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        2022年1月1日寒潮天氣過(guò)程分析

        2022-08-12 05:36:08賀永平冶生霞
        農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究 2022年5期

        賀永平,李 悅,冶生霞

        1.青海省玉樹州氣象局,青海玉樹 815000;2.青海省海南州氣象局,青海共和813000

        1 天氣實(shí)況

        2021年12月31 日09:00~2022年1月1日09:00,玉樹地區(qū)出現(xiàn)一次低槽東移型寒潮天氣過(guò)程,并伴有大范圍大風(fēng)天氣。

        此次寒潮天氣的特點(diǎn)如下:(1)影響范圍廣,除北部偏北地區(qū)(曲麻萊、治多部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)),玉樹地區(qū)87站共有77站次達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn);(2)降溫強(qiáng)度大,過(guò)程最低氣溫在-17.4℃~-38.7℃,共計(jì)27站次日最低氣溫下降至-30℃以下,最低氣溫達(dá)-38.7℃(稱多珍秦鎮(zhèn)永郎達(dá)),最大24 h降溫幅度達(dá)18.1℃(玉樹巴塘鄉(xiāng)上巴塘村);(3)降溫幅度呈現(xiàn)南強(qiáng)北弱態(tài)勢(shì);(4)此次寒潮天氣伴隨大范圍大風(fēng)天氣,共計(jì)60站次達(dá)到大風(fēng)標(biāo)準(zhǔn),最大風(fēng)速達(dá)25 m/s(雜多昂賽鄉(xiāng)政府);(5)伴有弱的降雪天氣,但降雪過(guò)程不明顯。

        2 寒潮成因

        2.1 環(huán)流背景及影響系統(tǒng)

        此次寒潮天氣過(guò)程前期,2021年12月30日08:00 500 hPa中高緯度環(huán)流形勢(shì)為兩槽一脊型(圖1);西伯利亞有一冷中心,中心強(qiáng)度達(dá)-46℃,低渦伴隨強(qiáng)的冷中心(圖2b)。12月31日08:00冷中心持續(xù)維持,達(dá)-48℃,說(shuō)明有強(qiáng)冷空氣再次堆積。位于巴爾喀什湖至貝加爾湖低槽東移并分裂下滑短波槽,引導(dǎo)冷空氣南下,從而影響青海大部。受低槽后西北氣流和冷溫槽影響,在青海西部有一冷中心,中心值達(dá)-28℃。玉樹地區(qū)為偏西風(fēng),風(fēng)速10 m/s,且強(qiáng)冷平流明顯。2021年12月31日20:00,冷中心東移至青海東部,玉樹地區(qū)為偏西風(fēng),風(fēng)速16 m/s。2022年1月1日08:00,冷 中心持續(xù)影響玉樹地區(qū)。1月1日20:00,玉樹地區(qū)轉(zhuǎn)為槽后西北氣流控制,冷平流減弱。此高空形勢(shì)表明冷空氣有堆積,具備了寒潮暴發(fā)的首要條件[1]。

        圖1 2021年12月 31日08:00 500 hPa高空形勢(shì)場(chǎng)

        此次寒潮天氣的降溫幅度、影響范圍與寒潮冷鋒和地面冷高壓的強(qiáng)度和移動(dòng)路徑有密切聯(lián)系。過(guò)程前期,新疆地區(qū)地面有1 052.5 hPa冷高壓穩(wěn)定維持,說(shuō)明前期已經(jīng)有冷空氣堆積,并不斷分裂冷高壓分裂南下,影響青海地區(qū)。從地面冷鋒路徑可知(圖2a),12月30日08:00,東路、西路兩股冷空氣已經(jīng)影響青海北部;12月30日20:00,冷空氣蔓延上高原,逐漸南壓影響玉樹地區(qū);12月31日00:00,玉樹地區(qū)最大24 h變壓達(dá)90 hPa(囊謙),后期逐漸減小,冷空氣影響逐漸結(jié)束。

        圖2 2021年12月29日08:00~31日08:00冷高壓和冷鋒移動(dòng)路徑(a)冷中心移動(dòng)路徑(b)

        2.2 前期增溫分析

        此次寒潮過(guò)程前期,青海省由于受暖脊控制,溫度場(chǎng)的環(huán)流背景有利于前期聚集能量。從12月29日14:00(圖3a)、12月30日14:00(圖3b)地 面溫度24 h變幅可以看出,達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程前期,玉樹地區(qū)有明顯升溫,其中玉樹本站升溫幅度最大,達(dá)到了10℃。由于前期升溫明顯,使得后期降溫空間充足。

        圖3 2021年12月29日14:00地面氣溫24 h變溫(a)和12月30日14:00地面氣溫24 h變溫(b)

        2.3 寒潮大風(fēng)成因

        從12月31日08:00 500 hPa溫度場(chǎng)和高空填圖的配置可以看出(圖4a),玉樹地區(qū)冷溫槽明顯,槽后高空西北氣流強(qiáng)盛,從風(fēng)場(chǎng)和等溫線的配置來(lái)看,風(fēng)與等溫線的夾角大,表明有強(qiáng)的冷平流存在,強(qiáng)冷平流不僅會(huì)造成氣溫驟降,還會(huì)使地面氣壓場(chǎng)變強(qiáng),地面氣壓梯度和氣壓梯度增大,促使地面風(fēng)場(chǎng)發(fā)展,所以冷平流越強(qiáng),風(fēng)力越大[2]。12月31日08:00玉樹探空站可以看出(圖4b),低層400~500 hPa風(fēng)隨高度逆轉(zhuǎn),有冷平流;高層200~400 hPa風(fēng)速大,高空動(dòng)量下傳強(qiáng),因而使地面風(fēng)速加大。

        圖4 2021年12月31日08:00 500 hPa溫度場(chǎng)+高空填圖(a)和12月31日08:00玉樹探空?qǐng)D(b)

        2.4 輻射降溫顯著

        從衛(wèi)星紅外云圖來(lái)看,12月31日玉樹地區(qū)有大范圍云系覆蓋,1月1日08:00玉樹大部天氣放晴,無(wú)明顯云系,有利于輻射降溫。以玉樹站為例,白天各時(shí)次云系較厚,氣溫變化幅度??;至夜間,云系東移減少,氣溫開始明顯降低。

        2.5 寒潮降水不明顯成因

        一方面,動(dòng)力條件不足。玉樹地區(qū)降水天氣的主要水汽輸送系統(tǒng)為南支槽,南支槽前西南暖濕氣流為降水天氣過(guò)程提供充足的水汽條件和動(dòng)力條件[3]。在此次寒潮天氣過(guò)程中,南支槽偏北,沒有西南水汽輸送至玉樹地區(qū),對(duì)降水無(wú)明顯貢獻(xiàn)。

        另一方面,水汽條件不足。從12月31日08:00 500 hPa高空?qǐng)D可以看到,玉樹地區(qū)受高空槽后西北氣流影響,T-Td=6℃,T=-22℃,地面水汽條件差(Q<1℃),局地水汽對(duì)降水貢獻(xiàn)較小。從12月31日08:00玉樹站探空?qǐng)D可以知道,400~500 hPa有濕層,但濕層較為淺薄。因此,此次寒潮天氣過(guò)程降水不明顯的原因是動(dòng)力條件不足,且水汽輸送和局地水汽較差。

        3 小結(jié)

        (1)此次寒潮天氣過(guò)程范圍廣,玉樹地區(qū)87站共有77站次達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn);降溫強(qiáng)度大,過(guò)程最低氣溫在-17.4℃~-38.7℃,共計(jì)27站次,日最低氣溫下降至-30℃以下,最低氣溫達(dá)-38.7℃,最大24 h降溫幅度達(dá)18.1℃;降溫幅度南強(qiáng)北弱;伴隨大范圍大風(fēng)天氣,共計(jì)60站次達(dá)到大風(fēng)標(biāo)準(zhǔn),最大風(fēng)速達(dá)25 m/s;伴有弱的降雪天氣,但降雪過(guò)程不明顯。

        (2)此次為低槽東移型寒潮天氣過(guò)程。玉樹地區(qū)受巴爾喀什湖至貝加爾湖低槽東移并分裂下滑短波槽影響,低渦伴隨強(qiáng)的冷中心;過(guò)程前期冷空氣在寒潮關(guān)鍵區(qū)有堆積,地面冷高壓不斷分裂小高壓南下;強(qiáng)冷平流和輻射降溫也對(duì)玉樹地區(qū)強(qiáng)降溫產(chǎn)生較大影響。

        (3)此次寒潮天氣過(guò)程受高空冷平流及動(dòng)量下傳影響,出現(xiàn)大范圍大風(fēng)天氣,但由于動(dòng)力條件和水汽條件較差,降水過(guò)程不明顯。

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