“2010·2·10”寒潮天氣過程分析

劉海麗

(黃巖區氣象局,浙江黃巖318020)

0 引 言

2010年2月10—12日,受北方強冷空氣影響,黃巖區出現了一次明顯的降溫、大風和雨雪天氣過程,本站平均氣溫從10日的16.8℃下降到12日的2.9℃,48 h降溫幅度為13.9℃,最低氣溫也從10日的13.8℃降到12日的1.5℃,日最高氣溫從2月10日的23.7℃降到12日的5.3℃,達到寒潮標準。劇烈的降溫對人們的生產、生活造成了極大的影響。

氣象臺對此次寒潮過程作出了預報,在2月10日通過緊急異常氣象信息發布平臺、黃巖氣象網、鄉鎮預警終端發布系統、農民信箱等媒介發布了寒潮警報,取得了較好的社會效益。針對本次寒潮天氣過程的高低空天氣形勢、地面冷鋒移速、預報依據等方面對該次強寒潮天氣進行分析,為今后提高寒潮預報準確率,積累更多有益的經驗、依據。

1 天氣實況圖分析

1.1 500 hPa高空圖

圖1為2010年2月8日20時形勢圖,在貝加爾湖西北部有一中心值為-48℃的槽,冷中心位于黑龍江以北,在 50°E～70°E的中高緯地區有一條東北-西南向的高壓脊,脊前的西北氣流不斷加強,引導冷空氣聚積,匯成一股強冷空氣。9日20時(圖略),溫度槽仍然落后于高度槽,槽后冷平流繼續加壓,我國華北北部、西北以及東北地區上空等溫線非常密集,而長波脊已經發展成縱貫亞歐大陸的阻塞高壓,引導冷空氣大規模南下;同時,在我國青藏高原一帶不斷有南支小槽分裂東移,華西地區上空南支小槽十分活躍,槽前西南氣流延緩了冷空氣南下的速度,也是此次強冷空氣持續時間非常長的一個重要原因。

圖1 2010年2月8日20時500 hPa形勢圖

1.2 700 hPa高空圖

700 hPa高空圖(圖2)上,9日20時貝加爾湖以東有一個冷中心,華東地區受強盛的西南氣流影響,氣溫回升明顯,0℃線北抬至長江以北,黃巖區處在4℃線附近,11日08時,冷空氣前鋒已經到達江淮流域,0℃線開始南落,華北地區西北氣流迅速增強,到11日20時(圖3),0℃線南壓到長江以南,黃巖區24 h變溫為-6.0℃左右,與溫度場配合,東北有一條18～20 m/s的北風帶促使北方冷空氣迅速南下。

1.3 850 hPa高空圖與地面實況圖

圖2 9日20時700 hPa形勢圖

圖4 9日20時850 hPa形勢圖

由9日20時的850 hPa(圖4)可見,-36 ℃的冷中心在貝加爾湖以北,冷空氣前鋒已經滲透到了華中地區,而從華南南部至江蘇一帶維持著一條西南-東北向的風速輻合,且西南氣流十分旺盛,黃巖區處在16℃等溫線附近,從10日20時的地面實況圖來看(圖5),在我國南部為倒槽低壓系統,呈北高南低形勢,華中北部處在冷暖氣流的交匯帶中,有明顯的雨雪天氣出現;10日黃巖區處于鋒前暖區中,氣溫回升非常明顯,日極端最高氣溫達23.7℃,冷空氣影響前氣溫偏高,有利于寒潮天氣的發生;2月9日850 hPa圖中,高壓緩慢南壓,從江蘇中北部到云貴高原維持有一條明顯的切變線,2月10日850 hPa高壓系統的底前部已經到達浙江北部,切變線進一步南壓至浙江北部,黃巖區處在鋒區前沿,開始出現小雨天氣。受強盛的西北氣流影響,本區850 hPa 24 h降溫9℃,12日20時850 hPa 48 h降溫17℃,隨著冷空氣的進一步南壓,城關北風增大到5～6級陣風7級,且普遍有降雪,過程最低氣溫出現在13日-0.6℃,達到寒潮標準。

圖3 11日20時700 hPa形勢圖

圖5 10日20時地面實況圖

2 降雪條件分析

此次寒潮過程中城區大部分地區出現雨夾雪和雪。固態降水的形成主要與以下幾個因素有關。

(1)水汽通量場

從水汽通量場圖上看(圖略),700 hPa 2月11日20時水汽通量集中在長江以南地區,中心在華東區域,黃巖受到水汽通量約為12 g·hPa-1·cm-1影響,水汽供應加強,隨著西南氣流水汽供應進一步加大,降雪開始。12日08時水汽通量減弱為10 g·hPa-1·cm-1,水汽通量中心向南移動。12日20時,水汽通量中心移至臺灣海峽,黃巖上空水汽通量為6 g·hPa-1·cm-1,這時降雪減弱,未來繼續減小。從水汽通量圖上可清楚看到水汽供應情況,與降雪過程配合較好,這對今后預報降雪有一定的指示意義。

(2)高空低槽發展很深,中低層出現氣旋式閉合環流,風速風向切變輻合強,動力抬升條件較好。

(3)逆溫層

分析發現,要產生降雪,除動力、水汽條件等必要條件外,溫度條件也很重要。所謂逆溫層,是指溫度隨高度增加的層次。降水的相態與地面及低層大氣溫度密切相關。當低層溫度較高時,降水為液態;而當低層溫度滿足一定條件時,則會出現降雪。一般來說,降雪需要對流層中低層存在深厚的強逆溫層結構,尤其是1500～3000 m的層結。當1500 m左右的溫度足夠低時,上層降落的冰晶才不會融化成液態而呈以雪的形態降落到地面。在此降雪過程中,700 hPa上有很強的西南暖濕氣流,在其下方的850 hPa則是不斷南下的冷空氣,它們構成了大范圍的強逆溫結構。從 T700-850溫度差圖上看到(圖略),2月12日08時長江中下流域及以南地區有大片強逆溫層,杭州為7℃,衢州為4℃,是降雪的充分和必要條件。12日20時逆溫層減弱縮小南壓,杭州為0℃,說明降雪條件基本消失,隨之降雪停止,這次降雪天氣過程結束。

從杭州站探空圖可以看到(圖6),降雪前2月12日08時,850 hPa到700 hPa高空存在明顯的逆溫(7℃)。20時在降雪結束后,隨著冷空氣加強南下,700 hPa上的西南暖濕氣流被南壓減弱,逆溫層基本消失。

圖6 2月12日08時

3 日本數值預報分析

日本傳真圖對于這次寒潮過程的預報有一定的指導作用,理由如下：

(1)5日20時的日本傳真圖就已經較準確的預報出了寒潮爆發前500 hPa的環流背景,2月 9 日的 500 hPa 高空 50°N～60°N,120°E～140°E的區域將有低渦發展,90°E左右的北緯高緯度地區有長波脊向北伸展,而長江流域有南支小槽活動,這與9日的500 hPa實況圖基本一致;

(2)從5日起連續幾天的日本數值預報來看,黃巖10日20時850 hPa溫度在14～16 ℃之間,11日20時在12～15℃,12日20時在0℃～-3℃,而這3天850 hPa的實況溫度分別為14℃,6℃,-3℃,兩組數據對比起來可以發現,預報的10日和12日溫度都基本吻合,11日850 hPa的預報溫度和實況溫度有較大差距,從850 hPa的流場預報中也可以看出,日本傳真圖對于整個過程的環流背景,包括冷高壓中心的強度,冷空氣南下的路徑等預報均比較準確,但對于冷空氣主體南下的具體時間把握不夠到位,我們在今后的寒潮預報中,還需特別關注這些問題,對相關資料進行有選擇的篩選。

4 結 語

(1)前期堆積在貝加爾湖的冷空氣強勁快速南壓,從中路入侵影響黃巖區是爆發2月10—12日寒潮天氣的重要原因。

(2)500 hPa冷中心低于-45℃,700 hPa冷中心低于-30℃,并且冷空氣南壓前有一個明顯的暖區回溫過程,這些基本特征對于寒潮天氣的預測有較好的參考價值。

(3)冷空氣南下影響時,上空存在明顯的風向風速切變和逆溫層,有利于降雪天氣的發生。

(4)在預報工作中將本站實況與數值預報產品結合使用,對數值預報產品進行必要的篩選和訂正,是準確預報這類寒潮天氣過程的有效方法。

[1] 朱乾根,林錦瑞,壽紹文.天氣學原理與方法.北京：氣象出版社,1981.

[2] 谷秀杰,李 周,魯 坦.2006年4月11-12日寒潮天氣成因.氣象與環境科學,2007,30(增刊).

[3] 申媚先,王文祥,趙劍萍.2007年元宵節期間強寒潮天氣分析.安徽農業科學,2007,35(22)：6830-6831.