2022年1月1日寒潮天氣過程分析

賀永平，李 悅，冶生霞

1.青海省玉樹州氣象局，青海玉樹 815000；2.青海省海南州氣象局，青海共和813000

1 天氣實況

2021年12月31 日09:00~2022年1月1日09:00，玉樹地區出現一次低槽東移型寒潮天氣過程，并伴有大范圍大風天氣。

此次寒潮天氣的特點如下：（1）影響范圍廣，除北部偏北地區（曲麻萊、治多部分鄉鎮），玉樹地區87站共有77站次達到寒潮標準；（2）降溫強度大，過程最低氣溫在-17.4℃~-38.7℃，共計27站次日最低氣溫下降至-30℃以下，最低氣溫達-38.7℃（稱多珍秦鎮永郎達），最大24 h降溫幅度達18.1℃（玉樹巴塘鄉上巴塘村）；（3）降溫幅度呈現南強北弱態勢；（4）此次寒潮天氣伴隨大范圍大風天氣，共計60站次達到大風標準，最大風速達25 m/s（雜多昂賽鄉政府）；（5）伴有弱的降雪天氣，但降雪過程不明顯。

2 寒潮成因

2.1 環流背景及影響系統

此次寒潮天氣過程前期，2021年12月30日08:00 500 hPa中高緯度環流形勢為兩槽一脊型（圖1）；西伯利亞有一冷中心，中心強度達-46℃，低渦伴隨強的冷中心（圖2b）。12月31日08:00冷中心持續維持，達-48℃，說明有強冷空氣再次堆積。位于巴爾喀什湖至貝加爾湖低槽東移并分裂下滑短波槽，引導冷空氣南下，從而影響青海大部。受低槽后西北氣流和冷溫槽影響，在青海西部有一冷中心，中心值達-28℃。玉樹地區為偏西風，風速10 m/s，且強冷平流明顯。2021年12月31日20:00，冷中心東移至青海東部，玉樹地區為偏西風，風速16 m/s。2022年1月1日08:00，冷 中心持續影響玉樹地區。1月1日20:00，玉樹地區轉為槽后西北氣流控制，冷平流減弱。此高空形勢表明冷空氣有堆積，具備了寒潮暴發的首要條件[1]。

圖1 2021年12月 31日08:00 500 hPa高空形勢場

此次寒潮天氣的降溫幅度、影響范圍與寒潮冷鋒和地面冷高壓的強度和移動路徑有密切聯系。過程前期，新疆地區地面有1 052.5 hPa冷高壓穩定維持，說明前期已經有冷空氣堆積，并不斷分裂冷高壓分裂南下，影響青海地區。從地面冷鋒路徑可知（圖2a），12月30日08:00，東路、西路兩股冷空氣已經影響青海北部；12月30日20:00，冷空氣蔓延上高原，逐漸南壓影響玉樹地區；12月31日00:00，玉樹地區最大24 h變壓達90 hPa（囊謙），后期逐漸減小，冷空氣影響逐漸結束。

圖2 2021年12月29日08:00~31日08:00冷高壓和冷鋒移動路徑（a）冷中心移動路徑（b）

2.2 前期增溫分析

此次寒潮過程前期，青海省由于受暖脊控制，溫度場的環流背景有利于前期聚集能量。從12月29日14:00（圖3a）、12月30日14:00（圖3b）地 面溫度24 h變幅可以看出，達到寒潮標準過程前期，玉樹地區有明顯升溫，其中玉樹本站升溫幅度最大，達到了10℃。由于前期升溫明顯，使得后期降溫空間充足。

圖3 2021年12月29日14:00地面氣溫24 h變溫（a）和12月30日14:00地面氣溫24 h變溫（b）

2.3 寒潮大風成因

從12月31日08:00 500 hPa溫度場和高空填圖的配置可以看出（圖4a），玉樹地區冷溫槽明顯，槽后高空西北氣流強盛，從風場和等溫線的配置來看，風與等溫線的夾角大，表明有強的冷平流存在，強冷平流不僅會造成氣溫驟降，還會使地面氣壓場變強，地面氣壓梯度和氣壓梯度增大，促使地面風場發展，所以冷平流越強，風力越大[2]。12月31日08:00玉樹探空站可以看出（圖4b），低層400~500 hPa風隨高度逆轉，有冷平流；高層200~400 hPa風速大，高空動量下傳強，因而使地面風速加大。

圖4 2021年12月31日08:00 500 hPa溫度場+高空填圖（a）和12月31日08:00玉樹探空圖（b）

2.4 輻射降溫顯著

從衛星紅外云圖來看，12月31日玉樹地區有大范圍云系覆蓋，1月1日08:00玉樹大部天氣放晴，無明顯云系，有利于輻射降溫。以玉樹站為例，白天各時次云系較厚，氣溫變化幅度小；至夜間，云系東移減少，氣溫開始明顯降低。

2.5 寒潮降水不明顯成因

一方面，動力條件不足。玉樹地區降水天氣的主要水汽輸送系統為南支槽，南支槽前西南暖濕氣流為降水天氣過程提供充足的水汽條件和動力條件[3]。在此次寒潮天氣過程中，南支槽偏北，沒有西南水汽輸送至玉樹地區，對降水無明顯貢獻。

另一方面，水汽條件不足。從12月31日08:00 500 hPa高空圖可以看到，玉樹地區受高空槽后西北氣流影響，T-Td=6℃，T=-22℃，地面水汽條件差（Q＜1℃），局地水汽對降水貢獻較小。從12月31日08:00玉樹站探空圖可以知道，400~500 hPa有濕層，但濕層較為淺薄。因此，此次寒潮天氣過程降水不明顯的原因是動力條件不足，且水汽輸送和局地水汽較差。

3 小結

（1）此次寒潮天氣過程范圍廣，玉樹地區87站共有77站次達到寒潮標準；降溫強度大，過程最低氣溫在-17.4℃~-38.7℃，共計27站次，日最低氣溫下降至-30℃以下，最低氣溫達-38.7℃，最大24 h降溫幅度達18.1℃；降溫幅度南強北弱；伴隨大范圍大風天氣，共計60站次達到大風標準，最大風速達25 m/s；伴有弱的降雪天氣，但降雪過程不明顯。

（2）此次為低槽東移型寒潮天氣過程。玉樹地區受巴爾喀什湖至貝加爾湖低槽東移并分裂下滑短波槽影響，低渦伴隨強的冷中心；過程前期冷空氣在寒潮關鍵區有堆積，地面冷高壓不斷分裂小高壓南下；強冷平流和輻射降溫也對玉樹地區強降溫產生較大影響。

（3）此次寒潮天氣過程受高空冷平流及動量下傳影響，出現大范圍大風天氣，但由于動力條件和水汽條件較差，降水過程不明顯。