晉亮亮
(赤峰市氣象局,內蒙古自治區(qū) 赤峰 024000)
霜凍是指最低氣溫<0℃,使農作物受害的一種天氣現象[1]。內蒙古霜凍標準:地區(qū)級有≥3個站點最低氣溫≤2℃或日最低地溫≤0℃或有霜凍現象出現的日期即為一個霜日[2]。
由于霜凍出現較低溫度、降溫突然,對農作物影響很大,特別是秋季的初霜和春季的晚霜,直接影響著農牧民的生產生活,秋霜往往給農作物帶來毀滅性的災害。霜凍主要是由于來自北方的冷空氣(冷鋒后的冷氣團)入侵赤峰市引起的。冷空氣影響造成平流降溫,再加上夜間的輻射降溫,使局地降溫更加劇烈。霜凍多見于夜間或凌晨氣溫最低的時刻。
據赤峰市近60年氣象觀測資料記載,早的初霜南部地區(qū)在8月31日—9月11日,北部在8月31日—9月7日。最晚初霜南部地區(qū)在10月2日-10月11日,北部在9月22日—9月29日。此次初霜凍天氣出現日期較歷史同期早了2 d。
2017年8月28日夜間至31日清晨,赤峰市受冷空氣影響,全市大部分地區(qū)最低氣溫<4℃,北部旗縣大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)<2℃,造成6個旗縣區(qū)的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現了霜凍災害。其中阿魯科爾沁旗先峰、巴彥溫都最低氣溫<0℃,分別為-0.9℃、-0.5℃,雙勝、烏蘭哈達、紹根最低氣溫<2℃。松山區(qū)西北部5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)最低氣溫<3℃,部分地區(qū)<1℃,其中大夫營子鄉(xiāng)最低氣溫<0.4℃??耸部蓑v旗經棚鎮(zhèn)、宇宙地鎮(zhèn)、同興鎮(zhèn)等、土城子鎮(zhèn)等8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現霜凍災害,最低氣溫出現在白音敖包為-4.8℃。巴林左旗花家拉嘎鄉(xiāng)、三山鄉(xiāng)最低氣溫-1.6℃,白音勿拉-0.1℃,哈拉哈達0.2℃,碧流臺、十三敖包0.4℃,隆昌0.5℃。林西縣五十家子鎮(zhèn)0.1℃,官地0℃,大營子0.1℃,新林鎮(zhèn)-0.1℃,五十家子鎮(zhèn)、新林鎮(zhèn)、統(tǒng)布鎮(zhèn)、大營子鄉(xiāng)、十二吐鄉(xiāng)、林西鎮(zhèn)、新城子鎮(zhèn)7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現霜凍災害。巴林右旗索博日嘎最低氣溫-0.6℃,巴彥胡碩-1.4℃,巴彥塔拉蘇木、幸福之路蘇木、查干木淪蘇木、索博日嘎鎮(zhèn)、大板鎮(zhèn)、寶日勿蘇鎮(zhèn)查干諾爾鎮(zhèn)、西拉沐淪蘇木等8個蘇木鎮(zhèn)出現了霜凍災害。
據民政部門統(tǒng)計,截至9月1日,此次災害共造成全市6個旗(縣、區(qū))46個鄉(xiāng)鎮(zhèn)受災,受災人口235 778人,農作物受災面積13.1×104hm2,成災面積8.92×104hm2,絕收面積3.63×104hm2,直接經濟損失49 958.75×104元,其中農業(yè)經濟損失49 958.75×104元。
本次霜凍天氣最初出現在2017年8月29日凌晨,所以的選取了2017年8月28日20時高空形勢進行分析,以便于揭示本次霜凍天氣是什么天氣系統(tǒng)影響造成的,以利提高霜凍預報技術水平,現分析如下。
2017年8月28日20時高空700 hPa(如圖1a)形勢分析可以看出:東亞大陸中高緯度呈現一槽一脊型,赤峰市處于冷渦底后部、高空鋒區(qū)北側的偏北氣流里,赤峰市災害天氣霜凍出現關鍵區(qū)(45~50°N,110~120°E)內吹16 m/s以上偏北風,等溫線和等高線交角較大、有利于高緯度冷空氣向赤峰市輸送,形成了較強的冷平流,冷平流造成了本次降溫霜凍天氣。
圖1 2017年8月28日20時,700 hPa實況分析(a),850 hPa實況分析(b)Fig.1 At 20:00 on August 28,2017,700 hPalive analysis(a),850 hPa live analysis(b)
2017年8月28日20時高空850 hPa(如圖1b)實況分析可以看出:赤峰市處于冷渦底后部鋒區(qū)北側受冷氣團控制,偏北風12 m/s左右,全市北部地區(qū)溫度位4℃左右,南部為中南部在4℃~8℃,等溫線與等高線夾角較小,表明冷平流不強,平流降溫不明顯,風速較大則不利于輻射降溫,此次降溫霜凍天氣是中高層較強的冷平流造成的。
2017年8月30日凌晨,赤峰市北部仍出現霜凍天氣,但較前一日霜凍強度減弱,范圍縮小,想揭示其原因,特選取2017年8月30日08時高空形勢進行分析,分析如下。
2017年8月30日8時高空700 hPa(圖2a)形勢分析可以看出:東亞大陸中高緯度仍呈現一槽一脊型,冷渦已明顯減弱東移,赤峰市處于冷渦底后部偏北氣流里,等溫線與等高線走向基本一致,已無明顯的冷平流;且等溫線較稀疏,風場均勻為16 m/s左右的西北風,無明顯風速輻合,則進一步說明冷空影響明顯減弱。
圖2 2017年8月30日08時,500 hPa實況分析(a),850 hPa實況分析(b)Fig.2 At 08:00 on August 30,2017,500 hPalive analysis(a),850 hPa live analysis(b)
2017年8月30日8時850 hPa(圖2b)實況分析可以看出:赤峰市處于減弱的冷渦底后部,全市風場主要以<4 m/s西北風或偏北風為主,為冷氣團控制,等溫線和等高線存在著一定夾角,有弱的冷平流,赤峰市地區(qū)內溫度在8℃~12℃,大部地區(qū)未出現霜凍天氣,但是北部高寒山區(qū)由于地勢較高則繼續(xù)出現了霜凍天氣。
2017年8月29日5時赤峰市區(qū)域自動站風場和溫度場實況分析(圖3)可以看出:赤峰市實線以北側氣溫<4℃,北部旗縣大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)<2℃,其中阿魯科爾沁旗先峰氣溫-0.9℃、巴彥溫都氣溫-0.5℃,克什克騰旗白音敖包為氣溫-4.8℃。巴林左旗花家拉嘎鄉(xiāng)、三山鄉(xiāng)氣溫-1.6℃,巴林右旗巴彥胡碩氣溫-1.4℃,說明赤峰市除了南部部分旗縣區(qū)以外均出現了霜凍天氣。從自動氣象站風場可以看出,大部地區(qū)風力<2 m/s,且天氣晴朗,有利于晴空輻射。
圖3 2017年8月29日05時赤峰市區(qū)域自動站風和氣溫實況Fig.3 Actual situation of regional automatic station wind and temperature in Chifeng City at 05:00 on August 29,2017
赤峰市地處大興安嶺西南段、燕山北麓,北部、西部、南部三面環(huán)山,地勢走向西高東低,東部西拉沐淪河與老哈河匯流海拔高度只有290 m,橫亙赤峰市西部燕山山脈七老圖山,海拔高度增致1 000~1 500 m,大光頂子山是七老圖山主峰,海拔2 067 m,是“赤峰屋脊”。2017年8月29日5時,赤峰市區(qū)域自動站風和氣溫實況分析,霜凍災害天氣出現范圍和高海拔地形相吻合,特殊的東低西高地形也是形成本次霜凍災害天氣重要因素。
東亞大陸中高緯度一槽一脊型環(huán)流中,影響赤峰市天氣系統(tǒng)冷渦底后部存在著較強的冷平流,冷平流是造成本次降溫霜凍天氣的直接原因;發(fā)生霜凍時,天空晴朗,風力較小,有利于輻射降溫,這也是造成霜凍的原因之一,所以此次霜凍天氣屬于平流-輻射霜凍;赤峰市地處大興安嶺西南段、燕山北麓,北部、西部、南部三面環(huán)山,地勢走向西高東低,特殊的東低西高地形也是形成本次霜凍災害天氣重要因素。