蔡恒明,魏 航
(93220部隊,黑龍江 哈爾濱 150000)
影響哈爾濱地區(qū)天氣的蒙古氣旋系統(tǒng),一年四季均可出現(xiàn)。蒙古氣旋是指生成或發(fā)展在蒙古境內的鋒面低壓系統(tǒng)。在東經110°~115°,北緯42°~50°范圍內的氣旋均可稱之為蒙古氣旋。
影響哈爾濱地區(qū)天氣的蒙古氣旋,以夏季為常見,春秋兩季出現(xiàn)較少,冬季出現(xiàn)最少(表1)。
表1 蒙古氣旋各季(月)出現(xiàn)平均次數(shù)及頻率(2000-2019年)
蒙古氣旋的移動路徑主要有三條(圖1)
圖1 蒙古氣旋移動路徑
第Ⅰ條:東北路徑,從黑龍江省北部向東北方向移動。
第Ⅱ條:偏東路徑,向東略偏南經內蒙東部、東北平原,向東北東方向移動。這一類最為常見。
第Ⅲ條:東南路徑,向東南經華北、渤海,繞過長白山南端,經朝鮮再向日本海方向移去。
從各路徑出現(xiàn)頻數(shù)來看,第Ⅱ條路徑出現(xiàn)較為常見,第Ⅰ條路徑出現(xiàn)較少,以第Ⅲ條路徑移動的蒙古氣旋出現(xiàn)最少(表2)。
表2 蒙古氣旋各季各路徑出現(xiàn)平均次及頻率(2000~2019年)
蒙古氣旋的天氣以低云為主,各季情況不盡相同。
春季的蒙古氣旋,給哈爾濱地區(qū)帶來了多風少雨的干旱天氣。當空中700百帕槽線發(fā)展加深,槽前暖平流加強,地面蒙古氣旋進入東北地區(qū)后強烈發(fā)展,與海上高壓配合,構成南高北低或東高西低形勢,在氣旋暖區(qū)常造成強烈的西南大風,占總數(shù)74.0%。當空中暖脊開闊強大時,大風可持續(xù)數(shù)天不停, 同時伴有揚沙等天氣。
夏季的蒙古氣旋是造成哈爾濱地區(qū)降水的主要天氣系統(tǒng)之一。 在氣旋前部可產生暖鋒云系及穩(wěn)定性降水,在氣旋冷鋒附近可產生雷雨、冰雹等不穩(wěn)定天氣,出現(xiàn)雷雨的次數(shù)占夏季蒙古氣旋總數(shù)的46.0%, 蒙古氣旋是產生哈爾濱地區(qū)夏季雷雨的主要天氣系統(tǒng)。
當氣旋沿東北路徑移動時,低中心偏北,哈爾濱地區(qū)處低壓暖區(qū),西南風較大,冷鋒移近時可有不穩(wěn)定性天氣發(fā)生。
當氣旋沿偏東和東南路徑移動時,氣旋往往加深,輻合擾動加強,鋒面附近天氣較為嚴重,多為不穩(wěn)定性天氣。
冬季哈爾濱地區(qū)受蒙古氣旋影響,可產生大風雪天氣,多為中高云降雪,低云出現(xiàn)較少。當本區(qū)處于氣旋后部較強冷空氣的控制之下,由于冷鋒后的擾動,可產生冷性低云,其特點是生成和移動很快,高度也較低。
(1)當高空槽東移加深,經向環(huán)流加大,冷鋒移近蒙古,其上空為正渦度中心,在地面冷鋒附近的相對低壓區(qū)里有較強的負三小時變壓,預示著蒙古氣旋將發(fā)生。
(2)在夏季,當高空西部暖脊在24區(qū)以西,鋒區(qū)位于北緯45°附近或以北,冷空氣從貝加爾湖及蒙古東部入侵時,有利于氣旋的發(fā)生和發(fā)展。
(3)氣旋發(fā)生前,在地面圖上蒙古地區(qū)等壓線稀疏,并有明顯的負三小時變壓出現(xiàn),氣旋暖區(qū)內的負三小時變壓愈大(一般在14 h地面圖上其絕對值在4.0百帕以上)愈有利于氣旋的發(fā)展。
(4)如果歐洲中部有大槽存在,則蒙古地區(qū)會另有氣旋生成和發(fā)展。
(5)如果冷空氣不從蒙古的西北方向下來,而是自西向東移動,則蒙古氣旋將很難發(fā)展。
(6)如果東亞大槽穩(wěn)定,不利于蒙古氣旋的發(fā)生和發(fā)展。
5.2.1 發(fā)生的預報指標
(1)在東經110°~115°,北緯42°~50°范圍內或以西500~600 km有一根以上的等溫線冷溫槽出現(xiàn)時,則24 h內在統(tǒng)計區(qū)暖脊的暖空氣一側有蒙古氣旋生成。歷史概括率為84.0%,驗證2018年準確率為83.3%。
(2)蒙古上空處于鋒區(qū)中,700百帕圖上有貝加爾湖疏散槽或西北疏散槽移入蒙古,則24小時內在槽前有蒙古氣旋生成。歷史概括率為81.5%,驗證2018年準確率為78.6%。
5.2.2 發(fā)展的預報指標
(1)蒙古氣旋發(fā)生后,若850百帕圖上為反位相槽,則蒙古氣旋會得到強烈發(fā)展。歷史概括率為88.2%,驗證2018年準確率為80.0%。
(2)零變壓線落在氣旋后部100~200 km以遠的地方,則蒙古氣旋發(fā)展;若零變壓線接近氣旋中心,則蒙古氣旋變化不大。歷史概括率為83.0%,驗證2018年準確率為85.7%。
(3)在700百帕圖上,冷、暖平流勢力(指暖舌、冷舌的寬度及平流)相當,且范圍大,則未來與暖舌對應的地面蒙古氣旋發(fā)展。歷史概括率為85.1%,驗證2018年準確率為77.8%。
(4)蒙古氣旋暖區(qū)負變壓與冷鋒后部正變壓絕對值的和大于2.1百帕時,蒙古氣旋易發(fā)展,且和值越大,氣旋越易發(fā)展。歷史概括率為79.3%,驗證2018年準確率為85.0%。
5.2.3 移向的預報指標
(1)蒙古氣旋的移向與地面正、負變壓中心連線走向大體一致(正負20°算正確)。歷史概括率為82.0%,驗證2018年準確率為82.6%。
(2)蒙古氣旋往往朝700百帕圖暖中心方向或700百帕(500百帕)圖上暖平流最大的區(qū)域移動。歷史概括率為86.1%,驗證2018年準確率為87.0%。
(3)蒙古氣旋的移動方向和其上空500百帕氣流的走向基本一致(正負20°算正確)。歷史概括率為92.0%,驗證2018年準確率為87.0%。
5.2.4 移速的預報指標
由500百帕圖上的平均風速引導蒙古氣旋移動,得出引導速度公式:
V地(km/h)=V(m/s)×3.6×K
(1)
式(1)中:V地為地面蒙古氣旋移動速度;V為蒙古氣旋對應的500百帕圖上的平均風速;K為引導系數(shù)(冬、夏均用0.5); 3.6為速度的換算單位。
普查資料表明:歷史概括率為79.0%,驗證2018年準確率為73.9%。
(1)500百帕圖上東亞大槽發(fā)展較深,且穩(wěn)定少動,地面氣旋中心處于東亞大槽槽后較強的西北氣流區(qū)內,氣旋未來趨于減弱或消亡。
(2)地面圖上氣旋中心與500百帕圖上發(fā)展很深的低壓中心(低壓槽) 重合或接近,氣旋將減弱消亡。
(3)500百帕圖上,在蒙古附近上空的低壓槽趨于減弱, 氣旋區(qū)上空大氣斜壓性很小,而等高線與等溫線交角繼續(xù)趨于減小,氣旋未來將減弱。
(4)氣旋中心有正三小時變壓,使氣旋填塞減弱。
(5)南方氣旋發(fā)展北上,可使蒙古氣旋減弱消亡。