大连地区2009年12月29_30日寒潮天气过程分析

大连地区2009年12月29～30日寒潮天气过程分析

王桂春,宋若宁　(1.辽宁省大连市金州区气象局,辽宁大连

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116100;2.南京信息工程大学滨江学院,江苏南京210044)

摘要　利用常规天气资料和数值预报产品,应用天气分析和诊断分析方法,对大连南部地区2009年12月29～30日出现的寒潮天气进行分析。结果表明,在前期升温的基础上,有强冷空气在蒙古国堆积并经乌兰巴托、二连浩特,侵袭大连地区造成的;寒潮过程亚洲中高纬环流形势为“一脊一槽”型,动力机制为高空旋转低压槽与强锋区,促使寒潮暴发的流场为“低槽旋转型”;冷空气暴发后,大连地区上空由强盛的冷平流控制,地面冷高压进入关键区并达到寒潮强度,但由于寒潮发生的环流偏南、影响系统及冷空气移动较快,因此,大连南部地区,旅顺、大连、金州三站出现寒潮。在此基础上,总结出大连地区寒潮天气的预报着眼点。关键词　寒潮;天气分析;诊断分析;预报着眼点中图分类号　S426　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2010)18-09620-03AnalysisoftheColdWaveWeatherProcessinDalianduringDecember29-30of2009WANGGui-chunetal　(JinzhouMeteorologicalAdministrationofDalianCity,Dalian,Liaoning116100)Abstract　Basedonthedailyobservationdataandnumericalforecastproducts,usingsynopticanddiagnosticanalysismethods,acoldwave

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processduringDecember29-30of2009wasanalyzedinsouthofDalian.Theresultsshowedthat,basedonthewarmingstronglybeforethetwicecoldwave,strongcoldairwasaccumulatedinMongoliaandafterUlanBator,ErenhotandbrokeoutinDalian.ThecirculationpatternshowedatroughandaridgeatmiddleandhighlatitudesinAsia,dynamicmechanismwasanupperrotatinglow-pressuretroughandstrongfrontzone,andthestreamfieldsleadingtooutbreakofcoldwavewerethelowtroughrotatingpatternduringtwicecoldwave.Aftertheout-breakofcoldair,strongcoldadvectioncontrolledDalianandcoldhighpressureenteredintothekeyareasandreachedcoldwaveintensity.However,coldsoutherlycirculationoccurred,affectingthesystemandthecoldairmovingfaster,sothesouthofDalian,Lushun,Dalian,Jinzhouthreestopscoldwaveappeared.ThemainforecastfactorsofcoldwaveinDalianwereputforwardbasedontheaboveanalyses.Keywords　Coldwave;Synopticanalysis;Diagnosticanalysis;Mainfactorsofforecast

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　　寒潮天气过程是一种大规模的强冷空气活动过程。寒潮天气的主要特点是剧烈的降温和大风,有时还伴有雨、雪、雨淞或霜冻

[1]

。根据中央气象台的规定,因冷空气侵袭,致

使一地日平均气温在24h内降温10℃或以上(或48h内降温12℃或以上),同时日最低气温降至5℃或以下,称为一次寒潮过程。对于寒潮天气过程,气象工作者从不同角度进行了相关研究实意义。1　天气事件分析

2009年12月29～30日大连南部地区旅顺、大连、金州出现寒潮天气。12月29日前,地面升温迅速。高空位于暖脊内,寒潮前3d平均气温偏高。29日来自贝加尔湖的强冷空气从蒙古国经乌兰巴托、二连浩特,直达辽东半岛,大连南部地区旅顺、大连、金州出现寒潮。29～30日旅顺24h日平均气温下降10.0℃;大连、金州24h日平均气温下降11.2℃。图1是金州单站实况,该过程主要降温时段由29日14:00的气温-0.2℃开始下降,到30日08:00降至为-15.6℃。此次冷空气活动主要特点为降温明显,雪量不强。通过天气事件分析可知,寒潮过程是在前期强烈升温的基础上有较强冷空气向南侵袭造成剧烈降温。2　环流形势分析

寒潮过程是由北方冷空气暴发南下引起的。在地面天气图上,冷空气暴发往往表现为一个强大的冷高压在大陆上生成、盘桓、加强和移动的过程。大连地区寒潮的冷高压有3条路径(图2)。这3条路径的冷高压中心都经过蒙古国(图中阴影区域),然后经乌兰巴托、二连浩特,再影响到大连地区。

作者简介　王桂春(1962-),女,辽宁大连人,工程师,从事天气预报工

作。E-mail:qixiang-568@dl.cn。

收稿日期　2010-03-08[2-5]

。寒潮是大连地区重要灾害天气之一,因

此,分析研究寒潮天气成因和形成机制,有着十分重要的现

图1　2009年12月29日14:00～30日20:00逐时气温变化曲线Fig.1　Thehourlytemperaturechangecurvefrom14:00ofDe-cember29to20:00ofDecember30in2009

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图2　冷高压路径Fig.2　Coldhigh-pressurepath

2.1　高空环流背景及特征　由图3可知,500hPa在121.38°E,52.33°N,额尔古纳市有一冷涡,冷涡中心强度为-45℃。乌拉尔山高脊东移南落。随着冷空气的不断补充,引导冷空气南侵的低槽在旋转中南压,槽后经向环流加强,

38卷18期　　　　　　　　　　　　　　王桂春等　大连地区2009年12月29～30日寒潮天气过程分析9621

冷空气大举南下,锋区加强。24h槽线由NE-SW走向转为N-S向。大连地区受冷涡底部的冷槽影响,29日08:00大连地区位于高空槽前的西南急流下的暖平流控制,30日08:00已转为高空槽后的西北急流下的冷平流控制。亚洲中高纬度环流形势表现为“一脊一槽”型。

　　由图4可知,高空槽线移动迅速,29日14:00已完全转

入槽后的强冷平流区降温开始,30日早晨500hPa高空槽线过境后,08:00温度达到最低值。

上述分析表明,亚洲中高纬度环流形势表现为“一脊一槽”型,乌拉尔山高脊东移南落,冷涡位于额尔古纳市,动力机制为高空旋转低压槽与强锋区,促使寒潮暴发的流场为“低槽旋转型”。

图3　2009年12月29日08:00(a)和30日08:00(b)500hPa天气图

Fig.3　500hPasynopticchartat8:00ofDec29(a)and8:00ofDec30in2009(b)

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图4　2009年12月29日08:00(a)和20:00(b)850hPa天气图Fig.4　850hPasynopticchartat8:00(a)and20:00(b)ofDec29in2009

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2.2　影响系统的生成、发展和移动路径　由图5可知,2009

年12月29日,当冷空气沿乌拉尔山脊南下加深时,冷空气在50°N,95°～100°E(恰好为大连地区寒潮暴发的关键区)

堆积并形成地面冷高压,中心强度由1050.0hPa增强到

1052.5hPa,随着冷空气不断补充加强向东南移动,经乌兰巴托、二连浩特,再影响到大连地区,暴发寒潮。

图5　2009年12月29日08:00(a)和20:00(b)地面图Fig.5　Thesurfacechartat8:00(a)and20:00ofDec29in2009

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3　强降温形成的原因

29日08:00850hPa天气图上存在2条急流带,分别是

槽后的西北急流和槽前的西南急流,且槽后的西北急流极大风速达18m/s,大于槽前的西南急流,槽后极强的西北急流

9622　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2010年

促使冷空气由高空向低空输送,在槽后下沉堆积,加速低槽旋转,20:00槽线由NE-SW走向转为N-S向,形成槽后极强的冷平流。低槽旋转的速度较快,08:00大连地区处于槽前西南急流下的暖平流控制,但强暖平流仅到达大连南部地区,旅顺、大连、金州时,14:00槽线过境,大连地区已完全转入槽后强冷平流控制,气温开始下降。由于大连南部地区,旅顺、大连、金州三站在强冷平流到来之前,受强暖平流控制气温较高,因此,强冷平流到来时,降温幅度较大,24h日平均气温下降10℃以上,北部地区仅降温8℃左右。此次寒潮天气主要由槽后强冷平流所致,随着低层850hPa槽线过境降温开始,待高层500hPa槽线过境后降温达最大值。寒潮暴发的流场为“低槽旋转型”,动力机制为高空旋转低压槽与强锋区。4　大连寒潮天气预报着眼点

从500hPa高空锋区、850hPa冷平流中心强度、地面冷高压的强度及其前沿的气压梯度可以初步判断出冷空气的强度,地面高压进入关键区是判断冷空气能否影响大连的必要条件之一,而高空环流形势的演变则进一步揭示了冷空气路径及具体的影响时间。这次寒潮过程,数值预报产品对高空场、地面气压场及850hPa温度场的形势演变预报都比较准确,但量值的预报相对偏小。2009年12月29日08:00有冷空气沿乌拉尔山高压脊南下加强,在大连寒潮天气影响的关键区,形成强度为1048hPa的地面冷高压(实况1050hPa),且地面气压梯度大、高空锋区和850hPa冷平流强,说明冷空气实力较强;29日20:00,实况冷高压强度继续加强为1052.5hPa,表明寒潮天气的发生条件已具备;再根据500hPa形势预报场,30日旋转低槽引导冷空气南下,说明冷空气影响时间为30日;同时关注数值预报产品FXFE783,29日(上接第9613页)

阶段,实施人工增雨作业效果较佳。从雷达监测看,在降水回波出现前及降水回波减弱消散阶段,均不宜实施人工增雨作业。2.4.3　判断不稳定天气和云层。飞机人工增雨作业具有作业范围大、作业时间长和作业高度高的优势。由于飞机的本身局限性和作业的安全性,飞机不适合在不稳定的天气系统条件下实施增雨作业,此时只能使用火箭或高炮作业。因此,必须准确判断不稳定云层出现的时间,才能把握住作业时机和部位,使用最有效的方法实施人工增雨作业。在雷达观测中,强度超过35dBz的回波为不稳定的对流性强降水回波,在气旋、辐合线、逆风区、急流等相配合下,急流范围比较大,不适合实施飞机人工增雨作业。在急流所影响的区域内应使用火箭或高炮实施人工增雨作业。3　结论

沈阳地区年降水趋势减少150mm左右,≥10mm降水日数变化平稳没有减少的迹象,<10mm降水日数减少是造成降水量减少的主要原因。准确预测降水天气系统变化是

20:00～30日20:00气温下降8～10℃,31日气温略有回升。因此,根据这次过程的预报经验,在今后冬季寒潮预报中应

主要着眼于以下几个方面:

(1)寒潮前气温回升是大连寒潮预报的一个重要指标。如果前期是在较冷的条件下,即使有强的冷空气入侵,降温幅度也不易达到寒潮指标;但回暖的幅度因影响系统的不同而异。

(2)强冷空气在蒙古国堆积是大连寒潮爆发的必要条件,而地面冷高压的强度及其前沿的气压梯度,是冷空气强度的主要判据,而且通过高空锋区及850hPa冷平流强度,可以进一步判断冷空气的强度。

(3)地面冷高压必须进入关键区。当冷空气强度达到寒潮预报指标,但未进入关键区时,不易出现寒潮天气;有时进入关键区的冷高压虽未达到寒潮预报指标,但寒潮前期气温回升、高空锋区强、气压梯度密集,冷空气经乌兰巴托、二连浩特影响大连,也有可能暴发寒潮。

(4)过程影响时间须依据促使寒潮暴发的流场,对于“低槽旋转型”的关键是预报高空槽和地面冷锋何时过境;过程降温幅度则主要依据冷空气影响的路径和冷高压影响的形式来确定。参考文献

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人工增雨的基础,在测雨雷达的监视下,对天气系统实施增雨作业,是人工增雨的保障。人工增雨最理想的天气系统是,作业区上空有较丰富水汽含量的积状云,且云层较厚,移动速度相对较慢。人工增雨最佳部位在云层的中上部,高度3000～6000m;在天气过程发展成熟阶段实施作业效果最佳;根据不同的天气系统类型选择不同的增雨方法最为安全可靠。参考文献

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