“2010·2·10”寒潮天气过程分析

刘海丽

(黄岩区气象局,浙江黄岩318020)

0 引 言

2010年2月10—12日,受北方强冷空气影响,黄岩区出现了一次明显的降温、大风和雨雪天气过程,本站平均气温从10日的16.8℃下降到12日的2.9℃,48 h降温幅度为13.9℃,最低气温也从10日的13.8℃降到12日的1.5℃,日最高气温从2月10日的23.7℃降到12日的5.3℃,达到寒潮标准。剧烈的降温对人们的生产、生活造成了极大的影响。

气象台对此次寒潮过程作出了预报,在2月10日通过紧急异常气象信息发布平台、黄岩气象网、乡镇预警终端发布系统、农民信箱等媒介发布了寒潮警报,取得了较好的社会效益。针对本次寒潮天气过程的高低空天气形势、地面冷锋移速、预报依据等方面对该次强寒潮天气进行分析,为今后提高寒潮预报准确率,积累更多有益的经验、依据。

1 天气实况图分析

1.1 500 hPa高空图

图1为2010年2月8日20时形势图,在贝加尔湖西北部有一中心值为-48℃的槽,冷中心位于黑龙江以北,在 50°E～70°E的中高纬地区有一条东北-西南向的高压脊,脊前的西北气流不断加强,引导冷空气聚积,汇成一股强冷空气。9日20时(图略),温度槽仍然落后于高度槽,槽后冷平流继续加压,我国华北北部、西北以及东北地区上空等温线非常密集,而长波脊已经发展成纵贯亚欧大陆的阻塞高压,引导冷空气大规模南下;同时,在我国青藏高原一带不断有南支小槽分裂东移,华西地区上空南支小槽十分活跃,槽前西南气流延缓了冷空气南下的速度,也是此次强冷空气持续时间非常长的一个重要原因。

图1 2010年2月8日20时500 hPa形势图

1.2 700 hPa高空图

700 hPa高空图(图2)上,9日20时贝加尔湖以东有一个冷中心,华东地区受强盛的西南气流影响,气温回升明显,0℃线北抬至长江以北,黄岩区处在4℃线附近,11日08时,冷空气前锋已经到达江淮流域,0℃线开始南落,华北地区西北气流迅速增强,到11日20时(图3),0℃线南压到长江以南,黄岩区24 h变温为-6.0℃左右,与温度场配合,东北有一条18～20 m/s的北风带促使北方冷空气迅速南下。

1.3 850 hPa高空图与地面实况图

图2 9日20时700 hPa形势图

图4 9日20时850 hPa形势图

由9日20时的850 hPa(图4)可见,-36 ℃的冷中心在贝加尔湖以北,冷空气前锋已经渗透到了华中地区,而从华南南部至江苏一带维持着一条西南-东北向的风速辐合,且西南气流十分旺盛,黄岩区处在16℃等温线附近,从10日20时的地面实况图来看(图5),在我国南部为倒槽低压系统,呈北高南低形势,华中北部处在冷暖气流的交汇带中,有明显的雨雪天气出现;10日黄岩区处于锋前暖区中,气温回升非常明显,日极端最高气温达23.7℃,冷空气影响前气温偏高,有利于寒潮天气的发生;2月9日850 hPa图中,高压缓慢南压,从江苏中北部到云贵高原维持有一条明显的切变线,2月10日850 hPa高压系统的底前部已经到达浙江北部,切变线进一步南压至浙江北部,黄岩区处在锋区前沿,开始出现小雨天气。受强盛的西北气流影响,本区850 hPa 24 h降温9℃,12日20时850 hPa 48 h降温17℃,随着冷空气的进一步南压,城关北风增大到5～6级阵风7级,且普遍有降雪,过程最低气温出现在13日-0.6℃,达到寒潮标准。

图3 11日20时700 hPa形势图

图5 10日20时地面实况图

2 降雪条件分析

此次寒潮过程中城区大部分地区出现雨夹雪和雪。固态降水的形成主要与以下几个因素有关。

(1)水汽通量场

从水汽通量场图上看(图略),700 hPa 2月11日20时水汽通量集中在长江以南地区,中心在华东区域,黄岩受到水汽通量约为12 g·hPa-1·cm-1影响,水汽供应加强,随着西南气流水汽供应进一步加大,降雪开始。12日08时水汽通量减弱为10 g·hPa-1·cm-1,水汽通量中心向南移动。12日20时,水汽通量中心移至台湾海峡,黄岩上空水汽通量为6 g·hPa-1·cm-1,这时降雪减弱,未来继续减小。从水汽通量图上可清楚看到水汽供应情况,与降雪过程配合较好,这对今后预报降雪有一定的指示意义。

(2)高空低槽发展很深,中低层出现气旋式闭合环流,风速风向切变辐合强,动力抬升条件较好。

(3)逆温层

分析发现,要产生降雪,除动力、水汽条件等必要条件外,温度条件也很重要。所谓逆温层,是指温度随高度增加的层次。降水的相态与地面及低层大气温度密切相关。当低层温度较高时,降水为液态;而当低层温度满足一定条件时,则会出现降雪。一般来说,降雪需要对流层中低层存在深厚的强逆温层结构,尤其是1500～3000 m的层结。当1500 m左右的温度足够低时,上层降落的冰晶才不会融化成液态而呈以雪的形态降落到地面。在此降雪过程中,700 hPa上有很强的西南暖湿气流,在其下方的850 hPa则是不断南下的冷空气,它们构成了大范围的强逆温结构。从 T700-850温度差图上看到(图略),2月12日08时长江中下流域及以南地区有大片强逆温层,杭州为7℃,衢州为4℃,是降雪的充分和必要条件。12日20时逆温层减弱缩小南压,杭州为0℃,说明降雪条件基本消失,随之降雪停止,这次降雪天气过程结束。

从杭州站探空图可以看到(图6),降雪前2月12日08时,850 hPa到700 hPa高空存在明显的逆温(7℃)。20时在降雪结束后,随着冷空气加强南下,700 hPa上的西南暖湿气流被南压减弱,逆温层基本消失。

图6 2月12日08时

3 日本数值预报分析

日本传真图对于这次寒潮过程的预报有一定的指导作用,理由如下：

(1)5日20时的日本传真图就已经较准确的预报出了寒潮爆发前500 hPa的环流背景,2月 9 日的 500 hPa 高空 50°N～60°N,120°E～140°E的区域将有低涡发展,90°E左右的北纬高纬度地区有长波脊向北伸展,而长江流域有南支小槽活动,这与9日的500 hPa实况图基本一致;

(2)从5日起连续几天的日本数值预报来看,黄岩10日20时850 hPa温度在14～16 ℃之间,11日20时在12～15℃,12日20时在0℃～-3℃,而这3天850 hPa的实况温度分别为14℃,6℃,-3℃,两组数据对比起来可以发现,预报的10日和12日温度都基本吻合,11日850 hPa的预报温度和实况温度有较大差距,从850 hPa的流场预报中也可以看出,日本传真图对于整个过程的环流背景,包括冷高压中心的强度,冷空气南下的路径等预报均比较准确,但对于冷空气主体南下的具体时间把握不够到位,我们在今后的寒潮预报中,还需特别关注这些问题,对相关资料进行有选择的筛选。

4 结 语

(1)前期堆积在贝加尔湖的冷空气强劲快速南压,从中路入侵影响黄岩区是爆发2月10—12日寒潮天气的重要原因。

(2)500 hPa冷中心低于-45℃,700 hPa冷中心低于-30℃,并且冷空气南压前有一个明显的暖区回温过程,这些基本特征对于寒潮天气的预测有较好的参考价值。

(3)冷空气南下影响时,上空存在明显的风向风速切变和逆温层,有利于降雪天气的发生。

(4)在预报工作中将本站实况与数值预报产品结合使用,对数值预报产品进行必要的筛选和订正,是准确预报这类寒潮天气过程的有效方法。

[1] 朱乾根,林锦瑞,寿绍文.天气学原理与方法.北京：气象出版社,1981.

[2] 谷秀杰,李 周,鲁 坦.2006年4月11-12日寒潮天气成因.气象与环境科学,2007,30(增刊).

[3] 申媚先,王文祥,赵剑萍.2007年元宵节期间强寒潮天气分析.安徽农业科学,2007,35(22)：6830-6831.