2022年10月2—4日七臺河市一次寒潮天氣過程個例分析

胡玥明，曲艷秀，徐竟涵

七臺河市氣象局，黑龍江七臺河 154600

寒潮是指大范圍強冷空氣在一定的環流形勢下向南暴發的現象，其中期、短中期天氣過程與西風帶長波槽有關，是一種階段性特征。此次寒潮過程出現在秋季，導致七臺河市出現明顯降溫、大風天氣以及降水，2022年10月4日凌晨最低氣溫降至0 ℃以下，出現霜凍，對于人民的生產生活、交通安全，尤其是農業方面造成較大影響。采用MICAPS中的ECMWF高分辨率數據以及實況數據分析了2022年10月2—4日的寒潮過程以及降溫前期（2022年9月27—10月1日）的環流形勢，得出其天氣學成因。

1 天氣實況

2022年9月27—10月1日為降溫前期，七臺河市以晴到多云天氣為主，風向多為西南風或偏西風，最低氣溫4.2～9.4 ℃，均出現在06:00～08:00。

10月2—3日08:00，七臺河市最低氣溫出現“倒溫度”，2日最低氣溫11.6 ℃，出現在23:00，基礎溫度較前期升高。3日09:00～4日04:00為主要降溫時段，根據《黑龍江省氣象災害預警信號發布標準和防御指南》，24 h內，31個站點（總共32個站點）達到黃色預警標準，最低氣溫下降10 ℃以上且低于4 ℃。4日白天為大風時段，全部站點達到藍色預警標準，小時極大風速超過14 m/s且持續。3日為降水時段，52個站點（總共54個站點，含單雨量站）出現降水，1個為大雨，其余均為小雨或中雨。

2 前期環流形勢

降溫前期，500 hPa受弱槽弱脊交替控制；700 hPa比濕1～2 g/kg，水汽條件較差；850 hPa以偏西風和西南風為主且無風切變，動力抬升作用較弱，以晴到多云天氣為主，個別時段有陣雨。

9月27—28日，歐亞大陸倒Ω流型已建立，烏山淺脊與北大西洋暖高壓向東發展的正變高疊加形成烏山脊，并沿東北方向向極區伸展；烏山脊附近形成阻塞高壓。北太平洋暖脊收縮到鄂海地區，同時極渦加強南壓，形成東亞地區倒Ω流型，此時七臺河市受較平直的西風帶長波槽控制，850 hPa等溫線稀疏。

9月29日，500 hPa烏山脊東側，-36 ℃冷中心與532 hPa低壓中心均位于貝湖西北部，低渦槽前疏散，有正相對渦度平流，有利于槽的加深；烏山脊后有暖平流，且溫度場落后于高度場，有利于脊的發展加強（圖1）[1]。此時低槽與北支槽、南支槽形成階梯槽，七臺河市位于淺槽前，仍受西風帶長波槽控制。

圖1 2022年9月27—10月1日500 hPa溫壓場配置

9月30日08:00至10月1日20:00，烏山脊在向東發展的過程中，極渦向西伸出一條橫槽，槽前疏散；脊前偏北氣流引導極區和西伯利亞冷空氣南下，為槽后輸送冷空氣，使槽進一步發展，有利于冷空氣在橫槽北部堆積；橫槽前有階梯槽、疏散的等高線和冷平流，有助于橫槽轉豎，使冷空氣南下。

3 高空影響系統

3.1 500 hPa環流形勢

10月2日，由于烏山脊附近阻塞高壓后部低槽加深發展有正渦度平流，使阻塞高壓減弱崩潰；橫槽后有暖平流輸送，橫槽即將轉豎；槽前匯合、槽后暖平流的溫壓場配置使槽減弱，但移速較快[2]。10月3—4日橫槽在50°～60°N轉豎，橫槽轉豎后與50°N以北的槽合并成一個較強的低槽，槽繼續加深、東移南壓，-36 ℃冷中心由貝湖移至黑龍江省北部，七臺河市仍位于槽前。10個緯度距離內等高線由5條變為7條，氣壓梯度增大（圖2）。

10月3—4日08:00，500 hPa出現顯著負變溫和變壓，等溫線由-12～-16 ℃變為-20～-24 ℃，等高線由568～572 hPa變為544～548 hPa。5日08:00，低壓中心與槽東移入海。

3.2 700、850 hPa環流形勢

10月2—4日，700 hPa槽脊比500 hPa略偏東，在位置上具有很好的對應關系，10月2日20:00至4日08:00，10個緯度距離內等溫線由4條增加至6條。2日20:00，700 hPa高度場中的-20 ℃冷中心位于貝湖一帶，七臺河市上空等溫線0～4 ℃，等壓線302～318 hPa；10月4日08:00，隨著500 hPa高空槽東移，七臺河市上空等溫線為-4～0 ℃，等壓線為292～296 hPa，存在負的變溫和變壓。

850 hPa 形勢圖上，2日等溫線8～12 ℃，2日08:00冷鋒南下前有暖平流；2日20:00，等溫線和等壓線稀疏（10個緯度距內僅3條），溫壓線間夾角變小，暖平流減弱，因此2日夜間基礎溫度較高。3日08:00在北部有一低槽，槽前西南氣流為降雨提供水汽條件，3日08:00起700～850 hPa濕度條件好，其中700 hPa比濕為2～3 g/kg，850 hPa相對濕度＞90%，持續時間6～12 h；從850 hPa風場可得，七臺河市東南部存在明顯低空急流，七臺河市位于急流軸左側輻合區，存在氣旋式切變，動力條件好，對應主要降雨時段。由于系統移速快，3日20:00中低層濕度開始減弱，4日08:00降雨停止。3日20:00至4日08:00，七臺河市位于槽后脊前，溫壓線夾角約90°，脊前偏北氣流引導冷空氣快速南下，強冷平流使七臺河市出現大風天氣，鋒后冷空氣堆積使低溫維持。

10月2日20:00至4日08:00，850 hPa等溫線由4～8 ℃變為-12～-8 ℃，降低12～20 ℃，850 hPa存在鋒區。低槽過境期間500～850 hPa均出現了負變溫，其中850 hPa最顯著，700 hPa負變壓最顯著，則中高層低值系統較深厚，地面冷平流明顯，因此降溫幅度大（圖3）[3]。

圖3 2022年10月2—4日850 hPa溫壓場配置

4 地面影響系統

10月2—4日500 hPa高空槽前對應地面冷鋒，垂直結構為后傾槽，則該鋒面系統坡度較小，產生的降水較穩定（圖4）。

圖4 2022年10月2—4日地面低壓中心和冷鋒位置

10月2日20:00，地面鋒區位于黑龍江省西部地區，3日08:00移動到東南部并已過境，七臺河市位于冷鋒后部低壓外圍，由于地面冷鋒快速南下前有明顯鋒前增溫，前期基礎溫度較高[4]。受西伯利亞高壓中心持續東移影響，3—4日08:00，七臺河市站點氣壓由1 012.5～1 015 hPa升至1 020～1 022.5 hPa，冷鋒后部氣壓較降溫前期明顯升高，3日白天轉為西北大風，平均風力4～5級，陣風7級左右。4日08:00，冷鋒主體東移入海，七臺河市位于高低壓過渡帶，冷空氣快速南下，地面冷鋒上空風速變大，上方動量下傳到地面，導致大風天氣出現[5]。鋒后冷空氣持續補充，10月4—5日海平面氣壓持續升高，西北大風持續，6日高壓強度逐漸減弱，地面氣壓回落，大風天氣結束。

5 小結

此次寒潮過程具有典型的環流背景，東亞倒Ω型建立的過程中，烏山脊東側形成橫槽完成強冷空氣在橫槽北部的堆積；橫槽轉豎東移、阻塞高壓減弱崩潰引導極區冷空氣與西伯利亞冷空氣南下；低槽東移的過程中與階梯槽合并，使槽發展加強、東移南壓，產生此次寒潮過程。

冷鋒南下前存在鋒前增溫有暖平流，使前期基礎溫度較高，500～850 hPa有負變溫，700～850 hPa有負變壓，則中高層低值系統較深厚，地面強冷平流，其中850 hPa存在鋒區，降溫幅度與地面對應較好，在預報較深厚系統造成的降溫時具有一定的參考意義；地面冷鋒過境后，后部西伯利亞高壓東移，七臺河市位于高低壓過渡帶，上空動量下傳產生大風。