烏魯木齊市2018年11月12—13日低溫寒潮降雪天氣成因分析

安大維

摘要 利用常規資料、ECWMF數值預報產品、FY2紅外云圖等資料對烏魯木齊市2018年11月一場持續性降雪降溫過程環流形勢、動力、能量診斷及數值預報檢驗產品進行分析。此次天氣受東歐高壓脊緩慢東南移動，西伯利亞至中亞咸海一帶低槽東移南下影響，亞洲高壓中心前部向東南移動，冷暖氣流交界處相互作用加強，1 050 hPa高壓控制烏魯木齊地區，24 h內降溫幅度達11.5℃，出現中雪級別以上天氣，引發寒潮。西伯利亞低槽是此次寒潮天氣的主要影響系統。

關鍵詞 烏魯木齊;低溫降雪;寒潮天氣;成因分析

中圖分類號：P458 文獻標識碼：A 文章編號：2095–3305（2021）05–0076–02

寒潮是我國西北地區冬、春季常見的災害性天氣之一。烏魯木齊市地處天山北坡，準噶爾盆地南部，由于深處大陸腹地，距離海洋遠，此地干旱少雨，寒暑變化劇烈，冬、春季冷空氣活動頻繁，常帶來大風、降溫、降雪寒潮天氣[1-3]。烏魯木齊2018年11月12—14日出現了低溫寒潮降雪天氣。本次寒潮天氣過程影響范圍大，局部地區出現大到暴雪，最大降雪中心出現在新疆首府烏魯木齊市，此次低溫寒潮降雪造成路面結冰、電桿折斷、農作物受凍嚴重，導致嚴重經濟損失[4]。針對此次寒潮降溫天氣過程的天氣實況、成因等進行分析，以供開展此類天氣的預報工作提供參考[5]。

1 天氣實況

受強冷空氣影響，2018年11月12日下午開始烏魯木齊大部區域先后出現雨夾雪轉雪，48 h內城區最低氣溫下降13.8℃，其余區最低氣溫下降8℃～11℃，累計降雪量達16.6 mm。12日白天至上午，烏魯木齊地區雨夾雪轉大雪，降雪深度達到6.3～12.8 mm;全疆大部普遍出現5級以上西北風，13站風力大于12級，極大風速19.4 m/s，塔城地區托里縣加爾巴斯洪溝站瞬間極大風速為50 m/s，全疆17個站出現沙塵暴，8個站出現強沙塵暴，4個站出現特強沙塵暴，最小能見度不足200 m;全疆過程降溫幅度在7.0℃～22.6℃，過程最低氣溫在-31.1℃～-6.4℃，13日最低氣溫降至-13.6℃，積雪深度達4～15 mm。新疆氣象臺2018年11月12日11：00發布寒潮黃色預警信號，其中青河、白楊溝、小渠子等26站（占全疆25%）達到單站寒潮標準，氣溫降幅大，冷空氣過后，本市大部地區平均氣溫降至0℃以下，對城市運行、交通出行及電力輸送等影響較大，對牧業生產也有不利影響。

2 天氣成因

2.1 環流形勢分析

10日08：00，新疆國境線以北受深厚低渦控制，北疆受低渦底部偏西氣流影響。10日20：00，東歐脊和中亞低渦旋均向東南移動，渦底短波槽經向度增大。受西南暖濕氣流影響，11日08：00（圖1a）東歐脊繼續東移，西西伯利亞利亞低槽中心移動至巴爾喀什湖附近。12日08：00（圖1b），東歐脊前偏北風較強，西西伯利亞低槽前西風帶鋒面活動增強，等高線密集且溫度槽落后高度槽，低壓槽中槽線隨高度傾斜方向與槽移動方向相反，高度槽加深，利于鋒生。烏魯木齊市降雪降溫于12日午后13：00開始。12日08：00，根據地面自動站數據及紅外云圖分析，北疆地區大部出現降雪天氣，西南東北向云帶出現在新疆北部邊境地區，12日20：00至次日20：00，東歐高壓脊向南回落至54°N附近，脊頂向東發展，西西伯利亞冷槽分裂為南北兩支，北部分向東北行進，南部分則東移至南疆地區。隨著北部系統東移，13日烏魯木齊市降雪天氣趨于結束。

寒潮來臨前，位于東歐至里海北部的1 050 hPa高壓中心東移南伸，對應冷鋒鋒區不斷南壓，12日上午11：00左右進入烏魯木齊市附近，鋒區也隨之加強活動且東移，12日20：00進入市區范圍內，13日上午08：00后逐漸移出烏魯木齊地區，本地區降雪過程趨于結束。此時烏魯木齊市高壓達到1 050 hPa且伴有強烈降溫。12日20：00較前一日20：00降溫幅度達11.7℃。13日早08：00較12日早08：00降溫幅度達11.2℃。12日08：00至20：00溫度露點差顯示，0℃～4℃高濕區從西北國境線不斷向東南移動，烏魯木齊地區高濕區維持24 h，提供了充足的水汽。

2.2 動力和能量場分析

從此次天氣過程垂直速度場分析，12日04：00開始，氣流垂直運動發展強烈，在烏魯木齊地區上游有-47 hPa/s強上升運動中心，12日早8：00烏魯木齊地區垂直運動-35 hPa/s，12日15：00 750 hPa高空層出現強垂直上升氣流區，為降雪天氣出現提供動力抬升條件。石河子至烏魯木齊一線達到-47～47 hPa/s，在南北兩側有強下沉運動區，于40N°～45N°出現形似Ω型的動力性垂直環流圈，說明出現降雪區域冷暖空氣交換運動強烈，暖濕空氣上升運動區兩側干冷下沉氣流利于不穩定能量釋放。12日8：00 750 hPa高空烏魯木齊偏西偏北地區被西南風和偏西風控制，風速達15～19 m/s，烏魯木齊西北地區存在12.2 m/s的西南風，并在該地區出現了風向氣旋式輻合區，850 hPa烏魯木齊地區存在顯著的風場輻合區，為大雪天氣出現提供了動力條件。通過分析烏魯木齊地區750 hPa和850 hPa假相當位溫發現，12日8：00至13日8：00出現明顯能量釋放，750 hPa由25.8℃驟降至11.4℃，850 hPa由18.7℃驟降至2.2℃，能量大量釋放，說明強冷空氣入侵。12—13日寒潮天氣前后高低空形勢和渦度場反映，烏魯木齊地區位于正渦度前部和負渦度后部，正處于后側等壓梯度力最大處和槽前西南急流、850 hPa冷切變及地面冷鋒重合區域內。在10日20：00，巴爾喀什湖附近250 hPa上存在50 m/s的急流，500 hPa上為35 m/s，750 hPa上為26 m/s。說明西南急流上一定強度正渦度向降雪區域輸送，有利于烏魯木齊地區上空低值系統和鋒面維持加強。

2.3 數值模式預報檢驗

根據500 hPa高度場實況和ECMWF500 hPa高度場預報，東歐高壓脊引導西西伯利亞低壓渦旋逆轉，下側分出短波不斷向東南移動影響烏魯木齊地區，在移動過程中冷暖空氣交接面不斷增強且南壓，在12日下午烏魯木齊地區出現普遍降雪，20：00短波槽分裂為南北兩支，在帕米爾高原附近的短波槽東北收的過程中繼續影響烏魯木齊地區，從而導致烏魯木齊市12日下午至晚間降溫幅度大且普降雨雪。實況500 hPa高度場和預報高度場48 h內一致。通過分析ECMWF細網格海平面氣壓場得知，12日20：00烏魯木齊地區高壓為1 035 hPa，13日20：00達到1 045 hPa，與實況大致相符。受明顯高壓控制，氣溫驟降，出現寒潮。從850 hPa溫度場預報看，10日20：00 48 h預報烏魯木齊地區降溫幅度為11.6℃，72 h繼續降溫3.6℃，降溫幅度達到15.2℃，與實況相符。13日晚間至次日凌晨降雪停止，過程中由于積雪輻射降溫，14日早晨氣溫達到最低。以20：00為初始場的預報模式場，從EC細網格格點時間和空間剖面分析可知：12日上午11：00高低空濕度增加，一直持續至次日上午10：00，低層輻合高空輻散的配置有利于降雪。本次過程ECMWF總降水累積預報烏魯木齊附近格點預報最大值為10 mm，模式總降水預報對實際降水落區的模擬較好，對降水量的模擬略低，但有一定的指導意義[6-9]。

3 結論

（1）本次低溫寒潮降雪天氣過程有良好的高低空配置，而且動力條件、不穩定能量條件表現顯著，東歐漲脊，脊頂東伸導致西西伯利亞低壓槽南下，1 050 hPa高壓控制烏魯木齊地區且天氣變溫顯著，區域內普降雨雪，有明顯的寒潮天氣特征。

（2）ECMWF細網格資料對此次寒潮天氣過程的高度場、海平面氣壓場、變溫、降雨量模擬較為準確，對此類冷鋒降雪預報有較高的參考價值。

參考文獻

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責任編輯：黃艷飛

Analysis on the Causes of Low Temperature Cold Wave Snowfall Weather in Urumqi on November 12-13， 2018

AN Da-wei （Xinjiang Meteorological Station， Urumqi， Xinjiang 830002）

Abstract Using conventional data， ECWMF numerical prediction products， FY2 infrared cloud image and other data， the circulation situation， dynamics， energy diagnosis and numerical prediction test products of a continuous snowfall cooling process in Urumqi in November 2018 were analyzed. The weather was affected by the slow southeast movement of the ridge of high pressure in Eastern Europe， the eastward and southward movement of the trough from Siberia to the Aral Sea in Central Asia， the southeast movement of the front part of the Asian high pressure center， the strengthened interaction between cold and warm air flow， the 1 050 hPa high pressure controlling Urumqi area， the cooling range reached 11.5℃ within 24 h， and the weather above moderate snow level appeared， causing cold wave. The Siberian trough is the main influence system of the cold wave.

Key words Urumqi; Low temperature and snowfall; Cold wave weather; Cause analysis