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2018年资阳市低温寒潮天气成因分析

2020-08-10王剑波王婷

农家科技 2020年7期
关键词:物理量场环流形势

王剑波 王婷

摘 要:本文利用常规地面观测资料、自动站观测资料及NCEP1°×1°再分析资料等,结合天气动力学研究方法,对资阳市2018年4月初出现的一次寒潮降温天气过程进行分析,得出:在两槽一脊的环流背景影响下,横槽转竖引发冷空气在西伯利亚及蒙古地區堆积,并南下造成降温,冷高压出现分裂后整体南移。同时,水汽、动力及热力条件与整个天气过程的发展演变有着很好地对应。

关键词:低温寒潮;环流形势;物理量场

寒潮是一种大型天气过程,会造成沿途大范围的剧烈降温、大风和风雪天气,由寒潮引发的大风、霜冻、雪灾、雨凇等灾害对农业、交通、电力、航海以及人们健康都有很大的影响。寒潮和强冷空气通常带来的大风、降温天气,是中国冬半年主要的灾害性天气。寒潮一般多发生在秋末、冬季和初春时节,特别是秋末冬初和冬末春初最为常见。我国年寒潮频次分布呈现北多南少。东北、华北西北部和西北、江南、华南的部分地区及内蒙古平均每年发生寒潮在3次以上,其中北疆北部、内蒙古中北部、吉林大部、辽宁北部达6次以上。

资阳市位于四川盆地中部,属于亚热带季风气候,年平均气温17.0℃,年降水量1100mm左右,低温寒潮是资阳市初春常见的灾害天气之一,初春大风强降温对露地蔬菜、设施农业、林果开花坐果等会产生不利影响,应加强灾害提前预报预警,降低寒潮天气可能造成的危害。本文针对资阳市2018年4月4日—5日出现的一次寒潮降温天气成因分析,旨在为做好灾害性天气预报预警提高气象服务准确性提供参考。

一、资阳市2018年4月4日—5日低温寒潮天气概况

按照四川省天气预报员手册中关于寒潮标准的相关规定,每年的3—4月、10—11月期间72小时内日平均气温连续下降不低于8℃,或12月至次年2月期间72小时内日平均气温下降不低于6℃,可达到一个寒潮天气。受地面强冷空气和高空低槽共同影响,2018年4月4日晚开始资阳市出现了一次明显的低温寒潮天气过程,其中4日晚上到5日白天出现了大风,山口河谷的风力达到了6级以上,6日平均气温下降8℃左右。此次寒潮降温天气具有影响范围广、持续时间短、降温幅度大且瞬间风力强等特点,资阳市气象局4月4日16时发布蓝色寒潮预警,为政府及相关部门做好防寒潮准备工作提供决策服务,提醒公众做好添衣保暖,做好热带作物、水产品防护措施,加强防风准备,并于4月7日解除寒潮预警。

二、资阳市2018年4月4日—5日低温寒潮天气成因分析

(一)环流形势特征

4月3日08时,500hPa上,中高纬地区表现为两槽一脊型的环流形势,低槽东移,在移至新疆北部期间发展转变为东北-西南走向,温度场相比高度场较为落后,同时配合有-40℃的冷中心,槽后高压脊不断地发展拉伸,同时槽后的径向环流强度增强,槽内冷空气进一步的发展。4日8时,横槽转为竖槽,500hPa冷中心增强,中心强度达到-44℃,温度场与高度场几乎重合在一起,东北大槽发展成为闭合的低压中心;到了20时左右,低槽东移南下速度加快,槽后冷空气源源不断地向南入侵,使得资阳市等西南地区多地气温出现骤降现象。

分析此次寒潮过程中影响系统生成、发展及移动情况可知,4日08时,冷空气不断沿乌拉尔山东部的高压脊向南加深发展,大量的冷空气堆积在西伯利亚一带并形成了地面冷高压,冷高压中心强度达到了1042.5hPa。与此同时,冷空气继续加强并东移南下,地面冷锋也沿冷空气移动方向前进。到了20时,冷高压已经到达新疆东部地区,冷锋处于四川北部地区,此时有显著增大的气压梯度,风力快速的增大,导致气温突降;随着冷高压的继续南压,冷高压在向南移动过程中其分体逐渐消失,受其影响,资阳市一带最低气温骤降,并出现了较大的瞬时风力。

三、物理量场影响分析

(一)水汽条件

降水天气的出现需要降水区域上空具备充足的水汽来源及水汽堆积,同时,降水能促进降温。分析此次寒潮降温天气的水汽通量散度可以发现(图1),4月5日02时,资阳市与简阳市两市交界处上空850hPa为一水汽通量散度区,最大散度值为-9×10-5g·cm2·hPa-1·s-1,与该时段该地区出现短时强降水天气过程相对应。

(二)动力条件

对此次寒潮天气过程沿30°23′N、104°33′E的随时间演变垂直速度和散度进行分析(图2),随着冷锋不断南下,4日20时,近地面层至400hPa均为强烈的上升运动区,上升强度不断增强,并持续到5日14时,其中5日08时左右,上升运动最强中心位于800hPa上,中心强度达到了-1.4Pa/s,与此同时,近地面层至800hPa为强盛的辐合区,强辐合中心位于900hPa一带,中心强度达到了-5×10-5/s。强烈的上升运动使得近地面形成较强辐合,促使资阳市等地出现大风降温。之后随着冷锋过境,到了5日14时,近地面层转为下沉气流影响,风力逐渐减小。

(三)热力条件

温度变化主要受温度平流及非绝热因子的作用影响,其中温度平流考虑的是暖平流和冷平流性质及强度,非绝热因子则重点是辐射、水汽凝结、蒸发及地面感热对气温造成的影响。此次寒潮降温天气过程,资阳市等地上空云层覆盖,所以太阳辐射和地表辐射引起的气温日变化不明显,而且降水对气温的变化影响也不大,所以可以确定是冷平流引起的气温下降。4日14时,850hPa上,我国新疆至贝加尔湖一带即青海北部、甘肃北和内蒙古以西地区出现一冷平流,呈现出带状分布,冷平流存在着两个中心,其中一中心值为-40×10-5℃/s,位于新疆北部和内蒙古西部,另一中心值为×10-5℃/s/s,可见此次过程中冷空气影响势力较强。资阳市位于高压脊前西北气流底部的暖平流,由于寒潮冷锋过境,资阳市转而受到冷平流的影响,到了5日02时左右,冷平流强度进一步增强,中心强度达到了-30×10-5℃/s,随着地面冷锋的快速向东南移动,20时以后,影响资阳市的冷平流移出境内。

四、结束语

受地面强冷空气和高空低槽共同影响,2018年4月4日—5日期间资阳市出现低温寒潮天气过程,此次过程发生前期有一定的升温现象,在今后寒潮预报时可作为参考指标。

寒潮天气发生在两槽一脊的环流背景下,横槽转竖引发冷空气在西伯利亚及蒙古地区堆积,并南下造成降温,冷高压出现分裂后整体南移。同时,水汽、动力及热力条件与整个天气过程的发展演变有着很好地对应,是寒潮降温天气形成的有利的物理量场。

参考文献:

[1]四川省气象.四川天气预报员手册[M].成都:新安交通大学出版社,2014:216.

[2]康岚,顾清源,蔡新玲.“2003.3.4”强寒潮天气过程分析[J].四川气象,2004,24(4).

[3]唐钱奎,鲁燕.2018年4月成都地区两次寒潮天气过程对比分析[J].西南师范大学学报(自然科学版),2019,44(3).

作者简介:王剑波(1987—)男,汉族,四川双流人,本科,助理工程师,从事气象天气预报服务工作。

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