2019年春季巴彥淖爾市一次強寒潮霜凍天氣過程分析

鄔歡歡

關鍵詞輻射平流降溫;寒潮;霜凍;地面露點

內蒙古巴彥淖爾市地處內陸深處的內蒙古高原，屬溫帶大陸性氣候，由黃河灌溉農業區、山早農業區、沙區和牧區組成，主要氣候特點是冬季寒冷干燥、風沙多，夏季干旱、降雨少，日照強烈，蒸發量大。巴彥淖爾地區位于西風帶，冷空氣比較活躍，加上地勢高氣溫變化劇烈，具有初霜凍來得早、終霜凍結束晚、無霜期短等特點。初霜期越早、終霜期越晚，霜凍風險越高，蔬菜類作物比糧食類作物更易遭受霜凍侵害。2019年5月12-13日，受強冷空氣南下影響，巴彥淖爾市出現霜凍災害。據統計，災害共造成臨河區、磴口縣、杭錦后旗、五原縣農作物受災面積共16490.42 hm2，造成直接經濟損失5561萬元，其中，農業損失達5485萬元。根據常規氣象觀測資料，對此次寒潮霜凍天氣過程進行分析，提高對此類重大災害性天氣的科學認識，進一步提高對霜凍天氣的預報能力。

1霜凍天氣特點

霜凍天氣是指春末或秋初，由于冷空氣的入侵，使氣溫降至2℃以下，或近地面空氣層的溫度下降到0℃以下的天氣現象。霜凍天氣可以導致植株體內細胞之間的水分結成冰晶，冰晶體相互作用，細胞內部水分向外滲透，使植株的原生質膠體物質凝固，造成植物細胞脫水而枯萎死亡的短時間低溫災害。無霜期的長短、出霜早晚均與地理緯度、海拔、地勢有關。初（秋）霜凍指秋季日最低氣溫≤2℃或地面最低溫度≤0℃的初日，終（春）霜凍為春季日最低氣溫≤2℃或地面最低溫度≤0℃的終日，無霜期是一年中終霜后至初霜前的時間日數。

霜凍是我國北方面臨的嚴重農業自然災害之一，對農作物和林果的產量和品質均有較大危害。伴隨著全球氣候變暖，霜凍日數及其程度在不同時空尺度上發生了變化，對當地農業產生較大影響。從近40年的統計資料來看，河套地區初霜凍日期推后，終霜凍日期提前，無霜期逐步延長;春季霜凍日數明顯多于秋季。終霜凍主要發生在作物苗期，危害作物幼苗，終霜凍發生時間越晚、危害越重。2019年的終霜凍天氣出現在5月12-13日，導致巴彥淖爾大部地區的初春作物幼苗死亡嚴重，造成巨大的損失。

2天氣實況

2019年5月12-13日，受強冷空氣影響，巴彥淖爾市氣溫持續下降。12日早晨，南部地區最低氣溫20℃～4℃、北部-4℃～0℃，大部地區出現了輕霜凍或霜凍天氣;5月13日早晨，全市大部地區最低氣溫<2℃，出現霜凍天氣，其中，巴彥淖爾市臨河區北部、磴口縣北部、五原縣北部、烏拉特前旗東部、烏拉特中旗東南部、烏拉特后旗南部最低氣溫小于0℃，出現冰凍。5月12-13日，全市最低氣溫出現在烏拉特前旗沙德格為-3.7℃，地表最低溫度出現在烏拉特中旗海流圖鎮為-5.8℃。5月11-13日最低氣溫48h降幅在6℃～12℃。

對5月12日、13日全市地面最低溫度采用克里金插值法，快速生成等值面分布圖。從地面溫度分布圖可看出，低于0℃區域主要為烏拉特后旗大部、烏拉特中旗大部、臨河區西北部、磴口縣北部、烏拉特前旗東部、烏拉特中旗東南部、烏拉特后旗南部，范圍涉及全市大部地區，可見此次降溫天氣程度之強、影響之大。

3成因分析

河套地區為黃河后套平原，位于巴彥淖爾市陰山山脈南麓、黃河以北，西接烏蘭布和沙漠，東至烏梁素海、與包頭市毗鄰，總面積近1.59萬km2，呈扇弧形展開的帶狀平原，覆蓋巴彥淖爾市磴口縣、杭錦后旗、臨河區、五原縣、烏拉特前旗。霜凍天氣由當日最低氣溫≤2℃的標準進行判定，冰凍天氣由當日最低氣溫≤0℃的標準進行判定。各站終霜凍期最低氣溫是這一時段內每日最低氣溫的平均值。對各站終霜凍期最低氣溫進行區域平均，得到河套地區終霜凍期區域平均最低氣溫。

5月11日白天，巴彥淖爾地區受高空槽前西南暖濕氣流和地面低壓系統影響，全市云量較多，夜間全市轉晴，晴空輻射冷卻降溫作用明顯。加之冷平流共同作用，12日、13日早晨，全市大部地區出現霜凍天氣，此次寒潮霜凍天氣是平流輻射共同造成。

3.1前期氣候概況

2019年4月，巴彥淖爾市整月氣溫異常偏高。據統計，平均氣溫比常年偏高2℃～4℃，比2018年偏高0.2℃～0.8℃。2019年5月上旬，全市氣溫正常到略低，中期天氣預測強天氣可能在中旬發生，冷空氣有聚集爆發之勢。

3.2寒潮霜凍爆發

2019年5月11日白天開始，500hPa和700hPa冷平流自西向東逐漸影響巴彥淖爾市，至5月13日早晨，此次降溫天氣結束，過程持續了48h左右。從500hPa高空實況圖來看分，5月11日08：00，貝加爾湖西部有一強冷中心，中心強度在-32℃以下。隨著冷空氣的南下爆發，高空橫槽迅速轉豎，12日08：00，冷空氣主體影響巴彥淖爾地區，地面形成中心強度為1025hPa的冷性高壓系統，氣溫直線下降，形成霜凍災害。

3.3高空地面形勢

從500 hPa中高空形勢來看，5月8日就有一強度達-36℃的冷中心，盤踞在中西部利亞高空;5月10日冷空氣分裂南下，在蒙新高地形成高空橫槽，此時冷中心強度依舊為-36℃左右勢頭十分強盛。5月8-11日上午，由于受中低層-20℃～-18℃溫度線即暖脊影響，巴彥淖爾市氣溫逐步回升。5月11日下午，冷空氣自北向南、自西向東逐漸入侵，上游地區的高空急流區也較為明顯，最大風速30m/s，引導冷空氣南下爆發。

地面天氣圖上，5月10日08：00，一中心強度為1033.5hPa的地面強高壓在西西伯利亞形成，之后逐漸東移南下;5月11日08：00，1036.7hPa高壓中心到達蒙新高地，中心強度無減弱：5月11日17：00后，冷鋒逐漸進入巴彥淖爾市，地面氣溫考試下降：5月12日08：00，1033.9 hPa到達阿拉善盟與蒙古國交界，最強盛冷空氣來臨;5月12日20：00高壓中心占據巴彥淖爾市，冷鋒移入錫林郭勒盟至山西與山東交界一帶，寒潮天氣結束，霜凍天氣持續。

4天氣特點

從強降溫天氣來看，有如下特點：（1）2019年5月11日20：00，在冷鋒鋒面進入巴彥淖爾市前，但由于前期的暖濕氣流勢力較強，地面的低壓發展強盛，中心強度一度達到1003.5 hPa，全市大部地區最低氣溫達到8℃～13℃，云層較厚，基礎溫度較高，降溫開始時以平流降溫為主;隨著冷空氣不斷南下，下沉氣流加強，天空轉晴，平流輻射降溫加劇地面降溫速度的同時，另一種降溫形式即輻射降溫強勢加入，直至12日08：00，氣溫下降十分劇烈，24h降溫幅度達6℃～10℃。（2）5月11日08：00，

大部地區露點溫度為4℃～5℃，5月12日08：00和13日08：00露點溫度分別為-4℃～-7℃、-4℃～-8℃，下降幅度達到8℃～13℃，可知大部地區最低露點溫度先出現，最低氣溫滯后一日出現，較低的露點溫度有利于霜凍天氣的形成。（3）冷鋒面的移出時間是在5月12日20：00，地面處于高壓內部，風力明顯減小，有利于夜間的輻射降溫加強產生，成為13日早晨霜凍天氣形成的充分必要條件。

5結語

巴彥淖爾市此次霜凍天氣為平流降溫與輻射降溫共同造成。前期受暖濕系統影響，云層厚、氣溫高，之后隨著云系逐漸散去，冷平流降溫和地面輻射降溫一同影響，造成此次大范圍、高強度全市霜凍天氣。隨著橫槽后部的強冷空氣大舉南下，海平面高壓中心強度持續較強，加上冷鋒后風力減小、地面露點溫度低，對此次霜凍天氣的發生十分有利。同時，前期的暖脊系統使巴彥淖爾市氣溫持續回升，為此次強冷空氣的南下爆發提供了基礎溫度。