鄂尔多斯市冬季两次低温寒潮天气对比分析

2022-09-14

鄂尔多斯市位于内蒙古自治区西南部, 地处鄂尔多斯高原腹地, 属北温带半干旱大陆性气候, 寒潮是鄂尔多斯冬季灾害性天气之一[1,2]。寒潮带来大幅降温给当地造成严重冻害。本文针对2014年11月30日—12月1日和2015年1月26日发生在鄂尔多斯市冬季的两次低温寒潮天气过程对比分析, 以期掌握该地区低温寒潮发生发展规律, 提升鄂尔多斯地区冬季低温寒潮天气预报预警水平。

1 两次低温寒潮天气实况对比

受西伯利亚强冷空气的影响, 2014年11月30日—12月1日, 我国西北、中东部自北向南先后出现大风降温天气, 其中鄂尔多斯市达寒潮天气标准, 大部分地区降温6~10℃, 局部达12~14℃, 伴有4~6级偏北风。2015年1月26日, 受贝尔加湖较强冷空气影响, 鄂尔多斯出现较为明显的降温天气过程, 全区气温下降6~8℃, 局部下降10℃以上。

2 天气形势对比

2.1 高空形势对比分析

“11·30”寒潮天气过程为阻高崩溃型。11月27日08:00, 500h Pa上, 欧亚大陆呈纬向环流, 为倒Ω型, 来源于新地岛以东洋面的强冷空气在西伯利亚中部堆积。55°N区域脊前偏北气流同西北气流形成横槽, 槽后偏北风速为25~33m/s, 偏北气流促进冷空气及横槽锋区南压。29日08:00, 高脊强度变弱且逐渐东移, 槽线移至贝加尔湖西—新疆北部一带, 由东北-西南向转为南北向;同时, 冷空气沿偏北气流不断南下。由高度场及温度场可知, 自极地延伸北欧的冷舌落后于高度槽, 槽线上存在冷平流。700h Pa自蒙古—河套一带有一低涡槽, 冷涡中心温度-37℃。随后冷槽继续东移, 30日08:00, 槽前、脊后出现一正变高区, 等高线向北抬升, 冷槽变深, 锋区南压, 鄂尔多斯出现低温寒潮天气。

“1·26”寒潮天气过程为高压脊发展型, 寒潮发生前, 24日08:00, 500h Pa上欧亚大陆呈一槽一脊型, 亚洲北部区域是槽区, 乌拉尔山区域是高脊, 低涡中心处于西伯利亚, 强度在197dagrpm, 并有-43℃的冷空气中心。随后脊后暖平流推动高脊加强发展且朝东北延伸。25日08:00, 低涡中心移动到贝加尔湖区域, 涡后脊前属于强冷平流, 冷空气沿偏北气流在贝加尔湖区域聚集;20:00, 中亚开始形成弱脊, 且朝北延伸, 上下游效应涡增强, 再加上等高线密集, 共同构成强锋区;26日08:00, 脊继续发展, 脊前偏北风把锋区南压至40°N, 且50°N、115°E附近存在一中心强度为-40℃的冷空气。鄂尔多斯市受强锋区控制, 冷空气沿偏北气流急剧南下, 锋区快速南压, 发生低温寒潮天气。

2.2 地面形势对比分析

“11·30”寒潮天气, 地面冷高压自11月28日开始入侵我国, 冷锋在贝加尔湖西至新疆北部一带, 锋后冷高压中心气压值最大1048.2 h Pa。随着冷槽东移南压, 地面冷高压主体南压, 30日08:00, 冷高压中心气压值增强至1066.2 h Pa, 鄂尔多斯地处冷锋后端, 冷空气影响鄂尔多斯市。等压线更为密集, 冷锋附近区域气压梯度变大, 锋前后3h变压差为22 h Pa。锋后较强气压梯度锋及冷空气引起下沉气流, 促使鄂尔多斯大部分区域出现大风。12月1日08:00, 冷高压主体入侵鄂尔多斯市, 全市气温大幅下降。1日14:00, 冷高压中心逐渐变弱, 移出鄂尔多斯市。

“1·26”寒潮过程, 冷空气沿贝加尔湖高压脊前南下积聚, 25日05:00, 地面场, 蒙古以西构成中心气压值为1057h Pa的冷高压, 冷高压持续增强;25日20:00, 前端冷锋地处蒙古同我国交界区域, 拓宽冷高压面积, 冷高压气压值1061 h Pa;26日02:00, 地面冷锋逐渐南压至河套, 峰面前后变压、气压及温度梯度均密集。随后冷锋急剧东移南压, 影响鄂尔多斯, 冷锋过境后鄂尔多斯大幅降温。

3 两次低温寒潮天气成因对比

3.1 地面前期增温显著

两次低温寒潮过程在冷空气来临之前, 鄂尔多斯市天气都存在不同程度的增温现象。不同的是, “11·30”寒潮天气过程前回暖强度相对大些, 致使降温幅度更大。

3.2 温度平流

对比分析850h Pa温度平流变化可知, 两次寒潮引起的大幅降温均是由冷平流造成的, 冷平流中心同最大强降温中心均存在较好对应。“11·30”寒潮天气过程同横槽相对应的冷平流区面积较大, 区域范围为我国东北—河套—新疆北部一带, 冷平流在河套北边形成-30×10-5C/s的冷平流中心。“1·26”寒潮天气过程中, 冷平流区区域为我国东北-华北—内蒙古一带, 冷平流中心在鄂尔多斯为-21×10-5C/s。

4 结论

第一, 两次低温寒潮天气过程中, 冷空气南下爆发的形势存在差异。“11·30”低温寒潮天气过程属于阻高崩溃型, 横槽东移南下我国西北以及中东部大部分地区造成影响;“1·26”寒潮天气过程属于高压脊发展型, 在欧亚环流稳定少变的前提下, 高压脊的不断发展, 脊前强冷平流促使锋区南压增强, 对我国西北、内蒙古、东北等地区造成影响。

第二, 两次低温寒潮天气过程的影响系统都是地面冷锋以及强冷高压。不同点是:“11·30”低温寒潮过程高压主体的影响形式是补充南下, 其前端冷锋南下时, 锋区较强, 导致11月30日鄂尔多斯出现强降温天气, 12月1日, 随着冷高压的补充南下鄂尔多斯气温下降强度进一步增大;“1·26”低温寒潮过程中, 冷锋移动速度快, 冷高压主体维持稳定少动的状态, 通过分裂成闭合小高压的形势, 致使鄂尔多斯出现低温寒潮天气。

第三, 低温寒潮前期增温显著是冬季寒潮天气预报关键指标。寒潮来临前增温愈强, 降温幅度愈大。冷平流中心同最大强降温中心均存在较好对应, 为低温寒潮天气预报提供了有效依据。

摘要：利用常规的高空、地面观测资料及NCEP再分析资料对2014年11月30日—12月1日和2015年1月26日鄂尔多斯市冬季两次低温寒潮天气过程进行对比分析。得出:“11·30”低温寒潮天气过程属阻高崩溃型, “1·26”寒潮天气过程为高压脊发展型。两次低温寒潮天气影响系统都是地面冷锋及强冷高压, “11·30”低温寒潮过程高压主体影响形式是补充南下, 前端冷锋南下时, 锋区较强, 导致出现强降温天气, 12月1日, 冷高压补充南下鄂尔多斯气温下降强度增加;“1·26”低温寒潮中, 冷锋移动速度快, 冷高压主体稳定少动, 分裂成闭合小高压, 致使鄂尔多斯出现低温寒潮天气。低温寒潮前期增温显著是冬季寒潮天气预报的关键指标, 寒潮来临前增温愈强, 降温幅度愈大。冷平流中心同最大强降温中心均存在较好的对应, 为低温寒潮天气预报提供了有效依据。

关键词：冬季,低温寒潮,高空形势,地面形势