青海东部一次区域性寒潮天气的成因分析

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天乞与艺候裁青海东部一次区域性寒潮天气的成因分析
何卓玛1孙文慧张广伟
（青海省海东市气象台，海东810600）
摘要:利用Micaps常规气象资料，从天气学角度对2015年4月1日青海省东部区域性寒潮天气过程的环流背景，影响系统及成因进行了分析。

结果表明：此次寒潮天气过程主要是由乌拉尔山阻塞高压前部偏北气流引导极地冷空气南下在乌拉尔山东南部一带堆积,形成强大的冷高压；巴湖低涡分裂小槽东移南压，引导冷空气南下，在青海东部与南支槽叠加，促成了青海东部此次中到重度寒潮天气;乌拉尔山东南部地面冷高压分裂冷空气扩散南下，北路冷空气东灌进入青海东部河谷地区，与西路冷空气在青海东部地区锢囚，利于冷空气在青海东部维持；中低层强冷平流也是产生寒潮天气的触发机制；夜间辐射冷却加剧青海东部地面降温;新疆北部至河西走廊西部的中高层高空急流强盛，青海东部位于急流出口区右侧，利于高空动量下传，导致地面风速加大，另外地面冷锋后部气流下沉加压，也是导致地面出现大风的原因之一。

关键词:寒潮;天气学分析;青海东部
1引言
寒潮是冬半年严重的灾害性天气之一,其突出特点是剧烈降温,有时伴有吹风、降雪和沙尘天气，常给工农业和运输业等带来严重影响。

对于寒潮天气，国内外已有不少研究成果,陶诗言E对于中国寒潮的源地和路径做过系统的分析；牛若芸倒、许爱华冈等人对我国寒潮天气典型个例做了深入的研究,认为西欧上空500hPa强暖平流致使在西伯利亚地区形成阻塞高压，并建立横槽,横槽北侧的东北气流引导超极地冷空气和西路冷空气合并加强,形成了异常强的冷高压、锋区、冷温度中心和冷温度平流。

王江山等人冋，对于青海地区寒潮天气发生的物理机制做了深入研究，总结出青海寒潮天气过程的预报着眼点。

2015年4月2日凌晨受强冷空气活动影响，青海省东部18站最低气温24h降幅在8~12七之间，根据《气象灾害分级指标XDB63/T372—2018冲寒潮灾害等级及分级指标，青海省东部地区降温达到中到重度寒潮标准，过程期间青海东部出现了大风及弱降水天气。

2寒潮天气过程概况
2.1寒潮实况
受冷空气东移影响,2015年4月2日清晨青海东部出现了大范围的寒潮天气过程，此次寒潮天气的特点是:（1）1日清晨青海东部以雨雪为主，云量较厚，最低气温升辐明显，为2日的最低气温提供了足够的降幅空间;（2）1日白天冷平流东移至青海东部，出现大风、低温天气,夜间青海东部天况放晴,辐射降温较强加之残余冷平流、锢囚锋影响,2日凌晨青海东部出现区域性寒潮天气;（3）过程期间青海东部出现大风及弱降水天气,大风主要集中在青海东北部，共8个站达到大风量级，最大风速出现在托勒（22m/s）o
3大尺度环流背景场及主要影响系统
分析2015年3月28日500hPa高空图上（图略）,乌拉尔山地区受强盛的高压脊控制，脊前的西伯利亚地区低槽不断有冷空气补充，并在缓慢东移
1作者简介:何卓玛（1969年10月-）,女，藏族，青海乐都人，大学本科，副研级高级工程师，主要从事短期天气预报工作。

E—mail:hzmqx0972@ o
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过程中加深,槽后有-44七冷中心，配合地面图上，乌拉尔山地区东南部有1047hPa的高压中心，说明强冷空气在这一带聚集。

30日乌拉尔山高压脊加强形成阻塞高压，其前部低槽在中亚形成深厚的切断低涡,与之配合的冷中心为-33七，低涡底部锋区强烈，印度半岛至高原南部受低压槽控制，此槽和巴湖低涡底部的分裂东移的小槽形成阶梯形势。

地面图上冷高压主体在原地维持,其东南部分裂冷高压东移南压至巴湖及贝湖一带。

3.1500hPa主要影响系统
造成此次寒潮天气的主要影响系统形势为巴湖槽底分裂小槽东移南下与南支槽叠加型：31日20时巴湖低涡分裂小槽东移南压过程中因槽后不断有冷空气补充而加深，同时青海东部至河套地区弱脊向西北方向加强，受两者共同影响，在青海东北部此槽加深为西北东南向的低涡切变,加之南支槽逐步上高原，槽前西南气流较为强盛,两者东移至青海东部时叠加（见图1）。

受此影响31日夜间至1H白天青海东部出现大风及弱降水。

1日夜间，高度场上低值系统东移出省，全省受高压脊控制，但冷温槽仍在青海东部。

夜间天气主要以多云或晴为主,受平流降温及辐射降温的共同影响,2日清晨青海东部出现中到重度寒潮。

图13月31日一4月1日500hPa高空槽移动路径图24月1日08时-20时500hPa冷锋动态图
3.2地面气压场演变特征
31日08时乌拉尔山地区东南部地面冷高压分裂南下，在巴湖及蒙古东部地区各形成1030hPa、1035hPa的冷高压，其前部的冷空气扩散南下，冷锋位于新疆天山、祁连山北部、河套南部、华北中部、东北南部一带。

31日20时新疆至西藏西部为正变压区，此正变压区自西逐步向东扩展。

1日08时巴湖冷高压略有东移南压，青海西部及甘肃西部受24h正变压控制，大值中心在海西一带，中心值达8hPa,24h变温中心达-9七，青海省北部甘肃河西西部一带有一冷锋东移,青海西部天俊、茶卡、都兰一带也有一冷锋东移，青海东部受24h负变压，正变温控制，17时青海东部24h变压转为正值，说明从青海西部经柴达木盆地东移的冷空气逐步影响青海东部,20时祁连山北部冷空气经河西走廊东移并东灌进入青海东部河谷,与青海西部东移的冷空气在青海东部锢囚（见图2）。

夜间青海西部转为负变压、正变温控制，青海东部受锢囚锋影响,为正变压,负变温控制。

3.3物理量场分析
4月1日08时新疆东部、河西西部至青海东部为南一北向的负温度平流区,500hPa大值中心在新疆东部偏东地区与甘肃河西地区的交界处,平流最强中心达-l.SxlO^K-s-1,青海东部温度平流达-3x1（TK•s"（见图3）,其底层700hPa上，青海中东部为南北向冷平流区控制，中心强度为-5X lO^K-s1（见图4）。

1日白天受冷平流影响，青海东部气温较低,1日20时青海东部处于冷平流的尾部，夜间残余冷平流影响也是导致青海东部最低气温达到寒潮标准的主要因素之一。

@音海毛拿»>天艺与艺候图32015年4月1日8时500hPa温度平流场图42015年3月31EJ20时700hPa温度平流场
4成因分析
4.1寒潮成因分析
某地温度的变化主要取决于温度平流和非绝热因子的作用,而温度平流主要考虑平流冷暖性质和强度,非绝热因子考虑辐射、水汽凝结、蒸发和地面感热对气温的影响,气温的非绝热变化主要表现为气温的日变化和气团变性。

在本次寒潮过程中，1日白天由于有大范围的锋面云系及弱降水,所以太阳辐射和地表辐射引起的气温日变化较小,气温骤降主要是强冷平流引起的。

1日08时青海东部地区对流层中低层受冷平流控制,冷平流势力较强,受此影响白天青海东部地区气温较低。

1日20时青海东部处冷平流区的后部，凌晨冷平流影响逐渐减弱,辐射降温逐渐起主导作用。

由此可见,中低层冷平流的发展及移动也是造成此次寒潮天气的触发机制之一;在此次过程中冷空气在青海东部地区形成锢囚锋,有利于冷空气在青海东部维持;夜间天况放晴,辐射降温是此次寒潮天气的主要触发机制;另外受降水云系影响,1日早晨最低气温相对较高，为2日的最低气温提供了足够的降幅空间，利于青海东部最低气温降幅达到了寒潮标准。

4.2大风成因分析
31日新疆天山经河套到我国东北有一强冷锋，冷锋前新疆天山以南、青海、甘肃、华北中部以南我国大部分地区受低压控制，锋后的巴尔克什湖至贝加尔湖的大范围高压与锋前低压形成北高南低的形势。

冷空气使地面冷高压前等压线不断加密，气压梯度不断加大，地转风强,非常利于大风的形成O 高空急流从新疆北部延伸至河西走廊西部,300hPa 新疆西北部大风区中心最大风速达到60m/s,500hPa最大风力达到44m/s,大风区向东南方向东移扩展，由于高空动量下传,31日青海西部出现大风、沙尘天气，茫崖地面风速达22m/s,西南部也出现大风区，大风区自西向东蔓延，至4月1日白天影响青海东部地区,20时高空大风区东移出省，地面大风影响相应结束。

5结论
①此次区域性寒潮天气过程主要是由乌拉尔山阻塞高压前部偏北气流引导极地冷空气南下在乌拉尔山东南部一带堆积,形成强大的冷高压;500 hPa巴湖低涡分裂小槽东移南压过程中与南支槽在青海东部时叠加；中低层强的冷平流东移;受此影响，青海东部出现寒潮、大风及弱降水。

②地面冷高压（冷空气）在西伯利亚积聚增强，在巴湖及蒙古东部地区各形成1030hPa、1035hPa的冷高压中心，其前部的冷空气扩散南下,在祁连山北部经河西走廊东移并沿河淳谷地东灌与经柴达木东移的西路冷空气在海东地区锢囚，利于冷空气在青海东部维持。

③中低层强的冷平流是这次寒潮天气的主要的触发机制之一，冷平流移动路径以及强度可作为预报寒潮强度的参考因子。

④］日白天青海东部有降水出现，潜热释放抵消平流降温影响，导致地面降温减弱。

夜间天空放晴,辐射冷却加剧降温使青海东部出现（下转第23页）
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流的配置，使得大气垂直方向上构成高层辐合、低层辐散的结构，加快了下沉运动的发展,高层冷空气迅速下沉,推动地面冷锋东移加深,在冷锋后部形成大风天气。

4小结
①500hPa高空环流形势，蒙古冷槽底部横槽有较强的冷温槽配合，横槽转竖，环流径向度加大,新疆脊前偏北气流引导冷平流下滑，扰动气流发展，有利于动量下传，地面出现大风。

700hPa青海上空等温线密集，锋区较强,青海东部等温线垂直于等压线，大气斜压性强，说明08—20时横槽东移南压是发展加强的过程。

②锋面次级环流加强了地面风速，产生锋前暖区的阵雨、强阵风、扬沙天气。

柴达木盆地西侧冷空气下坡风,位能转为动能,风速增大;盆地东侧地势高较高、青海湖地区受湖陆风的影响使大风增强,河淳谷地狭管效应也使得风速增大。

③通过对散度场垂直剖面的分析得出：08时低层辐合、高层辐散的强烈抽吸作用，使得地面强烈减压，气压梯度明显增大，从而导致地面风速进一步加大,20时后转为低层辐散高层辐合的配置,下沉气流加强，有利于动量下传。

垂直速度正、负值中心区的分布状态，显示出在该区域中、低层存在一个纬向的垂直环流，即次级环流。

次级环流将高空急流的动量下传至低层，使低层风速加大,同时,这一逆时针的次级环流也使地面风速进一步加强，是动量下传的重要机制。

④
分析温度平流对对大风天气的贡献，冷平流最强处,地面降温幅度大，风力也最强，说明冷锋是大风、沙尘天气的触发机制。

500hPa温度场,对流层中高层存在深厚的冷槽发展，引导槽后部的冷空气东移南下,高层冷空气迅速下沉,推动地面冷锋东移加深,在冷锋后部形成大风天气。

高层正涡度平流，低层负涡度平流的配置，使得大气垂直方向上构成高层辐合、低层辐散的结构,加快了下沉运动的发展,高层冷空气迅速下沉，推动地面冷锋东移加深,在冷锋后部形成大风天气O
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(上接第12页)中到重度寒潮天气。

⑤300hPa上高空急流从新疆北部延伸至河西走廊西部，中心最大风速达到60m/s;500hPa上急流位于内蒙古西部到河西走廊东部，青海东部位于急流出口区右侧，次级环流导致的下沉气流利于高空动量下传,导致地面风速加大，另外地面冷锋后部，冷高压前部的冷平流使气压梯度加大，锋面上横向垂直环流也促使锋后气流下沉加压，导致地面出现大风。

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