劉沈 蔣雅婷 高永娜

摘要 2020年2月13—16日，永州市出現(xiàn)了寒潮天氣，24 h內(nèi)降溫最高達(dá)20℃，并伴有全市范圍偏北大風(fēng)，中北部出現(xiàn)短暫雨雪（雨夾雪）天氣。本文利于常規(guī)地面、高空氣象觀測資料、自動(dòng)站資料等對本次過程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：本次寒潮過程中高緯呈兩槽一脊型，新西伯利亞附近有阻高，阻高前橫槽不斷加深南落，槽后冷平流使冷空氣堆積，冷渦中心強(qiáng)度強(qiáng)。中低層西南氣流強(qiáng)烈發(fā)展，地面升溫明顯，有利于加大降溫幅度。有冷空氣影響，且降水條件滿足時(shí)，分析各層溫度、探空曲線、冷墊厚度、逆溫層高度、厚度、地面溫度等各要素對于判斷雨雪的相態(tài)有很重要的指示作用。

關(guān)鍵詞 寒潮;冷空氣;雨雪天氣;溫度

中圖分類號：S16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）04–0105–03

寒潮是我國冬半年嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣，其最突出的天氣是大風(fēng)、劇烈降溫、雨雪和沙塵暴，常給工農(nóng)業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸?shù)葞砭薮笥绊憽Ｒ虼?，做好寒潮天氣預(yù)報(bào)服務(wù)，并采取積極防范其危害措施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來，不少學(xué)者對我國錯(cuò)綜復(fù)雜的寒潮天氣過程進(jìn)行了天氣動(dòng)力學(xué)診斷和數(shù)值模擬研究，得到了不少有益成果[1-4]。但因我國幅員遼闊，氣候條件差異很大，寒潮過程也不盡相同，故深入分析研究寒潮天氣個(gè)例非常有必要。

1 天氣實(shí)況

2020年2月13—16日，永州市出現(xiàn)寒潮天氣過程，全市各縣區(qū)24 h降溫在12℃～20℃之間（圖1），過程最低溫在0℃～3℃，陽明山（雙牌）-9.2℃，竹林（藍(lán)山）-4.2℃。

2020年2月14日01：00左右，永州市受暖區(qū)降水影響，雙牌、藍(lán)山等縣區(qū)出現(xiàn)冰雹、短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對流天氣，并伴有南風(fēng)加大過程，雙牌極大風(fēng)速15.7 m/s，藍(lán)山極大風(fēng)速14.5 m/s。隨后受強(qiáng)冷空氣影響，15日大部分縣區(qū)出現(xiàn)了4～6級偏北風(fēng)、局地出現(xiàn)了7～8級偏北大風(fēng)，最大風(fēng)速出現(xiàn)在冷水灘區(qū)19.3 m/s，為8級。

2020年2月14日20：00～15日08：00大部分縣區(qū)出現(xiàn)了雷電;14日08：00～16日08：00，全市普降中到大雨局地暴雨，累積雨量大于50 mm的有116站次，大于25 mm的有339站次。最大降雨出現(xiàn)在東安的蘆洪市，為107.1 mm，最大小時(shí)雨強(qiáng)為48.2 mm;15日08：00～16日08：00，部分縣區(qū)出現(xiàn)了小雨夾雪或雪，高寒山區(qū)出現(xiàn)了冰凍;16日08：00全市各縣氣溫在1℃～4℃之間，高寒山區(qū)在0℃以下，其中陽明山為-9.1℃，竹林-4.1℃。

2 寒潮形成原因

2.1 大尺度環(huán)流背景

500 hPa中高緯呈兩槽一脊型，2020年2月12日20：00新西伯利亞附近出現(xiàn)阻高，暖中心為-24℃。隨后阻高前橫槽不斷加深南落，14日08：00橫槽深入中國西北部地區(qū)，槽后冷平流有利于冷空氣堆積，中緯度階梯槽引導(dǎo)冷空氣逐漸南下。冷渦中心強(qiáng)度，500 hPa達(dá)-40℃，700 hPa達(dá)-24℃，850 hPa達(dá)-20℃。隨后橫槽轉(zhuǎn)豎，與中低緯度槽結(jié)合，引導(dǎo)冷空氣向南爆發(fā)，出現(xiàn)寒潮天氣。

2.2 中低層形勢

2020年2月14日20：00前西南氣流強(qiáng)烈發(fā)展，最大為20 m/s（圖2），從而使冷空氣南下的速度減緩，地面升溫明顯，有利于加大降溫幅度。

2.3 地面回暖情況

2020年2月13日地面暖低壓發(fā)展，氣溫回暖明顯，且14日仍然維持，永州市處于低壓暖倒槽中，13日地面最高氣溫達(dá)25℃～26℃。

2.4 地面冷高壓

此次過程地面冷高壓中心強(qiáng)度達(dá)1 067.5 hPa，且穩(wěn)定維持。南下影響中國為西北路徑，移動(dòng)速度快，降溫明顯。

3 雨雪相態(tài)分析

從永州冷水灘站三線圖可以看出（圖3），冷空氣自2020年2月15日02：00左右開始影響永州，氣溫驟降，氣壓升高;15日08：00，地面溫度降至7℃，出現(xiàn)雨夾雪天氣;15日14：00，氣溫降至4.4℃，出現(xiàn)純雪天氣，此后永州市自北向南個(gè)別縣區(qū)亦先后出現(xiàn)了雨夾雪或純雪天氣。但本次雨夾雪天氣只維持了14 h，且具有分散性，沒有形成區(qū)域性降雪過程。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全市只有北部冷水灘、零陵、雙牌三縣區(qū)以及南部江華縣出現(xiàn)了雨夾雪或純雪天氣。湘中以南地區(qū)出現(xiàn)雨雪天氣的站點(diǎn)亦呈現(xiàn)分散性、間歇性。

因雨雪主要出現(xiàn)在15日白天，故分析15日08：00距離永州市較近的郴州及桂林站探空曲線（圖4）可以看出，15日08：00郴州站地面溫度9℃，無明顯冷墊，逆溫層淺薄，位于925～850 hPa高度。不符合凍雨（冰晶層-暖層-冷層）發(fā)生發(fā)展機(jī)制，又因整層溫度較高，亦不符合純雪產(chǎn)生條件[5]。故而即使隨著冷空氣繼續(xù)南下，溫度有所下降，湘南并沒有出現(xiàn)大范圍雨雪以及冰凍天氣。桂林站無逆溫層，濕層深厚，500 hPa高度以下溫度露點(diǎn)差在0～2℃之間，降雨條件滿足。

本次過程，湘北岳陽市降雪明顯，全市均有純雪現(xiàn)象，范圍廣、持續(xù)時(shí)間長。分析岳陽市附近長沙站15日08：00探空曲線得出（圖4），地面溫度在4℃左右，溫度降至0℃時(shí)高度在925 hPa，冷墊深厚，岳陽大部出現(xiàn)純雪現(xiàn)象;925～850 hPa存在逆溫層，雖然厚度在1～2 km，但高度偏低，不滿足凍雨形成機(jī)制，故沒有明顯凍雨現(xiàn)象。

分析永州市冷水灘站以及岳陽市本站各層溫度折線圖（圖5）。因岳陽緯度高于冷水灘，各層溫度相對低于冷水灘。15日08：00后，岳陽站除地面外，各層溫度均在0℃以下，冷層維持時(shí)間長，反觀冷水灘站只在16日08：00前后出現(xiàn)短時(shí)間各層溫度在0℃以下情況，故而岳陽純雪時(shí)間久于冷水灘。925 hPa高度岳陽站始終處于-6℃以下溫度，本層溫度均與地面、850 hPa層溫度有較大溫差，溫度直減率遠(yuǎn)大于冷水灘站，冷層深厚，層結(jié)不穩(wěn)定，積雪范圍遠(yuǎn)大于冷水灘。冷水灘地面溫度最低在3℃左右，岳陽地面溫度最低在1℃左右，純雪在岳陽有積雪現(xiàn)象，但冷水灘無積雪現(xiàn)象。

以上分析可以看出，有冷空氣影響且降水條件滿足時(shí)，分析各層溫度、探空曲線、冷墊厚度、逆溫層高度、厚度、地面溫度等各要素對于判斷雨雪的相態(tài)有很重要的指示作用。今后需總結(jié)多次雨雪過程的溫度指標(biāo)，以達(dá)到更好的分析雨雪相態(tài)結(jié)果。

4 小結(jié)

（1）中高緯呈兩槽一脊型，新西伯利亞附近有阻高，阻高前橫槽不斷加深南落，槽后冷平流不斷有冷空氣堆積，冷渦中心強(qiáng)度500 hPa達(dá)-40℃，隨后橫槽轉(zhuǎn)豎，引導(dǎo)冷空氣向南爆發(fā)，出現(xiàn)寒潮天氣。（2）中低層西南氣流強(qiáng)烈發(fā)展，地面升溫迅速，有利于加大降溫幅度。（3）地面暖低壓發(fā)展，氣溫回暖明顯，永州市處于低壓暖倒槽中。（4）有冷空氣影響且降水條件滿足時(shí)，分析各層溫度、探空曲線、冷墊厚度、逆溫層高度、厚度、地面溫度等各要素對于判斷雨雪的相態(tài)有很重要的指示作用。今后需總結(jié)多次雨雪過程的溫度指標(biāo)，以便更好地分析雨雪相態(tài)結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1] 牛若蕓，喬林，陳濤，等.2008年12月2—6日寒潮天氣過程分析[J].氣象，2009，35（12）：74-82.

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[3] 于波，李桑，黃富祥，等.2016年1月京津冀地區(qū)連續(xù)性寒潮事件對比分析[J].干旱氣象，2019，37（6）：954-963.

[4] 陶亦為，代刊，董全.2016年1月寒潮天氣過程極端性分析及集合預(yù)報(bào)檢驗(yàn)[J].氣象，2017，43（10）：1176-1185.

[5] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理和方法[M].北京：氣象出版社，2000.

責(zé)任編輯：黃艷飛