摘 要：利用地面觀測資料、NCEP再分析資料、臺站觀測資料等對2021年11月17—20日出現(xiàn)在新疆地區(qū)的寒潮降溫天氣過程進(jìn)行分析。結(jié)果表明：寒潮出現(xiàn)過程中，中亞低渦位置偏北，西北氣流在槽后出現(xiàn)，且強度較大，加快了地面冷空氣向南方地區(qū)轉(zhuǎn)移速度，再加上短波槽持續(xù)分裂，對新疆地區(qū)的影響范圍不斷擴大，為新疆阿勒泰及周邊地區(qū)持續(xù)低溫雨雪天氣的出現(xiàn)提供了有利條件；高層輻散、低層輻合的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了抽吸作用，推動了上升運動的發(fā)展加強，為這次寒潮降溫天氣的出現(xiàn)提供了有利的動力條件；強降雪天氣與地面冷高壓入侵新疆地區(qū)的時間保持一致；寒潮降溫天氣還沒有出現(xiàn)前，700 hPa高度以下存在2個水汽通量散度輻合中心，阿勒泰高空處有水汽聚集，且低層處存在極為強盛的水汽輻合作用，為這次寒潮降溫雨雪天氣的出現(xiàn)給予了充沛的水汽條件。

關(guān)鍵詞：新疆地區(qū)；寒潮降溫；環(huán)流形勢；物理量場

中圖分類號：P458.122 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）02–0-03

寒潮屬于大強冷空氣大范圍的活動過程，是指在天氣形勢一定的情況下，來自高緯度地區(qū)的寒冷空氣強度快速增大并逐漸移動到中低緯度地區(qū)，使得所經(jīng)地區(qū)的氣溫快速驟降，同時伴隨大風(fēng)和雨雪天氣的現(xiàn)象。一旦這種冷空氣向南入侵的過程中達(dá)到特定標(biāo)準(zhǔn)就形成了寒潮。中央氣象臺規(guī)定的寒潮標(biāo)準(zhǔn)將過程降溫與溫度負(fù)距平進(jìn)行結(jié)合來規(guī)定冷空氣的強度。過程降溫是在冷空氣影響期間的始末，日平均最高氣溫與最低氣溫之間的差值；溫度負(fù)距平是冷空氣影響期間的日平均最低氣溫與該日所在旬多年旬平均氣溫之間的差值。通常情況下，將日平均溫度過程總降溫幅度在10 ℃以上和溫度負(fù)距平的絕對值在5 ℃以上的冷空氣稱之為寒潮，而將過程總降溫幅度在7 ℃以上和溫度負(fù)距平的絕對值高于3 ℃則稱之為強冷空氣[1-2]。

一旦暴發(fā)寒潮天氣，沿途會出現(xiàn)降溫、雨雪、大風(fēng)或冰凍天氣，影響范圍極為廣泛。大雪、冰凍、雨凇等的出現(xiàn)會造成交通運輸堵塞，通信設(shè)備中斷；沿海地區(qū)的大風(fēng)會導(dǎo)致風(fēng)暴潮及海上翻船事故；大幅度降溫天氣會使農(nóng)作物、瓜果、熱帶作物等遭受不同程度的凍害；寒潮大風(fēng)、降水、跑道結(jié)冰等天氣現(xiàn)象對飛機起降安全的影響較大，是威脅航空飛行安全的重要天氣現(xiàn)象之一。因此，寒潮對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及社會大眾的生活影響均較大，屬于災(zāi)害性天氣過程[3]。

寒潮的出現(xiàn)也會對人類產(chǎn)生有利的一面。相關(guān)研究指出，寒潮是高低緯度地區(qū)間交換能量的天氣過程，冷空氣向南轉(zhuǎn)移的過程中，低緯度區(qū)域的熱量傳遞到高緯度區(qū)，使得前者降溫，后者升溫，縮小了兩者間的溫差，有利于維持全球熱量平衡[4]。若是南方地區(qū)有寒潮入侵，極易引發(fā)區(qū)域性的降水天氣，有利于緩解冬季干旱。同時，因寒潮出現(xiàn)時帶來的降溫天氣，對小麥順利越冬、鹽業(yè)制鹵等方面均有積極作用。相關(guān)部門應(yīng)做好寒潮天氣預(yù)報工作，并積極采取科學(xué)、有效的防御措施。

新疆是我國出現(xiàn)寒潮天氣最為頻繁的地區(qū)之一，尤其是秋冬春季寒潮天氣產(chǎn)生的危害最為嚴(yán)重。鑒于寒潮的影響大，國內(nèi)有學(xué)者針對寒潮出現(xiàn)時的環(huán)流演變、冷空氣源地、路徑和形成機理方面均開展了研究[5]。利用地面觀測資料、NCEP再分析資料、臺站觀測資料等，分析了2021年11月17—20日出現(xiàn)在新疆地區(qū)的寒潮降溫天氣過程，以期提升對寒潮天氣的科學(xué)認(rèn)知，為日后寒潮天氣預(yù)報預(yù)警及防御提供參考借鑒，增強當(dāng)?shù)卣块T的防災(zāi)減災(zāi)能力。

1 天氣實況及氣象服務(wù)

1.1 天氣實況

2021年11月17日—20日，新疆阿勒泰地區(qū)發(fā)生了一次寒潮天氣過程。寒潮天氣過程出現(xiàn)了降雪、強降溫天氣。阿勒泰大部分地區(qū)最低溫度下降了8.0 ℃以上。阿勒泰地區(qū)北部的局部區(qū)域有中到大雪，山區(qū)局地暴雪，并且伴有4～5級西北風(fēng)。相關(guān)氣象資料統(tǒng)計顯示，11月17日阿勒泰地區(qū)平均氣溫為-4.0 ℃，11月18日平均氣溫為-6.0 ℃，11月19日平均氣溫為-13.0 ℃，

11月20日平均氣溫為-17.0 ℃。

1.2 氣象服務(wù)

新疆維吾爾自治區(qū)氣象臺2021年11月17日15：20發(fā)布道路結(jié)冰黃色預(yù)警信號：預(yù)計17日夜間至19日夜間，北疆大部、哈密市等地斷斷續(xù)續(xù)有降雪降溫天氣，上述大部區(qū)域的地表溫度將降至0 ℃以下，路面積雪、道路濕滑，可能出現(xiàn)對交通有較大影響的道路結(jié)冰，請加強防范。

新疆維吾爾自治區(qū)氣象臺2021年11月18日00：10將大風(fēng)藍(lán)色升級為大風(fēng)黃色預(yù)警信號：截至11月18日，伊犁州、博州、塔城地區(qū)北部、克拉瑪依市等地的部分區(qū)域已出現(xiàn)8級左右西北風(fēng)，陣風(fēng)9～10級。預(yù)計目前到18日白天，上述地區(qū)和阿勒泰地區(qū)、昌吉州東部、吐魯番市、哈密市等地的部分區(qū)域陸續(xù)有9級左右西北風(fēng)，風(fēng)口風(fēng)力11～12級，塔城地區(qū)北部、克拉瑪依市等地風(fēng)口地區(qū)和三十里、百里風(fēng)區(qū)陣風(fēng)可達(dá)13級。北疆局地伴有風(fēng)吹雪，請加強防范。

2 環(huán)流形勢

結(jié)合500 hPa形勢場圖，2021年11月17日08：00（圖

1a），歐亞中高緯度地區(qū)呈現(xiàn)出“兩槽一脊”的環(huán)流形勢，中亞低渦位置稍微偏北，西北氣流在槽后出現(xiàn)，且強度較大，此時的最大風(fēng)力強度高達(dá)12級左右，地面冷空氣不斷向南方地區(qū)加快轉(zhuǎn)移，同時短波槽持續(xù)分裂，隨著時間的推移，該環(huán)流形式對新疆大部分地區(qū)的影響不斷加大。由于高度槽比溫度槽提前，使得低渦發(fā)展速度加強，再加上低渦前部有西南氣流，對新疆西部地區(qū)的影響范圍進(jìn)一步擴大。11月18日08：00，由于低渦向東移動的過程中持續(xù)南壓，西南氣流在對新疆以北大部分地區(qū)產(chǎn)生影響后逐漸轉(zhuǎn)為偏西氣流。由于短波槽移動速度過快，短時間內(nèi)開始對新疆北部阿勒泰及周圍地區(qū)產(chǎn)生影響，同時導(dǎo)致這些地區(qū)溫度的驟降，還伴隨著降雪天氣；11月19日08：00（圖1b），因低渦向東逐漸發(fā)展，此時的低渦底部偏西氣流逐漸影響新疆以北的阿勒泰及周邊地區(qū)，溫度槽比高度槽落后，雖然短波槽強度較弱，但活動卻極為頻繁；11月20日20：00，低渦在向東移動的過程中從新疆一帶移出，影響新疆北部阿勒泰一帶的寒潮低溫雨雪天氣過程基本結(jié)束。

在地面形勢場上，2021年11月17日20：00（圖2a），

巴爾喀什湖與咸海兩地間存在地面冷高壓，中心值達(dá)到了1 034 hPa；隨著時間的推移，到了11月18日08：00，地面冷高壓向東移動發(fā)展；11月19日08：00（圖2b），地面冷高壓前繼續(xù)有小高壓分裂，且對新疆產(chǎn)生的影響不斷加大；之后，因中亞地區(qū)暖低壓的影響，減緩了高壓主體的發(fā)展速度，且逐漸趨于穩(wěn)定，也是造成地面冷高壓強度逐漸減弱的主要原因。11月19日14：00，地面高壓中心強度逐漸增大，影響范圍再次擴大，地面中心強度達(dá)到了1 042.5 hPa，相較于11月17日20：00增大幅度為8.5 hPa。同時，較為寬廣的高壓帶也開始影響新疆北部阿勒泰及周圍地區(qū)，高壓強度加大，影響阿勒泰的降雪強度增大；11月20日20：00，冷高壓強度減弱的同時東移北抬，影響阿勒泰的寒潮雨雪天氣過程基本結(jié)束。

3 物理量場診斷

3.1 動力條件

通過對這次寒潮降溫天氣的垂直速度場進(jìn)行分析（圖3a），在2021年11月18日08：00，新疆阿勒泰地區(qū)以上升氣流為主，而500 hPa以下高度處的垂直速度不足

-0.4 Pa/s，以強上升氣流為主，而500 hPa到900 hPa高度處存在水平輻合中心及輻散中心（圖3b），中心值達(dá)分別為-8.0×10-5、8.0×10-5 s-1，這種高層輻散、低層輻合的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了抽吸作用，推動了上升運動的發(fā)展加強，為這次寒潮降溫天氣的出現(xiàn)提供了有利的動力條件；從當(dāng)天12：00往后，阿勒泰地區(qū)低空處的上升氣流逐漸轉(zhuǎn)為下沉氣流，影響當(dāng)?shù)氐慕笛┨鞖鈴姸仍絹碓饺酢?/p>

2021年11月19日08：00往后，400～700 hPa高度處的下沉氣流強度不斷加大，尤其是600 hPa高度處存在垂直速度大值區(qū)，中心值高達(dá)0.6 Pa/s，低層處的上升氣流強度增大抬升，而700 hPa高度以下主要表現(xiàn)為上升氣流；11月19日16：00～17：00，950 hPa處存在垂直速度大值區(qū)，影響阿勒泰的新一輪降雪天氣開始出現(xiàn)；當(dāng)天20：00，阿勒泰地區(qū)700 hPa以下低空以弱的輻散區(qū)為主，阿勒泰地區(qū)400 hPa高空處有水平散度輻合區(qū)，中心值為-10×10-5 s-1，而500 hPa以上高空處以強輻合區(qū)為主，到了11月20日下午，低層處存在水平散度輻散中心，數(shù)值為8.0×10-5 s-1，影響阿勒泰地區(qū)的寒潮降雪天氣過程基本結(jié)束。

3.2 水汽條件

對于新疆地區(qū)的這次寒潮雨雪降溫天氣來說，低層水汽大量水汽積累為其提供了源源不斷的水汽供應(yīng)。在寒潮降溫天氣還沒有出現(xiàn)之前，2021年11月17日08：00，700 hPa高度以下存在2個水汽通量散度輻合中心，阿勒泰高空處有水汽聚集，且低層處存在極為強盛的水汽輻合作用，為這次寒潮降溫雨雪天氣的出現(xiàn)給予了充沛的水汽條件；11月18日06：00～14：00，850～

600 hPa高度處的相對濕度數(shù)值趨于飽和，且該時間段同強降雪天氣的出現(xiàn)有很好的對應(yīng)關(guān)系。結(jié)合水汽通量散度場，11月18日08：00，因下層到上層之間呈現(xiàn)出“輻散-輻合”的特征，850～600 hPa間是水汽輻合區(qū)，再加上風(fēng)速輻合，對阿勒泰寒潮降雪天氣的發(fā)生發(fā)展有促進(jìn)作用；11月19日20：00到11月20時08：00，800～900 hPa低層有弱的水汽輻合；950 hPa以下的水汽輻散中心較為顯著；11月20日20：00往后，850 hPa以下以正值區(qū)為主，影響新疆地區(qū)的降雪天氣強度逐漸減弱，這次寒潮降溫天氣過程基本結(jié)束。

4 結(jié)論

（1）寒潮出現(xiàn)過程中，中亞低渦位置偏北，西北氣流在槽后出現(xiàn)，且強度較大，加快了地面冷空氣向南方地區(qū)轉(zhuǎn)移速度，再加上短波槽持續(xù)分裂，對新疆地區(qū)的影響范圍不斷擴大，為新疆阿勒泰及周邊地區(qū)持續(xù)低溫雨雪天氣的出現(xiàn)提供了有利條件；強降雪天氣與地面冷高壓入侵新疆地區(qū)的時間保持一致。

（2）高層輻散、低層輻合的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了抽吸作用，推動了上升運動的發(fā)展加強，為這次寒潮降溫天氣的出現(xiàn)提供了有利的動力條件。

（3）寒潮降溫天氣還沒有出現(xiàn)前，700 hPa高度以下存在2個水汽通量散度輻合中心，阿勒泰高空處有水汽聚集，且低層處存在極為強盛的水汽輻合作用，為這次寒潮降溫雨雪天氣的出現(xiàn)給予了充沛的水汽條件。

參考文獻(xiàn)

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