靳榮 于海躍
摘 要:酒泉市位于河西走廊西端,地處祁連山脈以北馬鬃山以南[1],氣候干燥少雨,特別是大風(fēng)天氣較多,大風(fēng)是當(dāng)?shù)刂饕臍庀鬄?zāi)害之一,每年造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。該文通過多年的歷史資料分析,對酒泉大風(fēng)的形成原因進(jìn)行了歸納總結(jié),得出了酒泉大風(fēng)天氣的環(huán)流分型:酒泉大風(fēng)天氣冷鋒后偏西大風(fēng)、強(qiáng)鋒區(qū)下偏西大風(fēng)、冷高南部偏東大風(fēng)和熱低前部偏東大風(fēng)。通過大風(fēng)環(huán)流的特征,以期對酒泉大風(fēng)天氣的預(yù)報有所幫助,提高大風(fēng)的預(yù)報準(zhǔn)確率,在防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮作用。
關(guān)鍵詞:酒泉;大風(fēng);特征
中圖分類號 TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731(2017)14-0166-02
1 酒泉大風(fēng)天氣概況
河西走廊西部地區(qū)是冷空氣入侵酒泉市的必經(jīng)之路。由于特殊的地理位置和下墊面環(huán)境條件,酒泉地區(qū)是大風(fēng)天氣的高發(fā)地域。其中年大風(fēng)日數(shù)最多的是馬鬃山地區(qū),達(dá)45.3d;其次為瓜州縣,達(dá)42.2d。就時間分布而言,3—6月是酒泉市大風(fēng)天氣的高發(fā)期,其出現(xiàn)概率占年均日數(shù)的53%~61%;秋季9—11月出現(xiàn)概率最小,只有6%~8%(圖1)。
2 形成大風(fēng)天氣環(huán)流分型
酒泉市的氣候特點(diǎn)之一就是多大風(fēng)天氣過程,大風(fēng)天氣一年四季均有發(fā)生,尤以春季最多、次之秋季,而春、秋季大風(fēng)往往與寒潮天氣過程聯(lián)系在一起。形成大風(fēng)的物理過程較復(fù)雜,除具有特定的環(huán)流形勢外,還要有特定的天氣系統(tǒng),如中壓低壓、西伯利亞低槽、蒙古氣旋等,與高空溫度層結(jié)穩(wěn)定度、熱力環(huán)流、地面氣壓場、地形、下墊面粗糙程度等密切相關(guān)。
依據(jù)高空(500hpa)環(huán)流形勢和地面的天氣系統(tǒng),酒泉市大風(fēng)可分為冷鋒后偏西大風(fēng)、強(qiáng)鋒區(qū)下偏西大風(fēng),冷高南部偏東大風(fēng)和熱低壓前部偏東大風(fēng)四大類。其中冷鋒后偏西大風(fēng)占大風(fēng)總?cè)諗?shù)的53.6%;強(qiáng)鋒區(qū)下偏西大風(fēng)17.6%;冷高南部偏東大風(fēng)17.6%;熱低壓前部偏東大風(fēng)11.2%。
2.1 冷鋒后偏西大風(fēng) 此類大風(fēng)除高空有較強(qiáng)的鋒區(qū)配合外,地面冷鋒為主要系統(tǒng)。地面冷高壓路徑分為3條,以西北路徑為最多,占54%,西方和北方路徑分別為37%和9%。大風(fēng)出現(xiàn)前的高空形勢,烏拉爾山地區(qū)有高壓脊發(fā)展,脊前巴爾喀什湖至新疆有明顯低壓槽在加深,西北區(qū)上空為淺脊控制。隨著巴爾喀什湖冷槽東移,槽后西北氣流及正△H24加強(qiáng),槽前有負(fù)△H24進(jìn)入高原。相應(yīng)地面圖上,冷高壓脊其前部冷鋒規(guī)律東移,冷鋒過境,大風(fēng)開始。大風(fēng)主要集中在氣壓、變壓梯度較大以及高空冷平流較強(qiáng)的區(qū)域。尤其當(dāng)冷空氣翻越天山或帕米爾高原進(jìn)入南疆盆地時,促使冷鋒加強(qiáng)再東移出來,可造成區(qū)域性的偏西大風(fēng)。這類大風(fēng)的單站要素反映,大風(fēng)前降壓升溫,大風(fēng)開始,升壓降溫(圖2)。
2.2 強(qiáng)鋒區(qū)下偏西大風(fēng) 此類大風(fēng)主要是由于大氣低層熱力增溫造成不穩(wěn)定,使高層動量下傳形成的。大風(fēng)出現(xiàn)前的高空形勢,在烏拉爾山附近為一發(fā)展的高壓脊,脊前直到華北區(qū)上空為一致的西北強(qiáng)風(fēng)帶,一般500hPa風(fēng)速在20m/s以上,等高線與等溫線走向基本一致,在這支西北氣流中,常有不穩(wěn)定小槽東傳,槽前暖平流促使地面蒙古氣旋發(fā)展,酒泉市處在蒙古氣旋底部,降壓升溫明顯,大風(fēng)經(jīng)常于午后開始,日落減弱。此類大風(fēng)影響范圍廣,風(fēng)力大,持續(xù)時間長,有時可連續(xù)2~3d,大風(fēng)區(qū)少動,且與高空強(qiáng)風(fēng)速帶一致(圖3)。
2.3 冷高南部偏東大風(fēng) 大風(fēng)出現(xiàn)的高空形勢,一般在新西伯利亞至巴爾喀什湖有一冷槽,由于烏拉爾山暖脊的發(fā)展東移,促使脊前冷槽鋒區(qū)加強(qiáng)并南壓到蒙古與河西走廊之間。當(dāng)烏拉爾山暖脊向北強(qiáng)烈發(fā)展,脊前在貝加爾湖至蒙古便形成橫槽,高空鋒區(qū)呈東西向并南移,南疆往往有一弱的暖脊,相應(yīng)地面圖上蒙古有較強(qiáng)的冷高壓規(guī)律東南下,其中心強(qiáng)度≥1040hPa,其前緣由東西向冷鋒配合,這種形勢下,祁連山的阻擋作用有利于冷空氣在走廊地區(qū)堆積和增大氣壓梯度,冷高壓中心強(qiáng)度與瓜州、敦煌及玉門等站的氣壓差≥15hPa,在地面迅速升壓降溫,造成冷高底部偏東大風(fēng)(圖4)。
2.4 熱低前部偏東大風(fēng) 500hPa一般為兩槽一脊型,新疆為暖高壓脊控制,暖中心在南疆及印度北部,中亞和河套北部分別為一槽區(qū),烏拉爾山脊發(fā)展,脊前位于中亞的冷槽前暖平流促使700hPa南疆暖性低壓及地面有一閉合熱低壓(中心強(qiáng)度≤997.5hPa)生成并發(fā)展東移。與此同時,蒙古經(jīng)常有變性冷高壓東南下,東西兩股冷空氣對峙,經(jīng)常在新疆東部形成地面錮囚鋒,使走廊地區(qū)處于南疆熱低壓前部和蒙古變性冷高壓底部,二者之間氣壓差≥20hPa。由于氣壓梯度加大,形成偏東大風(fēng)(圖5)。
3 酒泉大風(fēng)天氣預(yù)報著眼點(diǎn)
(1)首先掌握大風(fēng)天氣在不同季節(jié)發(fā)生概率的基本情況。如河西中西部地區(qū)出現(xiàn)大風(fēng)天氣的時間概率分布排序是“春、夏、冬、秋”,地域分布上存在較大差異。
(2)應(yīng)用EC等數(shù)值預(yù)報形勢場進(jìn)行環(huán)流分型,結(jié)合不同環(huán)流型的預(yù)報指標(biāo)做出定性、定點(diǎn)及定量預(yù)報。
(3)當(dāng)有天氣系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)報關(guān)鍵區(qū)時,要仔細(xì)分析上游天氣系統(tǒng)影響區(qū)域內(nèi)的要素及天氣現(xiàn)象的演變趨勢(如高、低空鋒區(qū)是否加強(qiáng)或減弱,引導(dǎo)氣流之變化,變高、變溫配置;地面冷鋒走向,水平氣壓梯度如△P24、 △T24、△P3及伴隨的大風(fēng)等天氣現(xiàn)象)。冷鋒在東移過程中如果坡度減小,就預(yù)示著冷空氣主力偏北,出現(xiàn)大風(fēng)天氣的概率就會減小。
(4)注意參考低層物理量場的演變。出現(xiàn)大風(fēng)天氣時往往在700hPa有一較大的垂直速度上升區(qū)相配合。
參考文獻(xiàn)
[1]于海躍,李紅英,張玉香.酒泉風(fēng)電基地風(fēng)況變化對風(fēng)力發(fā)電的影響[J].安徽農(nóng)學(xué)通報,2016,01:92-95. (責(zé)編:張宏民)