Prediction

p457.31

A

1673-8411（2015）04-0076-04

2015-05-16

劉蕾（1984-），女，工程師，學(xué)士學(xué)位，主要從事天氣預(yù)報工作。