2020年科爾沁區一次寒潮降雪天氣過程分析

佟莎仁,劉一凡，劉 穎,李亞春，馬 薔

(1.通遼市氣象局；2.科爾沁區氣象局，內蒙古 通遼 028000)

寒潮是指24h內日最低氣溫下降幅度≥8℃，或48h氣溫下降幅度≥10℃，或72h的氣溫下降幅度≥12℃，并且過程最低氣溫下降到4℃或以下。通遼市冬春季寒潮活動頻繁，寒潮天氣的到來往往能引起降溫和大風，有時還伴有降雪或降雨等天氣，通遼市寒潮年均發生5次左右，是較為嚴重的自然災害之一，對當地農牧業、交通、生產生活等都有很大影響。內蒙古自治區天氣預報工作者將寒潮類型分為4類。第一類為降溫寒潮，這類寒潮僅降溫明顯，沒有出現6級或以上大風和小量級以上降水，這類寒潮出現的頻率為32%；第二類為大風型寒潮，這類寒潮在降溫的同時，有6級或以上大風，該類寒潮最多，頻率為42%；第三類為降雪型寒潮，這類寒潮在降溫的同時伴有明顯降水，且降雪量≥1mm，這類寒潮出現的頻率為15%；第四類為大風降雪型寒潮，這類寒潮在降溫的同時伴有大風和降雪，出現的頻率僅為11%。因此，有必要分析總結寒潮天氣過程，以便于提高寒潮天氣預報水平。

1 天氣實況

受強冷空氣影響，2020年3月25日～27日，通遼市科爾沁區出現了寒潮降雪天氣過程，寒潮發生期間伴有降雪天氣，各個站降雪量均超過1mm；屬于降雪型寒潮。16個區域站的降雪量在3.2mm～4.7mm之間(表略)。從25日開始至27日的48h中16個站點的降溫幅度均超過了10℃(見圖1)，達到了寒潮定義標準。

圖1 科爾沁區2020年3月25日～27日各區域站最低氣溫下降情況

2 高空環流形勢分析

前期24日20時500hPa形勢場中(圖略)，亞歐大陸冷空氣從新地島以東的洋面上，經喀拉海、太梅爾半島，一路向南侵入至貝加爾湖以東地區，且冷中心與槽線位置在此重合。至25日08時，高空槽已經東移南下到了貝加爾湖東南部的蒙古地區，冷中心落后于高空槽，這種溫壓場配置利于高空槽的發展，因此，在25日20時的500hPa圖上(圖略)，在貝加爾湖東側蒙古東北部已經形成了冷渦中心，并且北部有冷空氣不斷補充南下，使得冷渦繼續旋轉東移南下，在冷渦底部有較強的鋒區形成，即直至27日通遼市科爾沁區主要受這次冷渦底部高空鋒區影響，產生降雪，且48h內降溫超過了10℃，出現了寒潮降雪天氣。

3 地面環流形勢分析

在24日20時地面氣壓形勢場中(圖略)，低壓中心在上游錫林郭勒盟，其后面的冷鋒引導著貝加爾湖以西的冷高壓中心的移動路徑，從東經70°西北方向的歐亞北方向東南，經西西伯利亞進入蒙古，向內蒙古自治區入侵。至25日08時由于槽前正渦度平流的作用，造成地面閉合低壓進一步加深，這也有利于冷暖空氣和大氣能量的南北交換，此時科爾沁區仍處于冷鋒前的位置，氣溫還沒有下降，到26日08時科爾沁區的氣壓場值為1 012.5hPa(圖略)，地面轉為鋒面過境后的冷鋒后部，氣溫開始下降，強冷空氣的入侵使冷高壓進一步加強，并引導其快速南下，至27日08時科爾沁區的氣壓場值達1 025hPa(圖略)，出現劇烈降溫，促進了寒潮的爆發，并伴有降雪天氣。

4 降雪物理量診斷分析

4.1 渦度平流分析

24日08時和20時的500hPa渦度平流場上，科爾沁區均為負渦度區內影響，上游蒙古國東部與內蒙古接壤地帶有正的渦度大值區存在，到了25日08時(圖略)，在低渦前部暖平流的作用下，促使低渦前高脊進一步發展，為低渦前部正渦度平流的加大提供了有利條件，由于垂直上升運動，使低層的正渦度不斷加大，至26日08時(圖略)，隨著低渦旋轉時帶來的正渦度輸送，給科爾沁區帶來了大于1mm以上的降雪，從動力條件上看為降雪起到了積極的作用，即較強的正渦度平流為降水的發生提供了有利條件[3]。

4.2 散度分析

從高層200hPa散度場上明顯看到，3月25日20時(圖略)上游120.0°E一直到科爾沁區有較大的正值中心在緩慢東移，其中心值呈南北走向，表現為較強的經向性。到3月26日08時(圖略)，科爾沁區一直維持在逐漸減弱的正值區內控制，表明高層此時有輻散場影響。而在低層850hPa散度場上，3月25日20時(圖略)對應為較強的負值區，有明顯的輻合，這種高層輻散、中低層輻合的高低空配置場形勢，使得上升運動加強發展，對降水天氣的形成非常有利[3]。這種形勢一直維持到 3月26日20時(圖略)，科爾沁區的高層200hPa轉為負值區，低層850hPa轉為正值區以后，降雪結束。

4.3 垂直速度分析

垂直速度場我們用700hPa資料來分析，3月25日08時(圖略)科爾沁區開始受較弱的負值區控制，沿42°N～44°N，119°E～124°E作垂直空間剖面圖(圖略)，我們看到在科爾沁區附近700hPa左右高度上有較大范圍的負值區域，到了25日20時(圖略)負值區域逐漸增大，且負值區的中心值到達科爾沁區，負值中心一直到26日08時(圖略)逐漸減弱東移，科爾沁區開始轉為正值區域控制。由于700hPa附近較大范圍負值區所帶來的上升氣流，能夠為降水提供很好的條件，這一點從負值區域的位置和降水區域的位置相對應上反應明顯。

4.4 水汽條件分析

用850hPa相對濕度場資料來分析這次天氣過程的水汽條件，降水前期，在河套地區已經有明顯的相對濕度大值區建立，在3月25日08時(圖略)隨著西南水汽通道的建立，有濕舌從西南方向受西南偏西氣流的影響向科爾沁區伸進，為未來的降雪輸送上來一部分水汽，至25日20時(圖略)由于沿水汽通道不斷地向科爾沁區輸送水汽，使得水汽能量得到了積累和儲存，在降雪發生期間從數值上反應為相對濕度明顯的大值區控制。到26日08時(圖略)濕舌東移減弱，相對濕度值明顯減小，降雪逐漸減弱，午后趨于結束，說明降水系統與水汽條件的位置對應較好，相對濕度的大值區對降水有較大的貢獻。

5 溫度平流分析

從這次寒潮降雪天氣過程中48h降溫情況來看，給科爾沁區16個區域站均造成了10℃以上的降溫，其中慶和站點達17℃。冷空氣在亞歐大陸新地島以東的洋面上，屬于逐步堆積的方式經喀拉海、太梅爾半島，一路向南至貝加爾湖以東地區，侵入蒙古東北部后形成了冷渦中心，促使了寒潮的爆發。從溫度平流對降雪的作用上來看，強冷空氣南下使南北溫度梯度加大，鋒區加強，冷空氣的快速南下為冷渦形成提供了有利條件。700hPa溫度平流中明顯看出暖平流較強(圖略)，對應的上升運動也較強，較強的上升運動對降水的產生非常有利[2]。

6 小結

通過上述分析可以得出以下結論：①造成本次寒潮降雪天氣過程的高空主要影響系統是新地島以東洋面上的冷空氣在南侵的過程中，由于冷空氣不斷補充的作用，使之加深發展為冷渦，其底部較強的氣壓梯度形成了高空鋒區，鋒區南壓影響了科爾沁區。②造成本次寒潮降雪天氣過程的地面主要影響系統是科爾沁區受較強冷高壓前部的控制。③地面冷鋒的入侵引導冷高壓加強南壓，為寒潮天氣的產生發展起到了一定的促進作用，是本次寒潮降雪天氣過程爆發的重要動力機制。④物理量場特征渦度平流反應為500hPa較強的正渦度平流；散度場反應為高層輻散、中低層輻合的高低空配置場形勢，使上升運動得以加強發展；垂直速度場為700hPa附近較大范圍負值區所帶來的上升氣流，為降雪提供了很好的條件，以及低層水汽通道的建立均為本次寒潮降雪天氣的產生提供了有利條件。