浙江舟山兩次冷空氣大風過程成因?qū)Ρ确治?/h1>
2022-11-24 02:49:12胡瀟杰
科技視界 2022年23期
胡瀟杰 盧 琪
（舟山市氣象局，浙江 舟山 316000）
0 引言
2021年元旦前后，舟山地區(qū)分別經(jīng)歷了兩次冷空氣大風過程，本文對這兩次冷空氣的過程特征和大風成因進行對比分析，找出兩者的異同，以掌握預報的關注點，為以后的冷空氣大風預報工作提供參考。
1 過程概況
2020年12月29日～30日的冷空氣過程（以下記作“冷空氣Ⅰ”），過程風力最大值出現(xiàn)在29日夜里到30日早晨，即過程開始后不久，該過程風力變化趨勢存在兩個高點，如圖1（a）所示。2021年1月6～9日的冷空氣過程（以下記作“冷空氣Ⅱ”），過程風力最大值出現(xiàn)在7日上午，該過程風力變化趨勢存在三個高點。如圖1（b）所示。
2 高空影響系統(tǒng)
冷空氣Ⅰ：2020年12月28日20時，蒙古國上空為一橫槽，烏拉爾山東側(cè)西伯利亞地區(qū)上空為一高壓脊，北頂?shù)?0°N附近，高度脊和溫度脊配合較好，說明冷空氣堆積較多。29日20時，橫槽已轉(zhuǎn)豎東移，槽后傾，850 hPa槽正位于舟山地區(qū)上空，風力已增大，500 hPa槽落后于850 hPa槽較多，500 hPa槽最后于30日過境，對應出現(xiàn)第二次增風。
冷空氣Ⅱ：2021年1月5日08時500 hPa上，貝加爾湖到巴爾喀什湖為一橫槽，烏拉爾山高脊上游有不穩(wěn)定小槽出現(xiàn)，橫槽后的高壓脊隨之崩潰，橫槽轉(zhuǎn)豎，冷空氣開始南下，6日08時500 hPa槽即將過境浙江，槽北部為一冷渦，850 hPa槽與500 hPa槽基本重合，舟山地區(qū)風速于6日夜里高空槽底位于浙江上空后開始增大。此后高空槽維持，有多次曲率補充，大風過程得以持續(xù)，對應后續(xù)兩次增風，至9日最后的高空槽東移后結(jié)束。
3 地面影響系統(tǒng)
冷空氣Ⅰ主體沿東路南下，110°E到120°E之間等壓線超過8根，梯度很大，在舟山附近有一強烈的正變壓中心，3 h變壓中心值在4 hPa以上，變壓中心位于等壓線突出處，周圍風速極大，說明舟山位于冷氣團主體的行進路徑上。冷空氣Ⅱ主體同樣沿東路南下；由強的3 h變壓中心南移，中心值也超過4 hPa。
4 動量下傳影響
4.1 散度場
冷空氣Ⅰ大風過程爆發(fā)前，近地面層為輻合區(qū)，850～250 hPa則為較弱的幅散區(qū)。大風爆發(fā)時，近地面層迅速轉(zhuǎn)為較強的幅散區(qū)，800～500 hPa則變?yōu)檩椇蠀^(qū)，隨后近地面的幅散有所減弱。30日08時起，幅散區(qū)再度加強且超過大風爆發(fā)時的強度，說明700～1 000 hPa存在著一支動力強迫下沉氣流，有利于中層的急流動量下傳到地面，使地面風速再次增大。冷空氣Ⅱ過程前后，近地面層始終維持幅散區(qū)，說明始終存在冷空氣的補充。在6日夜里、8日白天850～700 hPa輻合區(qū)有明顯加強，9日白天則是近地面的幅散區(qū)明顯加強，均導致近地面層和中層的散度差明顯擴大，有利于中層的急流動量下傳，對應于該過程風力變化的三個高點。
4.2 垂直速度
冷空氣Ⅰ的冷空氣爆發(fā)影響舟山前，舟山上空為一定的上升運動，冷空氣影響開始后，迅速轉(zhuǎn)為明顯的下沉氣流，并一直持續(xù)到過程結(jié)束；極值中心在30日14時左右，對應于風力變化曲線的第二個高點，可見在初始的冷空氣爆發(fā)性影響之后，垂直速度的繼續(xù)增強并到達極值也是風力再次增大的原因之一。冷空氣Ⅱ的垂直速度的時間分布存在多個極值中心，這使得冷空氣Ⅱ的大風過程雖強度不如冷空氣Ⅰ，但一直得以維持。
5 結(jié)語
本文得到以下結(jié)論：（1）兩次過程均為橫槽轉(zhuǎn)豎帶來的冷空氣爆發(fā)并沿東路南下，冷氣團深厚，地面變壓大，舟山地區(qū)風力呈現(xiàn)明顯的爆發(fā)特征，起風迅速，兩次過程風速最大值均出現(xiàn)在冷空氣開始影響后不久（即首次增風時），這主要是由強大的氣壓梯度導致的。（2）兩次過程的風力變化趨勢均出現(xiàn)了不止一個高點，風力存在多次增強的情況。
冷空氣Ⅰ二次增風的原因主要是：（1）槽后傾，500hPa槽落后于850 hPa，500 hPa過境時引起風力增大；（2）12月30日，近地面幅散區(qū)再度加強及垂直速度極值的出現(xiàn)，說明700～1 000 hpa存在著一支動力強迫下沉氣流，使中高層的急流動量下傳到地面。
冷空氣Ⅱ出現(xiàn)后兩次增風且持續(xù)時間更長的原因主要是：（1）高空槽維持在華東地區(qū)上空時間長，有多次曲率補充，引導冷空氣持續(xù)影響；（2）8日和9日近地面層和中層的散度差兩次明顯擴大，均出現(xiàn)垂直速度極值中心，對應了風力的兩次增強，該點原因與冷空氣Ⅰ相同，即高空動量下傳的增強也是地面風力增大的原因。
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1 過程概況
2020年12月29日～30日的冷空氣過程（以下記作“冷空氣Ⅰ”），過程風力最大值出現(xiàn)在29日夜里到30日早晨，即過程開始后不久，該過程風力變化趨勢存在兩個高點，如圖1（a）所示。2021年1月6～9日的冷空氣過程（以下記作“冷空氣Ⅱ”），過程風力最大值出現(xiàn)在7日上午，該過程風力變化趨勢存在三個高點。如圖1（b）所示。
2 高空影響系統(tǒng)
冷空氣Ⅰ：2020年12月28日20時，蒙古國上空為一橫槽，烏拉爾山東側(cè)西伯利亞地區(qū)上空為一高壓脊，北頂?shù)?0°N附近，高度脊和溫度脊配合較好，說明冷空氣堆積較多。29日20時，橫槽已轉(zhuǎn)豎東移，槽后傾，850 hPa槽正位于舟山地區(qū)上空，風力已增大，500 hPa槽落后于850 hPa槽較多，500 hPa槽最后于30日過境，對應出現(xiàn)第二次增風。
冷空氣Ⅱ：2021年1月5日08時500 hPa上，貝加爾湖到巴爾喀什湖為一橫槽，烏拉爾山高脊上游有不穩(wěn)定小槽出現(xiàn)，橫槽后的高壓脊隨之崩潰，橫槽轉(zhuǎn)豎，冷空氣開始南下，6日08時500 hPa槽即將過境浙江，槽北部為一冷渦，850 hPa槽與500 hPa槽基本重合，舟山地區(qū)風速于6日夜里高空槽底位于浙江上空后開始增大。此后高空槽維持，有多次曲率補充，大風過程得以持續(xù)，對應后續(xù)兩次增風，至9日最后的高空槽東移后結(jié)束。
3 地面影響系統(tǒng)
冷空氣Ⅰ主體沿東路南下，110°E到120°E之間等壓線超過8根，梯度很大，在舟山附近有一強烈的正變壓中心，3 h變壓中心值在4 hPa以上，變壓中心位于等壓線突出處，周圍風速極大，說明舟山位于冷氣團主體的行進路徑上。冷空氣Ⅱ主體同樣沿東路南下；由強的3 h變壓中心南移，中心值也超過4 hPa。
4 動量下傳影響
4.1 散度場
冷空氣Ⅰ大風過程爆發(fā)前，近地面層為輻合區(qū)，850～250 hPa則為較弱的幅散區(qū)。大風爆發(fā)時，近地面層迅速轉(zhuǎn)為較強的幅散區(qū)，800～500 hPa則變?yōu)檩椇蠀^(qū)，隨后近地面的幅散有所減弱。30日08時起，幅散區(qū)再度加強且超過大風爆發(fā)時的強度，說明700～1 000 hPa存在著一支動力強迫下沉氣流，有利于中層的急流動量下傳到地面，使地面風速再次增大。冷空氣Ⅱ過程前后，近地面層始終維持幅散區(qū)，說明始終存在冷空氣的補充。在6日夜里、8日白天850～700 hPa輻合區(qū)有明顯加強，9日白天則是近地面的幅散區(qū)明顯加強，均導致近地面層和中層的散度差明顯擴大，有利于中層的急流動量下傳，對應于該過程風力變化的三個高點。
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冷空氣Ⅱ出現(xiàn)后兩次增風且持續(xù)時間更長的原因主要是：（1）高空槽維持在華東地區(qū)上空時間長，有多次曲率補充，引導冷空氣持續(xù)影響；（2）8日和9日近地面層和中層的散度差兩次明顯擴大，均出現(xiàn)垂直速度極值中心，對應了風力的兩次增強，該點原因與冷空氣Ⅰ相同，即高空動量下傳的增強也是地面風力增大的原因。
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