丁虎

摘 要 依據(jù)高空、地面、區(qū)域站和衛(wèi)星云圖實時資料，分析了石河子地區(qū)2018年5月24日的大風(fēng)天氣特征、環(huán)流背景、動力和熱力條件，并對EC細網(wǎng)格數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品進行了檢驗，以期能夠為今后此類大風(fēng)天氣預(yù)報提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞 大風(fēng)；成因；歐洲細網(wǎng)格產(chǎn)品；檢驗；石河子地區(qū)

中圖分類號：P456.7 文獻標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.071

大風(fēng)是石河子地區(qū)乃至新疆常見的災(zāi)害性天氣之一，會給人們的生命財產(chǎn)、交通運輸、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重的損失[1]。通過采用常規(guī)天氣資料和細網(wǎng)格數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品對2018年5月24日大風(fēng)天氣過程進行較詳細的診斷分析，揭示了大風(fēng)的成因，發(fā)現(xiàn)ECMWF細網(wǎng)格資料在大風(fēng)預(yù)報中具有很好的指示意義，能夠有效提高大風(fēng)預(yù)報的準確性和預(yù)報的時效，能夠給為石河子地區(qū)春季大風(fēng)預(yù)報提供參考。

1 天氣實況

2018年5月23日17時至24日上午，受西西伯利亞南下較強冷空氣的影響，石河子地區(qū)普遍出現(xiàn)了5級西北風(fēng)，10站達6級以上風(fēng)，其中148團的風(fēng)速為20.7 m·s-1，達7級。此次大風(fēng)天氣持續(xù)時間長，風(fēng)速大，此時段正值棉花苗期，大風(fēng)攜帶沙塵吹斷棉花莖稈、葉面吹干、地膜被大風(fēng)卷起毀壞，導(dǎo)致受災(zāi)農(nóng)戶重播，給莫索灣、下野地片區(qū)的部分農(nóng)田造成較大損失，6 666.7 hm2作物受災(zāi)，成災(zāi)面積3 333.3 hm2，絕收面積1 333.3 hm2，損失400萬元。

2 大風(fēng)的成因

2.1 環(huán)流背景

500 hPa歐洲高壓發(fā)展東移，與里黑海高壓反氣旋打通，環(huán)流經(jīng)向度顯著增大，在烏拉爾山附近形成貫穿南北的強北風(fēng)帶，5月23日8：00北風(fēng)帶上最大風(fēng)速為北風(fēng)

56 m·s-1，受強北風(fēng)帶引導(dǎo)，北方冷空氣大舉南下，西伯利亞低壓快速南下并加深，冷空氣中心最大強度達到

-32 ℃，22：08低槽位于烏拉爾山中部，23：08低槽南段已南壓到巴爾喀什湖附近，23：20低槽已進入北疆地區(qū)，36 h東南移速約17個經(jīng)度，隨著上游高壓的東移，北風(fēng)帶隨之東移，引導(dǎo)冷空氣不斷南下，至此冷空氣主體開始進入石河子地區(qū)，并造成一次明顯的強降水和大風(fēng)天氣過程[2]。

850 hp位置處，23：08鋒區(qū)尚在咸海至巴爾喀什湖一代，風(fēng)場和溫度場近乎呈垂直狀態(tài)，表明鋒區(qū)斜壓性很強，到23：20鋒區(qū)迅速東南下并進入北疆，鋒后速度仍然維持在16 m·s-1，上游風(fēng)速大，下游風(fēng)速小，且風(fēng)向與等溫線交角大，鋒區(qū)維持強的斜壓性，表明鋒區(qū)在進入北疆盆地后有進一步加強的趨勢。

2.2 地面氣壓場和變壓場特征

地面高壓中心23：08位于里海北部，強度1 030 hPa，此后一路東南下，而中心強度略有減弱，到23：20中心位于咸海北部，中心強度1 026 hPa，23日20： 00高壓開始不斷東移，強度加強到1 032 hPa；地面冷鋒23日8：00呈東北西南走向穿過巴爾喀什湖，20：00進入北疆地區(qū)，23日

20：00正負變壓差達到8.3 hPa，23：003 h正變壓中心進入奎屯到石河子市，最大變壓達到5.5 hPa，如此強的變壓差對大風(fēng)產(chǎn)生十分有利。而在23日白天各地升溫降壓迅速，氣溫普遍升至30～33 ℃，從8：00—20：00連續(xù)3個時次3 h變壓低于-2 hPa，而在23：003 h正變壓大于5 hPa，熱力和動力共同作用加劇氣層不穩(wěn)定，增強了垂直運動和能量的上下傳遞。

2.3 動力和熱力不穩(wěn)定指數(shù)特征

從23日8：00到23日20：00，K指數(shù)從28 ℃降低到

19 ℃，SI指數(shù)從0.46減小到0.28，濕對流有效位能指數(shù)從29.3增大到71.9，CIN從319降為0，T850-T500也從34 ℃增大到37 ℃，除K指數(shù)略小外，其他不穩(wěn)定指標(biāo)均指示有利于對流的發(fā)展。

2.4 垂直速度（OMEGA）和假相當(dāng)位溫（THETA-SE）

在天氣來臨前持續(xù)維持下沉運動，23日白天開始首先在底層出現(xiàn)上升運動，隨著時間推移，上升運動不斷向高空擴展，強度逐漸增強，到23日20：00左右整層維持上升運動，24日8：00后500 hPa以下仍為上升運動區(qū)，以上為下沉運動區(qū)。23日8：00前THETA-SE為上高下低結(jié)構(gòu)，氣層表現(xiàn)較為穩(wěn)定，8：00—14：00上下層逐漸接近一致，氣層趨于中性，14：00后在700 hPa以下為下高上低，呈不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而700 hPa以上仍為上高下低的結(jié)構(gòu)，

23日20：00后THETA-SE再度呈上下垂直狀，并快速減小，等值線密度加大，能量得以快速釋放。

2.5 云圖的特征

23日20：00前石河子墾區(qū)以晴到多云為主，有利于升溫，促進熱力不穩(wěn)定發(fā)展，而上游地區(qū)為東北西南向的帶狀云，本區(qū)上游的博樂地區(qū)伴有對流云體發(fā)展，云頂亮溫-48 ℃，21：00起，云團逐漸進入石河子地區(qū)，并與西南方向的云團結(jié)合，云團面積明顯擴大，亮溫降低，到24日5：00對流云體完全合并，亮溫降到-52 ℃，表明對流云體有較大發(fā)展，云團持續(xù)維持在24日8：00，而本地區(qū)強降水時段就出現(xiàn)在24日3：00—7：00，烏蘭烏蘇及南部沿山部分地區(qū)出現(xiàn)暴雨，烏蘭烏蘇最大降水30 mm。

3 Ecthin數(shù)值預(yù)報應(yīng)用檢驗情況

3.1 500 hPa高度場

分別對23日8：00、23日20：00和24日8：00的500 hPa高度場進行了12 h、24 h、36 h和48 h的檢驗，結(jié)果表明3個時次的預(yù)報結(jié)果與實況十分吻合，槽脊位置、格點值與實況重合，只是在23日8：00（21日20： 00起報）檢驗中槽的預(yù)報略偏深，位置比實況偏西了約2個經(jīng)度，但南北方向與實況一致。

3.2 850 hPa溫度場

對5月23日20： 00和24日8：00 850 hPa溫度場的12 h和24 h進行了檢驗，結(jié)果表明20：00的12 h和24 h預(yù)報與實況場有很好的吻合度，只是在暖中心的位置，實況是在北疆沿天山一帶，而預(yù)報場則是在偏北的盆地里，比實況位置偏北。

3.3 850 hPa風(fēng)場

從23日8：00本區(qū)域從東風(fēng)轉(zhuǎn)為西風(fēng)，風(fēng)速8 m·s-1，莫索灣、下野地的風(fēng)速為12 m·s-1，沿山的風(fēng)速為2～4 m·s-1，

風(fēng)場分布顯示有東西方向的風(fēng)速輻合，北部風(fēng)速明顯大于南部風(fēng)速，這一特點維持到23日23：00，此后風(fēng)場逐漸轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，風(fēng)速維持在北大南小，更有利于輻合抬升運動，23日23：00開始風(fēng)逐漸加大，到24日8：00，北部莫索灣附近出現(xiàn)24 m·s-1的大風(fēng)區(qū)，南部風(fēng)速也增大到16～18 m·s-1，對比地面實況，石河子地區(qū)22： 00開始出現(xiàn)大風(fēng)天氣，與850 hPa風(fēng)場預(yù)報大值時段提前近5 h。

3.4 地面氣壓場

地面氣壓場在12 h、24 h預(yù)報形態(tài)與實況較為一致，中心氣壓值預(yù)報1 020 hPa，實況1 024 hPa，強度低于實況3～4 hPa，天氣來臨前的低壓中心與報值與實況接近（975 hPa），24 h變變壓預(yù)報大于實況2 hPa。

4 結(jié)語

烏拉爾山高壓同位相疊加，其東側(cè)北風(fēng)帶顯著加強引導(dǎo)冷空氣南下是此次大風(fēng)天氣的背景條件，23日8：00 500 hPa上北風(fēng)帶最大風(fēng)速54 m·s-1，冷中心最低溫度

-32 ℃，低槽36 h內(nèi)南下速度達到17個經(jīng)度。大風(fēng)出現(xiàn)前地面快速升溫，氣壓急劇下降，風(fēng)場有明顯輻合，3 h變壓急劇增大，加劇不穩(wěn)定發(fā)生，有利于鋒加強和鋒生，為大風(fēng)發(fā)生創(chuàng)造了有利條件。EC細網(wǎng)格產(chǎn)品準確預(yù)報了形勢變化，清楚反映了鋒區(qū)加強、氣壓、風(fēng)速急劇增大及動量向下傳遞過程。

參考文獻：

[1] 王旭，馬禹.新疆大風(fēng)的時空統(tǒng)計特征[J].新疆氣象，2002，25（1）：1-3.

[2] 蒲云錦.莫索灣1961—2010年大風(fēng)特征分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2012，26（10）：24-27.

（責(zé)任編輯：趙中正）