寒潮是我国的主要气象灾害之一, 在全国各地都可能发生, 可引发霜冻、冻害等多种自然灾害。由于强寒潮具备突发性强、降水多、降温幅度大、影响范围广等特点, 常常带来强降温、大风、雨雪等天气, 给社会经济发展、农业、交通运输、供电、通信、航海以及人民生命和财产安全造成极大的影响。维西县位于云南省西北部, 东濒金沙江, 西临澜沧江, 属于西藏华西类康滇区的亚热带和温带季风高原山地气候, 冬长无夏, 立体气候明显, 其中年平均降水量938.1 mm, 年平均降雪11 d。受其地理位置以及气候特征的影响, 维西县冬季易出现强寒潮天气, 其中1月是寒潮的多发期, 占全年的36%, 其次是2月和12月, 12月至次年2月寒潮约占全年总次数的85%。一旦出现强寒潮天气, 不仅影响社会工农业生产, 而且可能危害人民生命财产安全, 造成严重经济损失。因此, 加强对维西县强寒潮天气的发生、发展机制的研究, 对于提升人们对强寒潮天气的认识以及预报预测水平, 以及更好地推动社会经济建设以及气象防灾减灾工作均具有极其重要的意义[1,2]。受强冷空气和南支槽影响, 2016年1月22—24日维西县遭受强寒潮天气, 气温降至0℃以下, 出现雨夹雪、中雪天气, 给冬季农业生产和畜牧养殖造成严重不利影响。本文针对此次强寒潮天气过程进行分析, 了解寒潮低温天气发生的天气形势和影响系统, 分析寒潮低温天气的物理量特征和探空资料特征, 旨在为今后同类极端天气监测预报提供有价值思路。
自1月19日20:00, 500 h Pa高空形势上副高保持稳定, 南支槽移动缓慢, 云南省处于南支槽前西南气流影响范围内, 700h Pa以西南偏西急流维持自广东、广西地区, 提供有利的水汽条件;低层850h Pa形势上, 19日20:00偏南气流逐渐增强, 20日在暖切南侧偏南气流的作用下, 存在很强的风速辐合, 21日冷切南压到湖北至湖南一带, 22—23日冷切南压至我国南部沿海区域, 云南省转受偏北气流影响, 降雨强度开始减弱, 受其影响维西县等地23—24日出现全市性中雨、雨夹雪局部小到中雪天气;24日08:00, 500 h Pa高空形势上, 极涡槽持续向东转移南压, 南支槽逐渐变弱, 700 h Pa槽切过境在西北偏西气流的作用下, 降雪开始渐减弱。24日夜里500 h Pa高空形势上, 横槽变成竖槽后, 快速移动合并渗入极涡槽中, 云南上空转受偏西气流的影响, 降雨 (雪) 天气减弱直至停止。
这次强寒潮天气前期雨雪天气是由南支槽前西南暖湿气流同北方冷空气积聚, 配合中低层切变与风场风速辐合提供较好的动力抬升条件和中低层丰富的水汽输送条件共同产生的。
由本次强寒潮发生前后时间段维西县上空相对湿度的变化可知, 1月20-23日, 850 h Pa的相对湿度都超过90%, 1月22—23日, 强冷空气大举南下, 相对湿度>90%的湿区逐渐延伸至450 h Pa区域, 湿层逐渐变深厚, 为雨雪天气的发生提供了很好的湿层厚度。对应的地面气象站观测情况, 1月23日云南大部分区域都出现了雨夹雪天气, 局部区域出现了降雪天气。但伴随着冷空气的主体南下, 1月24日晚间, 地面为强冷高压控制后, 700 h Pa以下的中低层相对湿度逐渐下降到40%左右, 单单在中层区域存在浅薄的湿区, 对雨雪天气的维持产生不利影响。为了有效地展现本次雨雪天气过程期间水汽输送以及积聚的情况。通过分析本次强寒潮天气过程上空的平均水汽通量及水汽通量散度可知, 在本次强寒潮雨雪天气发生过程中边界层925 h Pa以下的水汽通道以偏东气流为主, 也就是太平洋上回流的水汽输送;中层的水汽输送主要来源于孟加拉湾以及南海。1月23—24日, 自强冷空气南下之后, 云南上空水汽辐合的大值区处于滇中、滇西北区域, 中心值是-5×10-7g/ (h Pa·cm-2·s) , 这使得维西县等地雨雪天气显著, 良好的水汽条件推动了维西等地强寒潮雨雪天气的出现。
从维西县上空涡度以及散度的时间变化分析可知:冷空气前锋大举南下前期, 正涡度区的伸展高度仅到700 h Pa左右, 1月22日白天开始, 伴随着低层切变线及地面冷空气主体南下, 正涡度区不断增强且向上延伸, 23日延伸到400 h Pa附近区域, 涡度值也显著增大, 最大值是6×10-5S-1, 且发生在700 h Pa附近, 这表明700 h Pa较强的辐合为强寒潮雨雪天气提供了必要的动力抬升条件, 也就是为23日维西出现雨雪天气提供了有利的动力机制;对应散度场, 1月23日-24日, 也就是冷空气主体南下影响以及补充时段, 中低层存在较强的辐合, 中高层属于弱的辐散, 对低层上升运动的维持起到良好的作用。根据涡度场以及散度场情况, 中低层良好的辐合作以及抬升运动为此次强寒潮雨雪天气的出现提供了极其有利的动力条件。
通过分析22—24日维西县平均温度平流高度—时间演变图 (图) 可以看出, 维西县未出现寒潮低温天气前, 低层处的暖平流逐渐转变为巨大的冷平流, 中心高达—60.0×10-5K/s, 这是形成低层冷空气垫的最好表现形式。1月23日750 h Pa低层位置处仍旧是冷平流维持, 强度减弱, 近地层有弱的暖平流出现。1月24日在900~600 h Pa中低层处则是为冷平流控制, 范围增大, 强度减弱明显。但900 h Pa以下的冷平流逐渐被暖平流替代, 暖平流中心值超过了20×10-5K/s。温度平流的这种垂直分布特征对于近地层存在的逆温现象较为有利, 逆温层反映了雨雪冰冻天气过程中的大气垂直层结的基本特征。除此之外, 温度的冷暖平流可以标准大气斜压性, 暖平流的发生发展触发了近地层的加强和扰动, 进一步推动了水汽抬升凝结作用, 为冰晶和雪花的形成提供了有利条件。
通过分析维西县2016年1月22—24日强寒潮天气过程, 可得出以下结论。
第一, 此次强寒潮天气过程是一次显著的横槽转竖型寒潮过程;强烈的冷空气从西北部入侵, 中纬度竖槽加快速度开始移动合并深入极涡槽内, 极涡槽持续显著向南加深, 推动了地面冷空气持续向南边区域增强, 进而造成云南省大部分地区出现强寒潮天气。
第二, 此次强寒潮天气导致温度大幅度下降的主要原因是温度平流与非绝热因子, 前期锋区降温主要是因为强烈的冷平流, 锋区过境后以非绝热降温为主, 即晴空辐射降温。
第三, 这次强寒潮天气前期雨雪天气出现的主要因素是南支槽前西南暖湿气流同北方冷空气积聚, 配合中低层切变与风场风速辐合提供较好的动力抬升条件和中低层丰富的水汽输送条件共同产生的。
摘要：利用常规观测资料、自动站观测资料等对维西县2016年1月22—24日强寒潮天气过程进行诊断分析。得出:此次强寒潮天气过程是一次显著的横槽转竖型寒潮过程;强烈冷空气从西北部入侵, 中纬度竖槽快速开始移动合并深入极涡槽内, 极涡槽持续显著向南加深, 推动地面冷空气持续向我国南方地区增强, 维西县等多地区出现强寒潮天气;这次强寒潮天气导致温度大幅度下降主要是受温度平流与非绝热因子的影响;强寒潮天气前期的雨雪天气是南支槽前西南暖湿气流同北方冷空气积聚, 配合中低层切变与风场风速辐合提供较好的动力抬升条件和中低层丰富的水汽输送条件共同产生的。
关键词：低温寒潮,环流形势,物理量场
[1] 海云莎, 田永丽, 陈新梅.云南寒潮时空特征及变化分析[J].云南大学学报自然科学版, 2011 (s1) :147-152.
[2] 闵颖, 李华宏, 朱莉, 等.2011年3月云南一次寒潮天气过程分析[J].成都信息工程学院学报, 2013, 28 (1) :34-42.
