我国寒潮天气简析

学士学位论文题目我国寒潮天气简析学生指导教师年级系别地理系学院地理科学学院我国寒潮天气简析孙丽男摘要：寒潮是我国重要的灾害性天气之一，它关系到季节推迟或提前，甚至是反常气候的重要标志。

寒潮带来的强降温，大风雪、冻雨等天气，直接影响到我国的农业收成、交通运输、电信以及国民经济建设和人民的生活。

分析寒潮的形成、路径、特点，有助于我们对寒潮做好预防，最大程度减少寒潮天气过程造成的损失。

关键词：寒潮分析影响措施一、寒潮的成因寒潮是冬季的一种灾害性天气，人们习惯把寒潮称为寒流。

所谓寒潮，就是北方的冷空气大规模地向南侵袭我国，造成大范围急剧降温和偏北大风的天气过程。

寒潮标准：A.48小时内最低或平均温度下降10以上。

B.日最低气温≤4 ℃。

C.出现≥13米/秒的偏北风。

凡符合上述三个条件，则定为一次寒潮天气过程[1]。

寒潮一般多发生在秋末、冬季、初春时节。

太阳辐射是大气环流形成和维持的最基本的原因。

太阳辐射的能量到达地球并被利用的仅是极少的一部分，主要有以下几种形式：一是通过光合作用存储一部分; 二是上层空间、云、地面反射一部分回太空; 三是空气和地面( 包括海洋) 吸收一部分; 四是地球向外层空间( 太空) 中辐射一部分( 以红外线等电磁波的形式) 。

寒潮区分为单站寒潮、区域性寒潮和全国性寒潮。

单站寒潮的标准为: 过程降温≥10℃, 且温度距平≤- 5 ℃。

全国性寒潮的标准为: 达单站寒潮标准的南方站点数和北方站点数分别占当年总南方站点数和总北方站点数的1/ 3 和1/ 4 ; 或者达单站寒潮标准的站数占全国总站数的30 %以上, 并且过程降温≥7 ℃, 温度距平≤- 3 ℃的站数占全国总站数的60%以上。

区域性寒潮的标准为: 除全国性寒潮外, 达单站寒潮标准的站数占全国总站数的15 %以上,并且过程降温≥7 ℃,温度距平≤- 3 ℃的站数占全国总站数的30 %以上。

其中, 过程降温是指冷空气影响过程中, 日平均气温的最高值与最低值之差;温度距平指冷空气影响过程中最低日平均气温与该日所在旬的多年旬平均气温之差。

南北方的分界线取32°N。

太阳辐射在地表分布不均，随纬度增高而减小。

在低纬度地区，即在35°N ～35°S 之间，辐射的收入大于支出。

在此以外地区，辐射的支出大于收入。

因此，低纬度有热量盈余，空气受热膨胀上升；高纬度有热量亏损，空气冷缩下沉，这样导致了在高、低纬之间出现气压差，产生水平气压梯度力。

由于水平气压梯度力的作用，赤道和极地之间产生了大范围的大气运动。

在北极地区由于太阳光照弱，地面和大气获得热量少，常年冰天雪地，到了冬天，太阳光的直射位置越过赤道，到达南半球，北极地区的寒冷程度更加增强，范围扩大，气温一般都在零下40℃～50℃以下，范围很大的冷气团聚集到一定程度，在适宜的高空大气环流作用下，就会大规模向南入侵，形成寒潮天气。

二、我国寒潮的形成过程我国位于欧亚大陆的东南部，由于北极和西伯利亚一带的气温很低，大气的密度就要大大增加，空气不断收缩下沉，使气压增高，这样，便形成一个势力强大、深厚宽广的冷高压气团。

当这个冷性高压势力增强到一定程度时，就会像决了堤的海潮一样，一泻千里，汹涌澎湃地向我国袭来，这就是寒潮[2]。

每一次寒潮爆发后，极地或西伯利亚的冷空气就要减少一部分，气压也随之降低。

但经过一段时间后，冷空气又重新聚集堆积起来，孕育着一次新的寒潮的爆发[3]。

三、寒潮的路径入侵我国的寒潮主要有三条路径：①西路：从西伯利亚西部进入我国新疆，经河西走廊向东南推进；②中路：从西伯利亚中部和蒙古进入我国后，经河套地区和华中南下；③从西伯利亚东部或蒙古东部进入我国东北地区，经华北地区南下[4]。

四、寒潮的特点寒潮过程98%伴有降水，36%伴有降雪，60%伴有大风。

寒潮爆发在不同的地域环境下具有不同的特点。

在西北沙漠和黄土高原，表现为大风少雪，极易引发沙尘暴天气。

在内蒙古草原则为大风、吹雪和低温天气。

在华北、黄淮地区，寒潮袭来常常风雪交加。

在东北表现为更猛烈的大风、大雪，降雪量为全国之冠。

在江南常伴随着寒风暴雨。

据1951～2004年资料显示中国寒潮频数减少，造成中国寒潮频次减少的可能原因包括西伯利亚高压和冬季风强度的减弱及中国地表温度的显著升高。

当然, 西伯利亚高压和冬季风的强度在一定程度上也受到全球变暖的影响, 但这种影响究竟有多大, 西伯利亚高压和冬季风的自然变率又有什么贡献, 还需要进一步的验证。

五、寒潮的预报方法近年来, 我国寒潮预报仍以天气图和统计方法为主, 数值预报方法尚不普遍。

大致说来, 寒潮过程预报以天气图方法为主, 寒潮大风、霜冻等天气预报以统计方法为多。

用天气图做寒潮预报, 通常采用模式指标法, 即将历年寒潮过程分成几种类型模式, 然后分类找指标, 以备分析预报时使用。

用统计方法做寒潮天气预报的方式是很多的, 有用本站要素选取预报因子的, 有从天气图上选取因子的, 有的将二者结合起来进行多元分析的, 这些工作很多都以群众经验为线索进行验证使用[5]。

寒潮天气是“小概率”事件, 统计上不易处理。

如能按“天气阶段”来作统计, 情况就会好一些。

因为在有些天气阶段中, 寒潮出现的概率会提高许多[6]。

影响寒潮爆发的因素是很多的, 各种办法都只反映了一个侧面。

因此, 多年来广大预报员逐步形成了一套“多种经营、综合运用、由粗到细、逐步具体”的预报思路。

具体步骤大体可分为分析气候背景、划分天气阶段来确定有无寒潮,寒潮过程的具体日期和天气特点[7]。

三十年来, 寒潮研究所取得的成果是巨大的。

这些成果使我国寒潮预报准确率与其它一些灾害性天气如暴雨、冰雹等相比, 居于领先地位。

当前, 寒潮研究所面临的任务也是艰巨的。

寒潮中期预报, 寒潮爆发机制和寒潮所形成的重大天气的预报是当前急需解决好的课题。

六、寒潮的影响及其应对措施（一）农业寒潮和强冷空气通常带来的大风、降温天气是我国冬半年主要的灾害性天气，对农业的影响最大，它带来的强降温超过农作物的耐寒能力时，就会使农作物发生冻害。

寒潮过境后，气温骤然下降，降温可持续一天至数天。

西北、华北地区降温幅度大，中部、南部降温幅度小，但可以出现冰冻和霜冻现象。

如在1955 年1月，由于寒潮连续爆发性的南下，武汉出现了-14.6℃，上海出现了-19.2℃，南宁出现为-2.1℃的极端最低气温，海南岛也出现了罕见的霜冻现象。

其中苏、皖、鄂、湘、赣等省不少地区连续出现10～15天的大雪和冻雨，导致了交通、电讯受阻，农牧业生产遭受重大损失。

春秋时节，寒潮天气除大风和降温外，在长江流域以南常有雨雪，有时还会出现雷暴和冰雹等灾害性天气，特别是由寒潮引起的终霜、初霜和霜冻对华北、华中地区农作物的威胁更大，往往造成严重减产。

不同地区不同种类的农作物耐寒的生理学温度也都有一定的限度，如北方春小麦、豆类和油料作物属耐寒作物，可以承受－7～－10℃的低温，萝卜可耐－6℃的低温，白菜可耐－4℃的低温，而玉米、马铃薯只能耐－3～－2℃的低温。

而且，各种植物不同生长发育期阶段的耐寒能力也不同。

对于大多数植物来说，当温度降到0℃左右时，就会明显受害。

历史上几乎每次寒潮过程都会造成大面积的农作物受害，灾害程度会因冷空气入侵范围不同而有较大差异[8]。

寒潮冷锋之前常有一个低气压作为它的向导，所以，当寒潮前锋迫近时，首先刮起的并不是强烈的西北风，而是微弱的南风或西南风[9]。

因此，在寒冷的冬天，如果天气反常地暖起来并有偏南风，就是寒潮到来的预兆。

我国气象部门能够较为准确预报寒潮，可以提前作好防冻准备工作，这对确保农业丰收有着重要意义。

1、由于冷空气来时风力较大，棚架设施应注意加固，防棚架倒塌或大风掀开棚膜加重冻害，并做好温湿调控。

2、油菜、绿肥及低洼地段的柑橘园等应注意清沟排渍，防积水结冰加重冻害；叶菜类蔬菜可用稻草覆盖，减轻冰冻危害。

3、蔬菜或花卉大棚加盖草垫、双层薄膜等保温材料，提高棚内温度。

（二）交通寒潮带来的雨雪和冰冻天气对交通运输危害也不小。

寒潮伴随的大风、雨雪和降温天气会造成低能见度、地面结冰和路面积雪等现象，对公路、铁路交通和海上作业安全带来较大的威胁，严重影响人们的生产生活。

如2003年12月7日，受一股强冷空气的影响，北京下了一场雪，随后造成路面结冰，当晚北京整个城区交通瘫痪，机动车完全拥堵在车道上，寸步难行，众多乘客误了飞机和火车，大风可使火车出轨以至颠覆。

我国大风吹翻列车的事，在新疆多处发生。

兰新铁路在哈密附近要通过“百里风区”，在天山达坂城一带要通过“三十里风区”。

自1961年至1982年，大风吹翻列车达10次之多。

每逢大风季节，列车常不能正点运行。

当有寒潮侵袭时，首先表现的就是寒潮大风，狂风大作，平均风速一般可达15米/秒以上，阵风可达25米/秒以上，风向多为西北到偏西，维持时间较长，一般为几小时到十几小时，有时可达2天以上，对飞机的正常运行会造成严重影响。

特别是大风与跑道形成45度以上交角、大侧风交角使飞机的起飞和着陆会变得很复杂。

在侧风中滑跑时，飞机两翼所受风的作用力不相同，迎风一侧机翼的升力增加，背风一侧机翼的升力减小，于是产生一个倾斜力矩。

另外，由于侧风压力中心与飞机重心不重合，还会产生一个使飞机向逆风方向旋转的转弯力矩。

当侧风很大，与转弯力矩作用相反的跑道面对机轮的反作用力，不足以使飞机保持平衡，飞机在强侧风条件下接地时，很可能发生轮胎破裂和起落架折断等事故，严重危及飞机和乘客的安全。

所以，有时因侧风太大超条件而关闭机场的事时有发生。

历史上，军队和民航都发生过因寒潮大风影响导致飞机起降遇大侧风偏离跑道的飞行事故。

另外，寒潮大风一般都伴有较强的扰动气流和气流忽大忽小极不稳定，极易造成飞机遭遇风切变和颠簸，给飞机操纵带来严重困难，甚至会导致飞行事故，危及飞机和乘客的安全。

寒潮来袭，不但会造成大风降温天气，而且在冷暖空气交界之处会导致雨雪天气，由于降水，低层湿度急剧增大，很容易产生低碎云，这种低碎云有时仅有几十米，而且云底高起伏很大，严重影响飞机的起飞和着陆。

同时由于寒潮降雨雪来的突然、强度大，很容易导致低层能见度迅速变差，当能见度低于机长起飞和降落标准时，飞机就无法起飞和着陆。

此时往往机场被迫关闭，导致航班延误或取消，给人们出行带来严重影响。

因寒潮降水造成低碎云和恶劣能见度影响飞行安全的事例屡见不鲜。

跑道结冰危及飞机起降安全。

由于寒潮刚入侵时产生降水，然后强冷空气到来，气温剧降，在跑道面上迅速冻结成冰层，飞机轮胎与冰层间摩擦力明显变得很小，起飞降落的飞机在有结冰的跑道面上滑跑时不易保持方向，极易冲出跑道。

飞机在温度很低的云中、雨雪中飞行，也容易产生飞机空中积冰。

空中积冰则严重破坏飞机的动机性能，给飞机操纵带来一定困难，飞机空中积冰严重时同样会危及航空飞行安全，航空飞行史上因飞机空中积冰发生严重飞行事故的案例也不少见。