摘 要:基于高空、地面和模式資料,分析了2023年1月12—15日期間發(fā)生在青海省隆冬季節(jié)的一次寒潮天氣。結(jié)果表明:(1)此次過程是隆冬季節(jié)發(fā)生的一次全省性寒潮天氣,柴達(dá)木盆地伴有吹風(fēng)沙塵、降雪。其特點(diǎn)是寒潮影響范圍廣,共計(jì)29站次達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn);寒潮強(qiáng)度強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間長,最高降溫幅度達(dá)20.6 ℃,柴達(dá)木盆地南緣3站降溫幅度均在18 ℃以上;柴達(dá)木盆地出現(xiàn)大風(fēng)沙塵天氣,風(fēng)力達(dá)10級;青海省大范圍出現(xiàn)降雪天氣,柴達(dá)木盆地2站出現(xiàn)大雪(德令哈5.3 mm,積雪深度
6 cm;那棱格勒河二級電站6.8 mm)。柴達(dá)木盆地南緣3站過程累計(jì)降水量均超過歷年同期中旬值。(2)冷空氣的堆積預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)是關(guān)鍵區(qū)冷高壓強(qiáng)度,分析上游冷空氣的實(shí)況強(qiáng)度,判斷是否有從北方來的冷空氣在該地區(qū)有堆積;寒潮暴發(fā)預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)是分析未來高空環(huán)流是否有調(diào)整,是否利于引導(dǎo)冷空氣南下;寒潮強(qiáng)度預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)是前期升溫幅度、地面冷高壓強(qiáng)度、地面正變壓數(shù)值等;寒潮冷鋒路徑和天氣預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)是根據(jù)預(yù)報(bào)冷鋒及地面冷高壓路徑,分析寒潮可能的路徑及影響區(qū)域。寒潮伴隨大風(fēng)、降水天氣分析模式10 m風(fēng)場,相對濕度條件等。
關(guān)鍵詞:寒潮;預(yù)報(bào)著眼點(diǎn);冷鋒;柴達(dá)木盆地
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
寒潮是我國冬春季嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣之一,是一種大規(guī)模的強(qiáng)冷空氣活動(dòng)過程。寒潮天氣的主要特點(diǎn)是劇烈降溫和大風(fēng),有時(shí)還伴有雨、雪、雨凇和霜凍等,會(huì)對農(nóng)業(yè)、交通和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成不利影響[1-2]。青海省地處青藏高原東北部,柴達(dá)木盆地位于青海省西北部,海拔較高,由于其特殊的地理位置,所形成的寒潮天氣也較為特殊。深入分析復(fù)盤柴達(dá)木盆地寒潮天氣過程個(gè)例,進(jìn)一步提高對寒潮天氣過程的科學(xué)認(rèn)識(shí),對做好災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)預(yù)警及決策氣象服務(wù)具有重要意義。
1 天氣實(shí)況
2023年1月12—15日,青海省自西北向東南在隆冬季節(jié)(大寒節(jié)氣前)發(fā)生了一次全省性寒潮天氣過程,柴達(dá)木盆地伴有吹風(fēng)沙塵、降雪。此次寒潮天氣寒潮范圍廣,13日柴達(dá)木盆地大部及青海省東部大范圍出現(xiàn)寒潮天氣,共計(jì)29站次達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)(圖1a),14日寒潮范圍縮小為5站次。
此次寒潮強(qiáng)度強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間長,13日最高氣溫降溫幅度8.4~20.6 ℃(同仁),柴達(dá)木盆地南緣格爾木、諾木洪、都蘭降溫幅度均在18 ℃以上。其中格爾木站12日凌晨05:00(-9.2 ℃)至06:00(7.3 ℃),小時(shí)氣溫突升16.5℃,隨后緩慢升溫;12:00(10.2 ℃)至13:00
(2 ℃),小時(shí)氣溫又驟降8.2 ℃,其后在午后氣溫一路下滑(圖1b);寒潮過程自西向東伴隨大風(fēng)沙塵天氣,12日15:00柴達(dá)木盆地風(fēng)力普遍在8級以上,最大26 m/s(10級);13—15日青海省大范圍出現(xiàn)降雪天氣,量級以小雪為主,國家站最大降雪量5.3 mm(德令哈大雪)、積雪深度6 cm,區(qū)域站最大降水量6.8 mm(那棱格勒河二級電站大雪)。
另外,此次寒潮過程中柴達(dá)木盆地小灶火、格爾木、都蘭站過程累計(jì)降雪量均超過歷年同期中旬值(表1),具有一定的極端性。
2 寒潮的預(yù)報(bào)
2.1 冷空氣堆積的預(yù)報(bào)
分析12日08:00地面天氣圖(圖2a),可以看出,在新疆北部地區(qū)有較強(qiáng)地面冷高壓維持,中心氣壓達(dá)1 050 hPa,而青海寒潮天氣北部冷高壓強(qiáng)度一般在
1 045 hPa[3],說明有南下的冷空氣在該地區(qū)堆積,且其地面冷鋒也已擴(kuò)散東移至新疆東部地區(qū)。配合同時(shí)刻高空500 hPa冷中心分析(圖2b),與地面冷高壓配合的高空-44 ℃冷中心也在上述地區(qū)。從地面冷高壓及高空冷中心強(qiáng)度分析,新疆北部地區(qū)有冷空氣堆積。
2.2 寒潮的暴發(fā)預(yù)報(bào)
從地面冷高壓及高空冷中心強(qiáng)度分析,新疆北部地區(qū)有冷空氣堆積明顯,那么這股冷空氣會(huì)不會(huì)向南暴發(fā)呢?因此,需要關(guān)注寒潮的暴發(fā)預(yù)報(bào),此處的關(guān)鍵著眼點(diǎn)應(yīng)該是未來高空環(huán)流是否有利于引導(dǎo)冷空氣南下。分析12日20:00的高空實(shí)況(圖3a),高空槽東移,溫度場落后于高度槽,槽后冷平流強(qiáng)使高度槽加深發(fā)展,并不斷下滑分裂短波槽。同時(shí)刻與此配合的地面冷高壓中心相比12日08:00東移南亞,范圍擴(kuò)大,影響柴達(dá)木盆地的西路冷鋒已經(jīng)到達(dá)格爾木附近,盆地中西部受弱正變壓控制,冷鋒后新疆地區(qū)
24 h正變壓達(dá)23.5 hPa(圖3b),初步外推,后續(xù)冷空氣將自西向東影響青海。根據(jù)CMA_GFS預(yù)報(bào),高空槽在未來24 h內(nèi)繼續(xù)東移,高空槽過境青海省北部地區(qū),將引導(dǎo)地面冷高壓東移南下,冷空氣向南暴發(fā)可能性極大。
2.3 寒潮強(qiáng)度的預(yù)報(bào)
寒潮的強(qiáng)度預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)應(yīng)該是在前期的溫度實(shí)況和后期的變溫預(yù)報(bào)。在分析前期的溫度實(shí)況的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)分析前期預(yù)報(bào)區(qū)域內(nèi)是否升溫明顯(或相比同期持續(xù)偏高)。在寒潮天氣過程中,溫度的降幅還和前期升溫有關(guān),前期升溫幅度越大,能量積累越明顯,后期受冷空氣影響產(chǎn)生的降溫幅度越大。
從地面24 h變溫可以看出,前期在11至12日柴達(dá)木盆地增溫非常明顯,特別是格爾木站12日08:00 24 h
變溫達(dá)17.1 ℃(圖4a),12日凌晨05:00~06:00升溫16.5 ℃,前期明顯的升溫為過程期間的降溫提供了較大的空間。而根據(jù)11日20:00起報(bào)的CMA_GFS模式預(yù)報(bào)場分析,此次冷空氣強(qiáng),正變壓明顯,尤其柴達(dá)木盆地西北部普遍>15 hPa,最大達(dá)到30 hPa(圖4b),實(shí)況對應(yīng)24 h變壓達(dá)16.6 hPa;降溫幅度大,柴達(dá)木盆地西北部普遍降溫在8 ℃以上,最大降幅為14.0 ℃。且實(shí)況中上游新疆冷空氣過境地區(qū)降溫幅度在8 ℃以上。因此,結(jié)合前期溫度實(shí)況和后期模式變溫預(yù)報(bào),預(yù)計(jì)此次冷空氣造成的降溫達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)的可能性非常大。
2.4 寒潮路徑的預(yù)報(bào)
確定了寒潮強(qiáng)度后,需要進(jìn)一步分析寒潮是否影響青海省、柴達(dá)木盆地,即寒潮路徑和地面冷鋒路徑的預(yù)報(bào)。分析實(shí)況冷鋒位置,11月12日08:00地面冷鋒持續(xù)維持在新疆東部地區(qū),CMA_GFS 12日20:00預(yù)報(bào)場上,冷鋒已東移至柴達(dá)木盆地中西部,其后繼續(xù)東移影響青海省東部地區(qū)。從11日20:00起報(bào)的CMA_GFS模式△P24預(yù)報(bào)可見,13日08:00柴達(dá)木盆地西北為強(qiáng)的正變壓,中心達(dá)30 hPa。地面冷高壓自西北向東南方向移動(dòng)較明顯。故根據(jù)實(shí)況冷鋒移動(dòng)路徑及CMA_GFS預(yù)報(bào)冷鋒和地面冷高壓移動(dòng)路徑,可初步預(yù)計(jì)此次寒潮過程將影響青海省大部地區(qū),初步判斷柴達(dá)木盆地為寒潮降溫中心。
2.5 寒潮天氣的預(yù)報(bào)
得出將有一次較強(qiáng)冷空氣影響青海省并導(dǎo)致寒潮天氣發(fā)生的結(jié)論后,需要分析具體的寒潮伴隨天氣。冬春季節(jié),青海省寒潮天氣一般伴隨大風(fēng)和弱降水天氣。12日02:00 CMA_GFS模式 10 m風(fēng)場預(yù)報(bào)可見,風(fēng)速大值區(qū)在柴達(dá)木盆地西北部,最大風(fēng)速達(dá)22 m/s(圖6a)。從CMA_GFS 14日08:00 700 hPa相對濕度預(yù)報(bào)圖上看,柴達(dá)木盆地西北部相對濕度在60%以上,其中那棱格勒河二級電站附近相對濕度達(dá)100%(圖6b)。
根據(jù)以上各項(xiàng)分析,預(yù)計(jì)在未來24~48 h,青海省大部地區(qū)將出現(xiàn)一次較為明顯的降溫過程,前期升溫、溫度偏高幅度較大的柴達(dá)木地區(qū)降溫幅度可達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn),并可能伴有大風(fēng)沙塵、降水天氣。
3 結(jié)束語
此次過程是隆冬季節(jié)(大寒節(jié)氣前)發(fā)生的一次全省性寒潮天氣,柴達(dá)木盆地伴有大風(fēng)沙塵、降雪。特點(diǎn)是寒潮影響范圍廣(柴達(dá)木盆地和東部),共計(jì)29站次達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn);寒潮強(qiáng)度強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間長,降溫幅度8.4~20.6 ℃(同仁),柴達(dá)木盆地南緣3站(格爾木、諾木洪、都蘭)降溫幅度均在18 ℃以上;柴達(dá)木盆地出現(xiàn)大風(fēng)沙塵天氣,風(fēng)力達(dá)10級;青海省大范圍出現(xiàn)降雪天氣,柴達(dá)木盆地2站出現(xiàn)大雪(德令哈5.3 mm,積雪深度6 cm;那棱格勒河二級電站6.8 mm)。柴達(dá)木盆地南緣3站過程累計(jì)降水量均超過歷年同期中旬值。
通過預(yù)報(bào)復(fù)盤此次過程,分析寒潮的預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)。冷空氣的堆積預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)是關(guān)鍵區(qū)冷高壓強(qiáng)度,分析上游冷空氣的實(shí)況強(qiáng)度(地面冷高壓強(qiáng)度和高空冷中心數(shù)值),判斷是否有從北方來的冷空氣在該地區(qū)有堆積;寒潮暴發(fā)預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)是分析未來高空環(huán)流是否有調(diào)整,是否利于引導(dǎo)冷空氣南下;寒潮強(qiáng)度預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)是前期升溫幅度、地面冷高壓強(qiáng)度、地面正變壓數(shù)值等。寒潮冷鋒路徑和天氣預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)是根據(jù)預(yù)報(bào)冷鋒及地面冷高壓路徑,分析寒潮可能的路徑及影響區(qū)域。寒潮伴隨大風(fēng)、降水天氣分析模式10 m風(fēng)場,相對濕度條件。
此次全省性寒潮過程中格爾木市氣象局提前3日發(fā)布《一周天氣展望》:預(yù)報(bào)12日開始格爾木地區(qū)氣溫下降4~6 ℃,在此期間有小雪天氣;提前2日發(fā)布《重要天氣報(bào)告》:“受強(qiáng)冷空氣影響,預(yù)計(jì)12—14日格爾木地區(qū)將出現(xiàn)降雪、降溫及吹風(fēng)天氣。過程期間盆區(qū)大部將出現(xiàn)降雪及寒潮天氣,平均氣溫將累計(jì)下降6~8 ℃;提前1日發(fā)布格爾木地區(qū)寒潮黃色預(yù)警信號并及時(shí)啟動(dòng)寒潮Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)命令。此次寒潮過程中發(fā)布寒潮預(yù)警信號提前量高,氣象服務(wù)效果好。但市局預(yù)報(bào)員對寒潮來襲時(shí),區(qū)域內(nèi)小時(shí)氣溫突變,特別是對12日格爾木本站05:00~06:00的小時(shí)增溫16.5 ℃、
12:00~13:00的小時(shí)降溫8.2 ℃及冷空氣移動(dòng)速度、寒潮天氣伴隨的降雪天氣偏強(qiáng)等仍舊缺乏研判,后期需加強(qiáng)寒潮天氣機(jī)理認(rèn)識(shí)和多元融合資料使用,積累寒潮天氣預(yù)報(bào)預(yù)測經(jīng)驗(yàn)。
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