克拉瑪依2015年一次寒潮大風天氣過程分析

崔麗娜

摘要 利用常規天氣實況資料、EC物理量場資料，從天氣尺度環流背景、物理量診斷等方面，對2015年克拉瑪依春季出現的一場寒潮、大風、降水天氣過程進行分析。結果表明，此次天氣過程持續時間長、影響范圍廣，全疆大部均出現寒潮、降水天氣；降水量大，克拉瑪依大部分區域均出現小到中雨，部分地區達大雨；此次過程主要影響系統是中亞低渦；天氣發生前，克拉瑪依處在渦前，受西南氣流影響，有充分的水汽自孟加拉灣輸送至本地；高層強烈的輻散運動和低層的輻合運動形成了強烈的上升運動。水汽條件、上升運動為克拉瑪依降水發生發展提供有利的條件。

關鍵詞 寒潮；環流背景；物理量場

中圖分類號 S16 文獻標識碼

A 文章編號 0517-6611（2015）34-303-03

2015年3月30日～4月2日克拉瑪依區域經歷了一次以寒潮、大風、降水為主的天氣過程，此次天氣過程歷時4 d，持續時間長，涉及面積廣；風口極大風速為24.8 m/s，市區風速為18.3 m/s；克拉瑪依區域大部出現小到中雨，部分地區達大雨，市區4 d累積降水量為7.3 mm，其中降水量最大區域為小拐，降水量為17.9 mm。整個天氣過程各地48 h降溫均在12 ℃以上，市區降溫14.2 ℃，克拉瑪依區域達到寒潮標準。筆者在此主要利用常規天氣實況資料、EC物理量場資料，從環流背景、物理量診斷等方面對此次天氣過程進行了分析，研究此次天氣的發生機理，揭示其形成的物理機制，從中得到預報服務中的成功經驗與不足，進一步提高克拉瑪依區域該類天氣的預報準確率，為今后做好重大災害性天氣預報服務工作提供參考。

1 環流形勢分析

1.1 500 hPa高空形勢

分析500 hPa高空形勢場（圖1）發現，造成這次克拉瑪依區域寒潮、大風、降水天氣過程的主要影響系統為中亞低渦，表現為烏拉爾山阻塞高壓引導極地冷空氣沿偏北氣流南下，在長波槽的南段切斷成渦。前期，歐亞范圍內為兩槽一脊環流型，東歐為高壓脊區，西西伯利亞至中亞為長波槽區，西西伯利亞冷中心溫度-58 ℃；脊前強的偏北氣流引導極地冷空氣南下，致使槽底鋒區加強，并在中亞北部切渦，低渦分裂短波位于中亞[1]。3月29～31日，東歐脊發展加強為阻塞高壓，并東移至烏拉爾山，阻高前強冷空氣沿著北風帶南下有利于低渦的加強；阻塞高壓推動中亞低渦緩慢東移，渦底不斷分裂短波東移影響克拉瑪依地區，帶來較明顯的天氣過程[2]。4月1～2日，中亞低渦減弱并緩慢北抬東移，低渦中心已移出克拉瑪依地區，在減弱東移的過程中，低渦底部西南氣流為克拉瑪依地區補充水汽，北支冷空氣與南支暖濕氣流共同影響造成克拉瑪依地區持續降水。

1.2 地面形勢

從3月29～30日地面形勢場（圖2）可看出，此次過程主要系統為烏拉爾山至中亞地區高壓在東移南壓過程中心強度逐漸增強，至29日，高壓中心位于烏拉爾山南部，中心氣壓值為1 049.2 hPa，溫度為-12 ℃，冷空氣路徑為西北路徑，等壓線密集區位于中亞，10個經距10條等壓線；高壓下部測站風速為12 m/s，高壓前部大部分地區有陣雨、雨或雪等天氣現象?？死斠牢挥诟邏呵熬壠系奈恢?，海平面氣壓為1 015.2 hPa，與高壓中心壓差為34.0 hPa，本站溫度為5 ℃，與高壓中心溫差為17 ℃，強的氣壓梯度與溫度梯度是產生大風天氣過程的重要因素，并有利于此次天氣的強降溫過程。

30日08：00冷鋒鋒區位于克拉瑪依區域上空時，在鋒后

存在大面積3 h正變壓區，3 h變壓為2.4 hPa，克拉瑪依基本站海平面氣壓為1 009.8 hPa，地面溫度為10 ℃；20：00冷鋒已移至阿勒泰至天山山區南段，鋒后克拉瑪依基本站溫度為-1 ℃，降溫幅度為11 ℃，表明冷暖氣團性質差異大。冷鋒移速較快，隨著冷鋒的快速東移南壓，其后部原位于烏拉爾山的高壓中心位置未發生明顯變化，但前部分裂，在蒙古形成新的高壓中心，中心氣壓1 030.0 hPa，構成了烏山至蒙古的高壓帶，該高壓帶下部影響克拉瑪依區域。天氣發生前，克拉瑪依海平面氣壓為1 009.8 hPa，12 h后增壓6.9 hPa，造成了克拉瑪依大風天氣，但加壓不太明顯，且該系統移速緩慢，所以風力不大，主要以降水為主。此后該高壓帶減弱并緩慢東移，分裂短波不斷影響克拉瑪依區域，造成了該區3月30日～4月2日的持續降水天氣過程。

2 物理量場分析

2.1 水汽條件

2.1.1 溫度露點差和比濕。

孟加拉灣一帶為高濕區，其T-Td<3 ℃，比濕為6～8 g/kg，為水汽輸送源地，中亞低渦持續穩定，克拉瑪依區域處在渦前，受西南氣流影響，有充分的水汽自孟加拉灣輸送至克拉瑪依區域[3]。3月30日～4月1日克拉瑪依區域700 hPa的T-Td<2 ℃（圖3c），處于飽和狀態，可見此次降水天氣的局地水汽條件很好，從比濕條件來看，克拉瑪依區域為高比濕區，中心值為3 g/kg；850 hPa中心值為3～4 g/kg，濕度條件較好。

2.1.2 上升運動分析。

從整層來看，200 hPa形勢場（圖3a），沿天山山區存在一條高空西南急流帶，其中心風速達56 m/s；400 hPa，高空急流帶中心風速達42 m/s，西南急流將孟加拉灣的水汽輸送到克拉瑪依上空，為降水提供了充足的水汽來源。由整層分析（圖3），克拉瑪依位于渦前正渦度平流，高層西南氣流、低層偏東氣流，克拉瑪依位于加依爾山東側，低層偏東風、上層偏西風，這樣的垂直風切變有利于上升運動，為降水發生發展提供有利的動力條件[4-5]。

2.2 降溫條件 29日08：00 850 hPa冷平流位于西西伯利亞中部，冷中心溫度為-19 ℃，1個經距內溫差28 ℃。溫度梯度密集區位于國境線以西，與地面圖上鋒區位置對應，等溫線密集區有明顯的風向切變，克拉瑪依850 hPa溫度為2 ℃，與冷中心溫差為21 ℃。31日08：00，冷平流中心前緣已進入克拉瑪依區域，該區域850 hPa溫度為-9 ℃，24 h降溫幅度為11 ℃，為克拉瑪依強降溫天氣提供有利條件。

2.3 降水狀態分析

30日08：00，850 hPa溫度為2 ℃（圖3d），由于溫度較高，克拉瑪依區域前期以降雨為主，20：00 850 hPa溫度為-1 ℃，隨著溫度的不斷下降，降水由雨轉為雨夾雪；31日，850 hPa溫度明顯降低，08：00降為-9 ℃，降水狀態也由液態轉為固態。

3 小結與討論

（1）此次天氣過程持續時間長（3月30日～4月2日）；影響范圍廣，全疆大部均出現寒潮、降水天氣； 降水量大，克拉瑪依大部分區域均出現小到中雨，部分地區達大雨。

（2）2015年3月30日～4月2日的寒潮、大風、降水天氣過程主要影響系統是中亞低渦，此次天氣主要受低渦加強東移南下且不斷分裂短波影響；天氣發生前，克拉瑪依處在渦前，受西南氣流影響，有充分的水汽自孟加拉灣輸送至本地；高層強烈的輻散運動和低層的輻合運動形成了強烈的上升運動。水汽條件、上升運動為克拉瑪依降水發生發展提供有利的條件。

（3）EC細網格對此次天氣過程的系統形態的分析預報是非常成功的，其中10 m流線場對于30日的大風反映得較好，3 h相對濕度、大尺度降水和高低層風場的切變及輻合與此次克拉瑪依區域降水持續時間、落區、量級吻合較好。

參考文獻

[1]

張家寶，蘇起元，孫沈清，等.新疆短期天氣預報指導手冊[M].烏魯木齊：新疆人民出版社，1986.

[2] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理和方法[M].北京：氣象出版社，2000.

[3] 周琴南.關于新疆降水水汽來源問題的研究[C]//北方天氣文集編委會.北方天氣文集（4）.北京：北京大學出版社，1983.

[4] 張家寶，鄧子風.新疆降水概論[M].北京：氣象出版社，1987.

[5] 牟惟豐.我國干旱地區大降水天氣過程水汽來源[J].應用氣象學報，1991（3）：308-314.