2016年1月一次極寒天氣總結(jié)研究

隋沆銳

摘 要：本文利用常規(guī)天氣觀測(cè)資料，對(duì)2016年1月19日至1月23日內(nèi)蒙古呼倫貝爾市發(fā)生的一次極端低溫天氣進(jìn)行分析。此次極寒天氣持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，副熱帶高壓較往年偏北，在副高連同阻塞高壓的共同作用下，2016年氣溫異常偏暖，暖空氣控制了北極，極渦南下維持，造成本次降溫及低溫過(guò)程。通過(guò)對(duì)比多模式預(yù)報(bào)結(jié)果，對(duì)以后發(fā)生類似的天氣研究具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：極端天氣;極渦;冷平流;溫度

中圖分類號(hào)：P429;P45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）10-0140-02

Abstract： In this paper， an extreme low temperature weather in Hulun Buir City， Inner Mongolia， from January 19 to January 23， 2016 was analyzed by using conventional weather observation data. The extreme cold weather lasted for a long time， and the subtropical high was northerly than in previous years. Under the combined action of the subtropical high and the blocking high， the temperature was unusually warm in 2016. Warm air controlled the Arctic and the polar vortex maintained downward， resulting in this cooling and low temperature process. By comparing the results of multi-model forecasting， it can be used for reference for similar weather research in the future.

Keywords： extreme weather; polar vortex; cold advection; temperature

目前，極端天氣氣候事件頻發(fā)，如氣候?qū)W分析表明“0801南方雪災(zāi)”主要由2007年8月至2008年年初發(fā)展迅速的拉尼娜事件造成[1]。此次極寒過(guò)程是在大氣候的影響下發(fā)生的。研究者從動(dòng)力學(xué)的角度出發(fā)對(duì)其成因進(jìn)行了分析，得出上游南支槽區(qū)的Rossby波能量頻散是西太平洋副熱帶高壓（以下簡(jiǎn)稱西太副高）偏強(qiáng)的主要原因。

1 呼倫貝爾市極寒天氣過(guò)程概況及特點(diǎn)

2016年，內(nèi)蒙古呼倫貝爾市極端低溫天氣維持了5d，從1月19日至1月23日早上，呼倫貝爾市每天至少4個(gè)站點(diǎn)達(dá)到了極寒標(biāo)準(zhǔn)。1月21日，呼倫貝爾市有6個(gè)站點(diǎn)的最低溫度低于40℃，這些站點(diǎn)基本都位于呼倫貝爾市的北部。

如圖1中的（a）（b）所示，2016年1月18日至1月19日高空形勢(shì)經(jīng)向度明顯增強(qiáng)，有利于冷空氣南下。東側(cè)脊略有東移，位置比較穩(wěn)定，起到了阻礙冷渦的作用，形成兩阻一切的形勢(shì)。1月20日至1月22日，阻塞高壓不斷增強(qiáng)。在1月22日08：00時(shí)，高壓中心值已經(jīng)達(dá)到568hPa，冷空氣不斷南下。低緯度的環(huán)流主要呈緯向型環(huán)流，并無(wú)暖濕空氣北上，沒(méi)有冷暖空氣的交匯及充足的水汽，故導(dǎo)致此次過(guò)程冷渦雖然很強(qiáng)，但是并沒(méi)有比較明顯的降水。

2 預(yù)報(bào)與天氣實(shí)況對(duì)比分析

2.1 中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)與實(shí)況對(duì)比

個(gè)人預(yù)報(bào)從20日20：00起，主要分析24 h內(nèi)的最低溫是否達(dá)到極寒標(biāo)準(zhǔn)。在當(dāng)天的指導(dǎo)預(yù)報(bào)中，中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)了8個(gè)站點(diǎn)達(dá)到極寒：海拉爾-41.8℃;陳旗-42.1℃;鄂溫克-42.8℃;滿洲里-40.7℃;牙克石-45.0℃;額爾古納-44.3℃;根河-43.0℃;圖里河-46.2℃。其中，只有滿洲里未達(dá)到極寒標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)的降水范圍和量級(jí)一般來(lái)說(shuō)較實(shí)況偏大;通過(guò)對(duì)中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)的溫度進(jìn)行研究分析可知，除個(gè)別站點(diǎn)外，整體溫度預(yù)報(bào)偏差不大：新巴爾虎左旗、新巴爾虎右旗預(yù)報(bào)較實(shí)況偏高2℃以上，額爾古納較實(shí)況偏低2℃以上。因此，在個(gè)人預(yù)報(bào)中應(yīng)對(duì)這幾個(gè)站進(jìn)行了調(diào)整，與實(shí)況相比可看出，調(diào)整趨勢(shì)正確。

2.2 歐洲中心預(yù)報(bào)與實(shí)況對(duì)比

2.2.1 高空形勢(shì)。通過(guò)對(duì)比1月19日20：00時(shí)預(yù)報(bào)的實(shí)況可以看出，12h的時(shí)效形勢(shì)基本一致，但是從24h時(shí)效上可以看出，預(yù)報(bào)場(chǎng)上冷渦系統(tǒng)中心略弱。實(shí)況冷渦的中心值為5 080dagpm，預(yù)報(bào)場(chǎng)上的中心值為5 120dagpm。

2.2.2 850hPa上的溫度。因?yàn)?50hPa上的溫度不是實(shí)際溫度，主要考量前后兩天的溫度變化趨勢(shì)，預(yù)報(bào)場(chǎng)在24 h的時(shí)效內(nèi)，1月19日20：00與1月20日20：00時(shí)的溫度線和范圍變化不大，溫度基本維持。將預(yù)報(bào)場(chǎng)與實(shí)況對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)況低溫中心比預(yù)報(bào)場(chǎng)更強(qiáng)，冷空氣對(duì)呼倫貝爾市的影響較預(yù)報(bào)更強(qiáng)。

2.2.3 850hPa濕度。從850hPa濕度上查看水汽條件，將1月19日20：00的預(yù)報(bào)場(chǎng)與實(shí)況場(chǎng)對(duì)比可得：大值區(qū)的范圍在呼倫貝爾市的西北部，相對(duì)濕度中心值相差不大，但在呼倫貝爾市的東南部地區(qū)，實(shí)況中為水汽比較稀薄的地區(qū)，預(yù)報(bào)場(chǎng)中水汽相對(duì)來(lái)說(shuō)在50～60%;1月20日20：00預(yù)報(bào)場(chǎng)與實(shí)況場(chǎng)對(duì)比可得：大值區(qū)的范圍在呼倫貝爾市的牧區(qū)西部地區(qū)，水汽條件在該區(qū)域相差不大，在呼倫貝爾市的東南部仍然存在實(shí)況中較預(yù)報(bào)場(chǎng)水汽更為稀薄的情況，但從整體水汽條件上來(lái)說(shuō)，仍有很好的參考價(jià)值。

2.2.4 地面氣壓。呼倫貝爾地面始終處于地面高壓控制之下，在1月19日20：00實(shí)況中，呼倫貝爾市處于高壓前部，高壓中心值1 045hPa;預(yù)報(bào)場(chǎng)中，同樣處于高壓前部，但中心值較弱，為1 040hPa。同樣，在1月20日20：00時(shí)，預(yù)報(bào)場(chǎng)與實(shí)況中呼倫貝爾市都受地面高壓前部的影響，但實(shí)況中高壓強(qiáng)度會(huì)更強(qiáng)。

綜合上述，歐洲中心的預(yù)報(bào)場(chǎng)與實(shí)況相差不大，有較好的參考價(jià)值，但在研究此次極寒天氣的過(guò)程中，模式對(duì)極端性天氣的預(yù)估不足，對(duì)冷渦系統(tǒng)的強(qiáng)度、地面高壓的強(qiáng)度和冷空氣南下的強(qiáng)度預(yù)報(bào)偏弱，相對(duì)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)性的形勢(shì)、范圍等歐洲中心的預(yù)報(bào)更好一些。

2.3 預(yù)報(bào)思路與反思

由于此次極寒天氣持續(xù)了5a，個(gè)人預(yù)報(bào)中為極寒天氣發(fā)生的第3天，系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)定;高空形勢(shì)上的呼倫貝爾市位于低渦底前部，系統(tǒng)略有南下，系統(tǒng)強(qiáng)度基本穩(wěn)定，在該過(guò)程中，地面始終處于高壓控制下，中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)經(jīng)過(guò)每天調(diào)整會(huì)更穩(wěn)定。

2.3.1 預(yù)報(bào)思路。呼倫貝爾市高空由冷渦控制，地面由地面高壓控制，系統(tǒng)穩(wěn)定維持，溫度的日較差較前一天相差不大，從溫度場(chǎng)上也可以看出1月19日與1月20日20：00的溫度場(chǎng)變化不大;從水汽條件上來(lái)說(shuō)，呼倫貝爾市東南部水汽稀薄，考慮輻射降溫較前一天更強(qiáng)，西部水汽條件較好，水汽大值區(qū)最大值可達(dá)90%以上，但考慮溫度較低，相對(duì)濕度衡量水汽條件是一個(gè)相對(duì)值。對(duì)比濕預(yù)報(bào)場(chǎng)可以看出，水汽條件不利于降水，同時(shí)，動(dòng)力條件上都為西北風(fēng)或偏北風(fēng)，無(wú)明顯風(fēng)切變或風(fēng)場(chǎng)輻合，地面為高壓控制，主要原因是呼倫貝爾市西部只有云層覆蓋，不利于降水，且西部輻射降溫比較弱。

2.3.2 對(duì)實(shí)況的反思。預(yù)報(bào)思路基本正確，但在降水預(yù)報(bào)方面有所欠缺。滿洲里在1月20日23：00有量級(jí)為0.1的降雪，滿洲里在降雪過(guò)程中凝結(jié)釋放潛熱，且有云層覆蓋，較前一天最低溫度有1.6℃的升溫，北部降溫幅度較大。

2.4 總結(jié)預(yù)報(bào)得失分析

呼倫貝爾極寒天氣預(yù)報(bào)主要應(yīng)用了歐洲中心的數(shù)值預(yù)報(bào)模式和中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)模式。在形勢(shì)和溫度變化趨勢(shì)上主要應(yīng)用歐洲中心的模式，整體形勢(shì)上數(shù)值模式預(yù)報(bào)準(zhǔn)確，但歐洲中心模式預(yù)報(bào)的系統(tǒng)強(qiáng)度偏弱;在溫度具體數(shù)值的把握上主要應(yīng)用中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)。由于中央指導(dǎo)模式調(diào)整比較頻繁，且近期天氣比較穩(wěn)定，沒(méi)有短時(shí)間溫度明顯下降或上升的情況。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，在這樣的天氣狀況下，中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)模式比較穩(wěn)定，參考價(jià)值高;在溫度預(yù)報(bào)中，參考了天氣在線的溫度預(yù)報(bào)，但是從以往經(jīng)驗(yàn)中可知，天氣在線的溫度預(yù)報(bào)較實(shí)況偏高的情況較多，由于該過(guò)程溫度明顯偏低，天氣在線的參考意義不大。

參考文獻(xiàn)：

[1]高輝，陳麗娟，賈小龍，等.2008年1月我國(guó)大范圍低溫雨雪冰凍災(zāi)害分析Ⅱ.成因分析[J].氣象，2008（4）：101-106.