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        張掖市一次區(qū)域性霜凍天氣過(guò)程分析

        2021-08-02 22:23:51崔宇安婷婷
        農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究 2021年1期

        崔宇 安婷婷

        摘要 利用高空、地面常規(guī)觀測(cè)資料及衛(wèi)星云圖對(duì)2020年5月11日清晨甘肅省張掖市出現(xiàn)的一次區(qū)域性霜凍天氣過(guò)程的環(huán)流背景和天氣成因進(jìn)行分析。結(jié)果表明:在實(shí)際工作中,預(yù)報(bào)員可以根據(jù)當(dāng)天的氣溫、濕度及夜間云量、風(fēng)速等因素判斷是否有霜凍形成。

        關(guān)鍵詞 張掖市;低溫;霜凍

        中圖分類號(hào):P423.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095–3305(2021)01–0076–02

        霜凍是指地面(或葉面)的溫度突然下降到農(nóng)作物生長(zhǎng)溫度以下時(shí),農(nóng)作物遭受凍害的現(xiàn)象。中央氣象臺(tái)把地面最低溫度降到0℃以下(包括0℃)作為出現(xiàn)霜凍的標(biāo)準(zhǔn),按其形成的原因可分為平流霜凍、輻射霜凍、平流—輻射(混合)霜凍[1]。甘肅省在春、秋季節(jié)出現(xiàn)的霜凍多屬于平流—輻射(混合)霜凍。春季(3—5月)是果樹開花或幼果期,農(nóng)作物和蔬菜的幼苗期,若此時(shí)遇上霜凍天氣,果樹、農(nóng)作物和蔬菜將受到嚴(yán)重危害,造成大幅度減產(chǎn)或無(wú)收。張掖市地處甘肅省西北部,位于河西走廊中段、青藏高原和蒙古高原的過(guò)渡地帶。霜凍是張掖市重要的災(zāi)害性天氣之一,也是張掖市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要凍害災(zāi)之一,對(duì)工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活都有重大影響。霜凍分早霜凍和晚霜凍,兩種霜凍在甘肅省遍及各地。一般來(lái)說(shuō),晚霜凍危害大于早霜凍,早霜凍出現(xiàn)得愈早,晚霜凍結(jié)束得愈遲,危害愈重[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì),張掖市平均于9月下旬出現(xiàn)早霜凍,平均于5月中旬出現(xiàn)晚霜凍,大部分霜凍發(fā)生在5月和9月。運(yùn)用天氣學(xué)原理,利用常規(guī)氣象觀測(cè)資料,對(duì)2020年5月11日發(fā)生在張掖市的一次區(qū)域性霜凍天氣過(guò)程進(jìn)行分析,旨在提高對(duì)霜凍的科學(xué)認(rèn)識(shí),進(jìn)一步提高對(duì)霜凍的預(yù)報(bào)能力,為該地區(qū)霜凍防御和減災(zāi)提供科學(xué)參考[3]。

        1 天氣實(shí)況與災(zāi)情

        2020年5月11日清晨,受平流降溫和輻射冷卻降溫共同影響,張掖市出現(xiàn)一次區(qū)域性霜凍天氣過(guò)程,其中民樂、肅南出現(xiàn)強(qiáng)霜凍,地面最低溫度-4.5℃出現(xiàn)在肅南(圖1)。此次霜凍天氣對(duì)當(dāng)?shù)厥卟?、花卉、瓜果等造成不同程度的損害,共造成高臺(tái)、甘州、山丹、民樂農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3 710.33萬(wàn)元。

        2 天氣形勢(shì)分析

        2.1 高空形勢(shì)分析

        2020年5月10日08:00 500 hPa高空?qǐng)D上歐亞中高緯度為兩槽一脊的形勢(shì),高壓脊位于烏拉爾山東側(cè)80°E附近,里海西側(cè)和貝加爾湖東側(cè)各有一低壓槽(圖2a)。烏拉爾山高壓脊脊前偏北氣流引導(dǎo)北方冷空氣南下,冷空氣在槽后堆積。同時(shí)次700 hPa高空?qǐng)D上,中國(guó)東北—河套地區(qū)有一高度槽,貝加爾湖東側(cè)有一溫度槽與之配合,并且溫度槽落后于高度槽,有利于高度槽發(fā)展。10日20:00,500 hPa貝加爾湖東側(cè)的低槽東移南壓至東北—河西走廊中部,影響張掖地區(qū)。同時(shí)次700 hPa低槽亦東移南壓,河西地區(qū)等高線與等溫線夾角明顯增大,近乎垂直(圖2b),說(shuō)明冷平流強(qiáng)。11日08:00,500 hPa低槽繼續(xù)東移,移至東北—河套地區(qū)東部,對(duì)河西走廊的影響趨于結(jié)束。同時(shí)次700 hPa高度槽東移至東北—黃河下游地區(qū),冷溫槽東移至東北—甘肅省河?xùn)|地區(qū)。

        2.2 地面形勢(shì)分析

        2020年5月10日08:00地面圖上,新疆東部有一冷高壓,冷高壓強(qiáng)度為1 035 hPa,張掖地區(qū)處于冷高壓前部的均壓場(chǎng)內(nèi)。10日20:00該冷高壓東移南壓至河西西部,強(qiáng)度減弱為1 022.5 hPa,張掖地區(qū)等壓線略變稀疏。11日08:00,該冷高壓增強(qiáng)5 hPa,達(dá)1 027.5 hPa,張掖地區(qū)等壓線明顯變稀疏。經(jīng)驗(yàn)表明,冷高壓越強(qiáng),地面降溫越明顯,并且等壓線越稀疏,氣壓梯度越越小,則梯度風(fēng)越弱,越不利于地面風(fēng)速的加強(qiáng)。

        3 霜凍成因分析

        此次霜凍出現(xiàn)在5月份,正好是大氣環(huán)流轉(zhuǎn)換的季節(jié),冷空氣活動(dòng)頻繁,氣溫多變,容易出現(xiàn)區(qū)域性霜凍。通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn),此次霜凍過(guò)程中500 hPa和700 hPa均有明顯的強(qiáng)且深厚的冷平流作用。高空強(qiáng)且深厚的冷平流是造成11日清晨強(qiáng)霜凍的主要原因。11日清晨,張掖市大部分地方2 m最低氣溫低于0℃,其中,肅南中東部及山丹、民樂南部最低氣溫低于-3℃(圖3)。霜凍的產(chǎn)生與最低氣溫有著密切關(guān)系[4],基層氣象臺(tái)站短期霜凍預(yù)報(bào)的關(guān)鍵是最低氣溫預(yù)報(bào)[5]。與此同時(shí),張掖地區(qū)露點(diǎn)溫度持續(xù)下降,最低達(dá)-13.8℃(肅南),露點(diǎn)溫度較低是形成霜凍的有利條件[6]。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),11日清晨,地面相對(duì)濕度持續(xù)減小,地面濕度越小,則不利于凝結(jié)潛熱釋放而有利于霜凍的形成[7]。10日夜間地面風(fēng)速為1~6 m/s,風(fēng)力較小,有利于霜凍天氣的形成。從FY2G紅外云圖上可以看出,10日夜間,河西走廊均無(wú)云,晴朗的環(huán)境場(chǎng)有利于輻射降溫,即有利于形成霜凍。

        4 小結(jié)及預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)

        (1)此次霜凍過(guò)程受冷平流和地面輻射冷卻共同影響,使張掖市11日清晨出現(xiàn)區(qū)域性霜凍天氣,本次霜凍是一次典型的平流—輻射霜凍。

        (2)最低氣溫、露點(diǎn)溫度較低、濕度較小,夜間無(wú)風(fēng)或微風(fēng),無(wú)云或少云是形成霜凍的有利條件。

        (3)實(shí)際預(yù)報(bào)中常根據(jù)預(yù)報(bào)的最低氣溫與夜間的天氣條件可以判斷是否有霜凍。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 王文祥,羅俊偉,申媚先,等.忻州市一次春季霜凍天氣的成因分析[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2008(22):152-154.

        [2] 李棟梁,劉德祥.甘肅省氣候[M].北京:氣象出版社,2002.

        [3] 林婧婧,郭慧.1971—2012年平?jīng)鍪兴獌鲎兓卣鞣治鯷J].沙漠與綠洲氣象, 2015(3):57-62.

        [4] 馮玉祥,何維勛.霜凍的研究[M].北京:氣象出版社,1999.

        [5] 羅香凌,李曉紅,李德明.基層氣象臺(tái)站霜凍短期預(yù)報(bào)方法研究[J].黑龍江氣象,2018(3):43-44,46.

        [6] 拓硯軍.2011年春季河套地區(qū)一次寒潮霜凍天氣過(guò)程分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究,2019(4):116-117.

        [7] 錢莉,楊鑫,滕杰.河西走廊東部一次霜凍天氣過(guò)程成因及其對(duì)農(nóng)業(yè)的影響[J].沙漠與綠洲氣象,2019(5):114-121.

        責(zé)任編輯:黃艷飛

        Analysis of a Regional Frost Weather Process in Zhangye City

        CUI Yu et al(Lanzhou Central Meteorological Observatory of Gansu Meteorological Bureau, Lanzhou, Gansu 730020)

        Abstract Using high-altitude, ground-based conventional observation data and satellite cloud images, the circulation background and weather causes of a regional frost weather process that occurred in Zhangye City, Gansu Province in the early morning of May 11, 2020 were analyzed. The results show that: In actual work, forecasters can judge whether there is frost formation based on the temperature, humidity, night cloud cover, wind speed and other factors of the day.

        Key words Zhangye City; Low temperature; Frost

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