张掖市特强寒潮天气过程分析
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摘要 本文利用常规地面与高空观测资料对2017年5月2—4日张掖市寒潮过程进行分析。结果表明，此次寒潮天气过程是典型的小槽发展型。乌拉尔山脊建立和加强，并进一步向极地地区扩展，促使来自新地岛的极地强冷空气沿乌拉尔山脊前强北风急流南下，堆积到西西伯利亚上空，形成高空低涡。由于乌拉尔山脊顶部冷空气的侵袭，使乌拉尔山脊向东南方向崩溃，推动西西伯利亚强冷空气大举南下，从而造成此次寒潮天气。强的冷平流促使低层锋区加强，有利于地面大风形成。北支槽前疏散结构有利于高原槽的发展，高原槽前东移北上的西南暖湿气流为强降雪提供了丰富的水汽条件。
关键词 寒潮;乌拉尔山脊;冷空气;甘肃张掖
中图分类号 P481.1+22 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2019）12-0195-01
寒潮天气过程是一种大规模的强冷空气活动过程[1-2]，也是影响河西走廊地区农业、林业及人民生活的主要气象灾害之一。根据历年的统计和分析，张掖市48 h寒潮主要出现在春季（3—5月）和秋、冬季（10—12月）。70%以上的寒潮伴有降水、大風、沙尘暴等现象，特别是出现在春季的寒潮天气，常会造成强霜冻、低温冻害，对农林牧业生产、交通运输影响较大。因此，做好区域性寒潮预报服务极为重要[3-7]。
1 天气实况和灾情
受北方强冷空气影响，5月2—6日，特强寒潮携大风、沙尘、降雪侵袭张掖。此次过程中，山丹、民乐、肃南出现小雪，积雪深度1 cm;全市出现6～7级大风天气，并伴有扬沙浮尘，最小能见度达1 413 m;6日凌晨甘州最低气温下降至-10.7 ℃，突破甘州区建站以来5月最低气温历史极值（-10.5 ℃）;4—6日全市最低气温下降12～16 ℃，达到特强寒潮标准。此次天气过程共造成临泽县7个镇45个村，300户841人受灾，受灾面积51.55 hm2，519座蔬菜大棚及部分农户彩钢板房被风刮坏，联通通信信号塔、树木被风刮断受损，造成直接经济损失270.4万元。
2 冷空气初始阶段
寒潮过程前，即4月28日8：00，500 hPa高度场上欧亚环流形势为两脊一槽型，黑海和里海附近为高空浅脊控制，巴尔喀什湖西北部区域有高空低涡形成，中西伯利亚至贝加尔湖为高空暖脊控制，北大西洋暖脊向北加强发展，促使欧洲西海岸低槽伸展并加强，槽前西南急流建立，风速达40 m/s，将地中海暖湿气流源源不断地向北输送。4月29日20：00，位于贝加尔湖附近的高空暖脊崩溃，并开始向东移动。巴尔喀什湖附近的高空低涡继续维持，低涡北部偏北气流加强，开始向低涡补充冷空气，在地中海槽前暖平流非动力加压作用下，欧洲脊继续加强发展，在北欧形成闭合暖中心，温度暖脊由东欧地区向北欧扩展，并在巴伦支海西部形成了 -24 ℃的闭合暖中心。此外，高空脊线由里海向北欧地区扩展，贯穿到了格陵兰海，并在北欧和格陵兰海形成2个闭合暖中心，高压中心主体在北纬70°以北，欧洲脊呈现东南—西北走向，脊前西北风带建立，新地岛附近的冷空气沿脊前偏北气流南下到西伯利亚低槽，增强了其斜压性;同时，北美高压脊也扩展至北纬70°以北，促使极地经向环流减弱、纬向环流发展，极地冷空气开始向西西伯利亚和加拿大北部扩展。
3 冷空气酝酿阶段
4月30日8：00，500 hPa高度场上，欧洲脊进一步向北发展，高压脊线打通，并略有东移，在中高纬呈东南西北走向，使得新地岛以西的巴伦支海冷空气沿脊前偏西北气流和北风气流南下到西西伯利亚上空堆积，形成深厚的西西伯利亚冷低涡。其占据了西伯利亚中西部，主体十分庞大，低涡底部北纬42°～52°有11条等高线、5条等温线，槽底最大风速为44 m/s，低温中心温度达到了-39 ℃。5月1日8：00，在乌拉尔山地区形成径向速度非常大的高压脊，脊前北风急流风速进一步加大到46 m/s。来自新地岛以东的喀拉海冷空气继续向中西伯利亚堆积，低涡缓慢向东移动，中心温度进一步降低至-41 ℃。低涡底部有低槽生成，并向北疆地区扩展;冷温槽也由西西伯利亚地区向南疆地区伸展，高空低槽前部呈现疏散结构。在槽前正涡度平流作用下，青藏高原西部有高原槽形成。高原槽前西南气流发展，源源不断地向河西地区输送水汽。同时，地面冷高压主体在巴尔喀什湖至北疆地区，高压中心强度达到了1 033 hPa，天山以北地区开始出现了降水、大风、沙尘天气，整个河西地区受地面热低压控制，升温较快。
4 冷空气暴发阶段
5月2日8：00，500 hPa高空图上，在斯堪的纳维亚半岛北部形成了低涡，不断分裂短波东移侵袭乌拉尔山脊顶，促使乌拉尔山脊开始略微向东移动。3日8：00，北欧低涡不断加强南压，使乌拉尔山脊向东南方向衰退，推动高空低槽东移南压，24 h脊前正变高和槽前负变高分别达16 gpdm和 -7 gpdm，在贝加尔湖西部形成了低涡中心，低涡中心温度达-41 ℃。同时次，700 hPa温度槽位于河西，等温线比较密集;地面图上冷高压主体位于北疆地区，中心强度达1 033 hPa。河西地区等压线密集，气压梯度较大，有利于冷锋后部大风形成。西西伯利亚的强冷空气大举南下，配合高原东部有切变系统发展，西南暖湿气流加强北上，为民乐地区强降雪提供了丰富的水汽条件。
5 强冷平流
5月2日20：00，700 hPa温度平流图上，河西地区中部存在冷平流中心，中心值为-22.0×10-4 K/s，在500 hPa温度平流图上，内蒙古西部存在冷平流中心，河西地区温度平流为 -17.0×10-4 K/s，300 hPa温度平流图上，酒泉西部存在冷平流中心，河西地区温度平流为-50.0×10-4 K/s，从低层到高层温度平流在逐步加强，由于冷平流较强，促使低层锋区进一步加强，地面气旋后部的加压作用增强，气压梯度增大。当冷空气前锋入侵时，有利于大风及沙尘天气的出现。
6 结论
（1）此次寒潮天气过程为典型的小槽发展型。乌拉尔山脊建立和加强，并进一步向极地地区扩展，促使来自新地岛的极地强冷空气沿乌拉尔山脊前强北风急流南下，堆积到西西伯利亚上空，形成高空低涡。
（2）由于乌拉尔山脊顶部冷空气的侵袭，使乌拉尔山脊向东南方向崩溃，推动西西伯利亚强冷空气大举南下，从而造成此次寒潮天气。
（3）强的冷平流促使低层锋区加强，有利于地面大风形成。北支槽前疏散结构有利于高原槽的发展，高原槽前东移北上的西南暖湿气流为强降雪提供了丰富的水汽条件。
7 参考文献
[1] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2007：330-331.
[2] 白肇烨，徐国昌，孙学筠，等.中国西北天气[M].北京：气象出版社，1988：389-402.
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[4] 李岩英，王汝忠，齐高先.武威市寒潮天气分析及预报[J].干旱气象，2004，22（1）：49-52.
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[6] 毛玉琴，曹玲.河西中部寒潮、霜冻天气过程对比分析及预报着眼点[J].干旱气象，2006，24（4）：51-55.
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