董雪晗，農孟松

（廣西壯族自治區(qū)氣象臺，南寧 530022）

引言

寒潮是冬季影響廣西的主要災害性天氣之一。寒潮發(fā)生時，會產(chǎn)生劇烈的降溫和大風，同時還伴有雨雪、冰凍等災害性天氣，給人民的生命財產(chǎn)安全帶來威脅。近年來許多學者對寒潮的成因以及特點進行了研究［1-12］，其中韋春霞［13］研究表明低緯環(huán)流形勢、高壓脊位置、冷空氣強度及其影響路徑、降水強度等差異是影響寒潮強度的主要因素；高安寧等［14］研究表明大范圍凍雨的形成與850hPa 0℃線密切相關。2021 年12 月25—27 日，受強冷空氣影響廣西出現(xiàn)了一次寒潮天氣過程，全區(qū)共76 站出現(xiàn)寒潮（總共91 個站點）。這次寒潮天氣過程具有降溫幅度大、影響范圍廣、平均氣溫低等特點。利用常規(guī)氣象觀測資料及ECMWF 預報資料，對這次寒潮天氣過程進行了分析和總結，為今后的預報提供參考依據(jù)。

1 寒潮天氣概況

根據(jù)廣西地面氣象觀測站資料統(tǒng)計，此次寒潮過程大部地區(qū)氣溫下降幅度為10～12℃，局部降溫幅度達14℃以上，有8 市26 縣（市、區(qū)）的168 個氣象站氣溫低于0℃，過程最低日平均氣溫-1.4～11.0℃，其中27 日全區(qū)有40 個站的日平均氣溫在5.0℃以下，過程各地日最低氣溫-2.0～9.2℃，極端最低氣溫出現(xiàn)在全州縣才灣鎮(zhèn)（-8.1℃）；桂林、賀州、南寧、欽州、防城港、北海等6 市12 縣（市、區(qū)）22 個氣象站出現(xiàn)8～9 級的偏北大風，最大為欽州市欽南區(qū)犀牛腳鎮(zhèn)24.4m·s-1（9 級）。

根據(jù)廣西寒潮標準：由于冷空氣入侵，致使當?shù)厝掌骄鶜鉁卦?8h 內急劇降溫8℃或以上，同時最低日平均氣溫降至7℃（桂北）、8℃（桂南）或以下時，稱為寒潮。全區(qū)共出現(xiàn)寒潮76 站（全區(qū)共有91 個站點），其中桂北、桂南均為38 站，本次過程屬于全區(qū)性寒潮。寒潮致使桂林、柳州、賀州、河池、南寧、百色、來賓等7 市23 縣（市、區(qū)）出現(xiàn)雪或雨夾雪、霧淞、凍雨、冰凍等災害天氣。

2 寒潮天氣演變特點

2.1 環(huán)流形勢和主要天氣系統(tǒng)發(fā)展演變

23 日20 時，500hPa 中高緯呈兩槽一脊型，烏拉爾山高壓發(fā)展，貝加爾湖低壓后部強偏北氣流引導低層冷空氣向南爆發(fā)，冷渦中心強度達－48℃、1060hPa，寒潮天氣開始影響華北地區(qū)。此時廣西500hPa 受南支槽前西南氣流影響，850hPa 西南暖濕氣流發(fā)展，地面受暖低壓控制為偏南風，鋒前氣溫回升明顯，有利于能量積累。冷空氣以擴散方式南下，24 日20 時500hPa 東北地區(qū)大槽引導高原波動槽東移，配合850hPa 弱切變及地面強冷鋒南下影響桂北。25 日橫槽轉豎強冷空氣迅速補充南下，強溫度鋒區(qū)及氣壓梯度大值區(qū)南移，帶來更大強度、更大范圍的降溫大風天氣。

各層0℃線25 日08 時左右南壓進入廣西，地面0℃線到達資源，20 時進入桂林北部。26 日20 時至27 日08 時－2℃線達到桂林站，同時南支槽東移使得低層切變線在桂北徘徊，26 日20 時探空圖顯示桂林上空有較明顯逆溫層，且850hPa 以下氣溫均小于0℃，有利于雪、雨夾雪等固態(tài)降水出現(xiàn)。27 日20 時廣西地面轉受冷高壓脊控制，850hPa 切變線北抬至黔桂交界處，各層0℃線向北移出廣西，廣西開始緩慢升溫，寒潮過程趨于結束。

2.2 降溫精細化實況演變特征

冷空氣從東路進入廣西，降溫從桂東北開始，25日桂北最高氣溫下降6～10℃，局部11℃以上，之后隨著冷空氣向南滲透和穩(wěn)定維持，26 日、27 日氣溫持續(xù)下降，26 日大部地區(qū)最高氣溫、最低氣溫、日平均氣溫下降4℃以上，此過程共有76 個站達到寒潮標準，27 日降溫主要出現(xiàn)在桂南，部分地區(qū)最高氣溫降幅達8℃以上。

選取桂林資源站（站號57859）為例討論逐時氣溫變化。23 日受偏南暖濕氣流影響升溫明顯，之后隨著冷空氣南下24 日夜間開始氣溫持續(xù)下降，在26 日14 時降至0℃以下，24 日至27 日降溫幅度達13.2℃，27 日07 時后氣溫緩慢回升。23 日資源最高氣溫（19.8℃）出現(xiàn)在16 時；24 日最高氣溫（10.8℃）出現(xiàn)在當天第一個時次，16 時氣溫較前一天下降8.6℃；25 日氣溫持續(xù)下降，24h 氣溫降幅達5.7℃，最低氣溫（4.4℃）出現(xiàn)在20 時；26 日氣溫持續(xù)下降，24h 氣溫降幅達5.5℃，14 時氣溫突破0℃，最低氣溫（－1.1℃）出現(xiàn)在20 時；27 日逐時氣溫均低于0℃，最低氣溫（－2℃）出現(xiàn)在06 時、07 時，白天氣溫開始回升；28 日氣溫繼續(xù)回升，最高氣溫（2.5℃）出現(xiàn)在16時、17 時，升溫幅度達3.5℃。

3 寒潮預報檢驗

3.1 環(huán)流形勢預報檢驗

本文檢驗全球尺度模式ECMWF 各層形勢預報。500hPa 各時次預報華北槽較為穩(wěn)定準確，預報南支槽移速偏慢。24 日20 時華北槽線較實況偏北，南支槽位置偏西，整體略微滯后于實況；模式預報25 日20 時華北槽較準確，南支槽略偏西；模式預報26 日20 時南支槽偏西；模式預報27 日20 時較準確。850hPa 各時次預報較為穩(wěn)定準確，0℃線位置略偏南，各時次調整逐漸接近實況。模式預報24 日20時冷中心位于東北地區(qū)，冷中心強度準確為－32℃，0℃線較實況偏南；25 日20 時冷中心強度較實況偏弱4℃，0℃線偏南；26 日20 時冷中心強度準確，0℃線進入廣西，較實況偏北，不利于降水相態(tài)范圍的預報；27 日20 時冷中心強度準確，0℃線位于桂北邊緣，模式預報0℃線略偏南，北抬略快。對比海平面氣壓及2m 氣溫可知，24 日20 時1020hPa 線位于桂北，較實況偏北；25 日20 時1020hPa 線移至廣西南部海面，廣西南北氣壓差為10hPa，模式預報較為準確；26 日20 時1020hPa 線繼續(xù)南移，廣西南北氣壓差為10hPa，桂北等壓線密集，模式預報較為準確；27 日20 時廣西南北氣壓差為12.5hPa，等壓線密集區(qū)覆蓋廣西，此時0℃線已到達桂東北，模式預報較實況偏北；28 日20 時廣西為高壓脊控制，氣壓梯度減小，此時0℃線位于桂北邊緣，模式預報較實況偏北。

3.2 大風降溫預報檢驗

以桂林站為例，檢驗數(shù)值模式大風降溫預報，實況2m 風最大為4m·s-1，預報偏大為6m·s-1；實況25—27 日降溫幅度為13.2℃，預報偏小為11℃；實況最低氣溫出現(xiàn)在27 日05 時，27 日08 時略有升溫，預報27 日05 時至08 時溫度略有下降，最低氣溫出現(xiàn)在08 時?？傮w上看，模式預報較實況相比冷空氣風速偏大2m·s-1，降溫幅度偏小2.2℃。

3.3 預報極端性檢驗

實況12 月26—27 日全區(qū)除百色外各地市平均氣溫低于歷史同期7.3℃以上，其中柳州市偏低10.95℃以上（表1），低溫天氣較為極端。

表1 2021 年12 月26—27 日平均氣溫與歷年同期對比

2002 年12 月25 日前后也發(fā)生了一次寒潮天氣過程，廣西有85 站達到寒潮標準，共42 個縣市出現(xiàn)降雪天氣，29 個縣市出現(xiàn)冰凍，15 個縣市出現(xiàn)雨凇。表2、表3 為兩次過程溫度預報場指標對比，2021 年過程與2002 年相比鋒區(qū)強度相似，但850hPa 恩施、漢口溫度更高，因此過程偏弱，寒潮站數(shù)少7 站，固態(tài)降水站數(shù)也偏少。

表2 數(shù)值預報2021 年12 月24—26 日各時次850hPa 溫度

表3 數(shù)值預報2002 年12 月24—26 日各時次850hPa 溫度

4 可預報性及預報偏差原因分析

由模式檢驗可知，EC 模式能較好地提前預報出此次寒潮過程的影響系統(tǒng)、強度、影響時間及地區(qū)，模式預報24—26 日全區(qū)共有38 站達到寒潮標準，大部分站點分布在桂北、桂中，25—27 日全區(qū)共有37 站達到寒潮標準，大部分站點分布在桂南、桂中，較為準確地預報了此次寒潮過程。數(shù)值預報的降水相態(tài)預報較準確地預報了桂北部分地區(qū)及高寒山區(qū)的固態(tài)降水，為此次過程提供了較穩(wěn)定且正確的預報產(chǎn)品，為寒潮過程中降溫、大風、降水相態(tài)等要素的預報提供了重要的技術支撐。

此次過程中數(shù)值產(chǎn)品存在著預報風速略偏大、降溫略偏小的情況。前期在南支槽和低層偏南氣流的影響下全區(qū)升溫明顯，貝湖橫槽轉豎引導冷空氣南下爆發(fā)后，500hPa 南支槽多次波動東移，低層鋒區(qū)維持在黔桂交界處，冷平流使得全區(qū)大范圍出現(xiàn)了降溫天氣，隨著氣壓梯度大值區(qū)不斷南移入海，湘桂鐵路沿線及沿海地區(qū)出現(xiàn)了大風天氣。從形勢演變來看，預報的系統(tǒng)移速略偏快、偏弱是預報偏差出現(xiàn)的主要原因，冷空氣擴散偏慢使得實況風速更小一些，冷空氣偏強使得降溫更大一些，但由于預報偏差不大且各時次調整逐漸接近實況，使得最終預報效果偏差不大。

5 結論與討論

（1）受強冷空氣影響，12 月25—27 日廣西出現(xiàn)了全區(qū)性寒潮天氣過程，此次過程具有降溫幅度大、范圍廣、氣溫低等特點，全區(qū)91 個國家站點中76 個出現(xiàn)寒潮，7 市23 縣出現(xiàn)雪或雨夾雪、霧淞、凍雨、冰凍等災害天氣。

（2）前期在南支槽和低層偏南氣流的影響下廣西升溫明顯，貝湖橫槽轉豎引導冷空氣南下爆發(fā)后，500hPa 南支槽多次波動東移，低層鋒區(qū)在黔桂交界處擺動，隨著氣壓梯度大值區(qū)不斷南移，全區(qū)大范圍出現(xiàn)了降溫、大風天氣。

（3）數(shù)值模式準確地預報了此次過程的極端性。模式預報的系統(tǒng)移速略偏快、偏弱是預報偏差出現(xiàn)的主要原因，但由于預報偏差不大且各時次調整逐漸接近實況，最終預報效果偏差不大。

（4）此次預報著眼點在于冷空氣強度和影響時間的把握，冷空氣強度和移速快慢關系著降溫幅度、降水相態(tài)、氣溫回升時間等要素的預報，需根據(jù)數(shù)值預報的調整及時跟進和調整預報，以免漏報錯報。