張建波 黃毅 王曉娟
摘 要 利用常規(guī)觀測資料和加密觀測資料對2016年10月30日到11月1日的大風(fēng)降溫天氣過程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:此次大風(fēng)降溫天氣過程屬于橫槽轉(zhuǎn)豎型,冷空氣路徑屬于西北路徑,強(qiáng)盛的冷平流是造成氣溫下降的主要原因,降溫主要出現(xiàn)在低槽、冷鋒過境后的24 h內(nèi),高空冷平流促進(jìn)了地面冷高壓的加強(qiáng),氣壓梯度加大,強(qiáng)烈的下沉氣流造成了偏北大風(fēng)。同時(shí)過程前期,邢臺市處于鋒前暖區(qū),850 hPa暖氣團(tuán)控制,天空云量多,最低氣溫偏高,為冷空氣到來后溫度梯度的加大,氣溫大幅下降打下了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞 大風(fēng);降溫;冷空氣;邢臺市
中圖分類號:P458.123 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.18.055
1 天氣概況
2016年10月30日至11月1日受強(qiáng)冷空氣影響,邢臺市出現(xiàn)大風(fēng)降溫天氣,48 h降溫幅度最大出現(xiàn)在清河縣,達(dá)到9.9 ℃,48 h平均氣溫降幅最大出現(xiàn)在沙河市,為
8.3 ℃,并達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)[1-3]。降溫幅度較大區(qū)域主要集中在邢臺市南部以及東南部。并且在31日15:00左右出現(xiàn)兩站大風(fēng),其中寧晉縣最大風(fēng)速為17 m/s,南宮市20 m/s。
2 環(huán)流背景分析
2.1 高空形勢
分析500 hPa高空環(huán)流場可以看出,在冷空氣過程爆發(fā)前期,30日08:00(圖1)烏拉爾山地區(qū)有高壓脊存在。脊前東北氣流與西風(fēng)氣流之間在我國與外蒙接壤處形成橫槽,橫槽以南為平直西風(fēng)環(huán)流。東北氣流引導(dǎo)貝加爾湖北部的較強(qiáng)冷空氣向西南輸送,在橫槽后部堆積,冷中心強(qiáng)度為-40 ℃。在系統(tǒng)東移南壓過程中,烏拉爾山高壓脊變?nèi)?,?dǎo)致其前部偏東氣流轉(zhuǎn)為西北氣流,橫槽趨于轉(zhuǎn)豎,其南部的環(huán)流由緯向轉(zhuǎn)為經(jīng)向,經(jīng)向環(huán)流發(fā)展將引導(dǎo)橫槽后部強(qiáng)冷空氣大舉南下引發(fā)這次較強(qiáng)冷空氣活動。
850 hPa形勢分析可以看出,30日08:00(圖2)邢臺市還處于溫度脊的控制,這造成了這次冷空氣爆發(fā)前的較高溫度,為后面大幅降溫創(chuàng)造了條件。到31日08:00,850 hPa等溫度線密度變大,槽后西北風(fēng)加大,冷平流加強(qiáng)并明顯南壓。此時(shí)邢臺市受溫度槽控制,在我國東北部存在-20℃的中心。風(fēng)場與等溫線近乎垂直,因此邢臺市處于強(qiáng)冷平流控制下。北方冷空氣的不斷向南補(bǔ)充,造成10月31日到11月1日的最低氣溫的持續(xù)下降。
2.2 地面系統(tǒng)演變
此次較強(qiáng)冷空氣活動爆發(fā)過程的地面系統(tǒng)演變與高空形勢配合比較一致。通過分析地面圖可得,30日08:00冷高壓中心位于80°~90°E,50°~60°N,中心最高氣壓為1 057 hPa。在高空冷平流的作用下,冷高壓分裂東移,31日08:00在外蒙與內(nèi)蒙接壤處出現(xiàn)中心值為
1 047 hPa的高壓中心。隨后分裂下來的冷高壓不斷向東向南擴(kuò)張,中心略有東南向移動,但有所減弱。到11月1日08:00,河北省全部處于冷高壓控制下。冷高壓的分裂東移南下,推動冷鋒快速東移。通過分析地面冷鋒的移動路徑,可以看出此次較強(qiáng)冷空氣活動的冷空氣屬于西北路徑。冷鋒在東移過程中逐漸南壓,31日白天冷鋒移過邢臺市,氣壓梯度非常大,有利于大風(fēng)的形成[4]。
3 強(qiáng)降溫成因分析
3.1 基礎(chǔ)氣溫高
30日08:00—30日20:00,邢臺市處于高空槽槽前,鋒前暖區(qū)。850 hPa暖氣團(tuán)控制,30日早晨天空云量較多,不利于最低氣溫下降,造成了前期較高的基礎(chǔ)氣溫。隨后隨著冷空氣東移南壓,10月31日至11月1日日早晨,全市最低氣溫持續(xù)下降?;A(chǔ)氣溫高,這是造成后期大幅度降溫的原因之一。
3.2 溫度平流分析
分析850 hPa總溫度平流(圖3),30日08:00,冷平流開始影響河北省北部,大值區(qū)到達(dá)內(nèi)蒙中部,中心值為-22×10-5 ℃·S-1。31日08:00,隨著高空槽東移轉(zhuǎn)豎,冷平流控制河北省,冷平流明顯增強(qiáng),中心強(qiáng)度達(dá)到-42×10-5 ℃·S-1,較強(qiáng)冷平流的入侵,造成地面溫度大幅下降,同時(shí)也是造成地面大風(fēng)的原因之一[4]。
3.3 天氣狀況對氣溫的影響
30日夜間,高空槽的東移,邢臺市在槽后西北氣流的控制下,在31日早晨天氣以晴為主,空氣相對濕度小,輻射降溫明顯[5]。而到1日早晨,邢臺市上空云量增多,抑制了輻射降溫,造成最低氣溫降幅減小。
4 大風(fēng)成因分析
4.1 氣壓梯度
從10月31日08:00地面圖可以看出,在31日白天冷鋒移過邢臺市,氣壓梯度非常大,110°~120°E,10個(gè)經(jīng)度內(nèi)等壓線達(dá)6條,并且高壓中心壓在河北省北部,中心值1 040 hPa。隨著冷鋒的東移,鋒面后有一定的正變壓,邢臺市地區(qū)風(fēng)力加大,出現(xiàn)大風(fēng)。
4.2 垂直速度
通過分析850 hPa垂直速度(圖4)可以看出,在30日20:00,邢臺市850 hPa還是以上升氣流為主,隨著高空槽東移轉(zhuǎn)豎,下沉氣流中心開始向南移動,氣流中心值為42×10-6 ·P·S-1,邢臺市逐漸受下沉氣流控制,出現(xiàn)大風(fēng)。
5 結(jié)論
第一,此次大風(fēng)降溫天氣過程屬于橫槽轉(zhuǎn)豎型,冷空氣路徑屬于西北路徑。
第二,強(qiáng)盛的冷平流是造成氣溫下降的主要原因,降溫主要出現(xiàn)在低槽、冷鋒過境后的24小時(shí)內(nèi)。
第三,高空冷平流促進(jìn)了地面冷高壓的加強(qiáng),氣壓梯度加大,強(qiáng)烈的下沉氣流造成了偏北大風(fēng)。
第四,過程前期,邢臺市處于鋒前暖區(qū),850 hPa暖氣團(tuán)控制,天空云量多,最低氣溫偏高,為冷空氣到來后溫度梯度的加大,氣溫大幅下降打下了基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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[3]許愛華,喬林,詹豐興,等.2005年3月一次寒潮天氣過程的診斷分析[J].氣象,2006,32(3):49-55.
[4]樊明,馮軍,尚學(xué)軍.“2001.4.9”寒潮天氣形成過程分析[J].氣象,2002,28(3):54-55.
[5]許愛華,喬林,詹豐興,等.2005年3月一次寒潮天氣過程的診斷分析[J].氣象,2006,32(3):49-55.
(責(zé)任編輯:劉昀)endprint