奎屯墾區(qū)近10年寒潮特征及變化趨勢(shì)分析

王妮妮

（兵團(tuán)第七師氣象局，新疆 奎屯 833200）

奎屯墾區(qū)近10年寒潮特征及變化趨勢(shì)分析

王妮妮

（兵團(tuán)第七師氣象局，新疆 奎屯 833200）

奎屯墾區(qū)每年9月進(jìn)入秋季，前秋（10月上旬以前）為秋高氣爽，天氣較為穩(wěn)定，從大范圍的環(huán)流背景上講，此時(shí)南支鋒區(qū)繼續(xù)向南撤退，北支鋒區(qū)從高緯度逐漸南下，但從未到達(dá)墾區(qū)上空，墾區(qū)此時(shí)處在南北兩支鋒區(qū)沒有明顯影響的“空檔”之中。本文利用第七師中心氣象站2005—2014年近10年的寒潮氣象觀測(cè)資料，對(duì)奎屯墾區(qū)的寒潮特征及變化趨勢(shì)進(jìn)行分析研究，對(duì)準(zhǔn)確及時(shí)預(yù)警寒潮天氣具有一定指導(dǎo)意義。

寒潮特征；變化趨勢(shì)；分析

1 寒潮長期預(yù)報(bào)要點(diǎn)

新疆兵團(tuán)奎屯墾區(qū)位于天山北麓準(zhǔn)噶爾盆地西南，地處東經(jīng)83°28′～85°27′，北緯44°18′23″～45°0 6′20″，屬于北溫帶干旱區(qū)，有著典型的大陸性氣候特征。

每年10月中旬以后，北支鋒區(qū)向南活動(dòng)范圍已伸展到北緯45o附近，歷年10月中下旬是該地區(qū)的霜凍、初雪、結(jié)冰、氣溫越過0℃線的平均日期，也是初寒潮來臨的關(guān)鍵期，因此，寒潮預(yù)報(bào)也要隨著季節(jié)的轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換，密切注視這一時(shí)期師中心氣象站要素的反常變化。

近10年奎屯墾區(qū)寒潮入侵都發(fā)生在穩(wěn)定積雪的形成和土壤封凍這一時(shí)期內(nèi)，一般在11月中旬，每年12月下旬至1月上旬有一次強(qiáng)寒潮入侵。此后，奎屯墾區(qū)進(jìn)入嚴(yán)冬，個(gè)別年份強(qiáng)寒潮會(huì)推遲到1月下旬，不管推遲與否，著眼點(diǎn)必須放在在這一時(shí)期內(nèi)。隨著時(shí)間的推遲，2～3月份北支鋒區(qū)開始逐漸自南向北撤退，4月中下旬的著眼點(diǎn)是注意每年寒潮的侵襲，這段時(shí)間也是歷年平均晚霜出現(xiàn)的時(shí)期。

2 寒潮中期預(yù)告思路

寒潮長期預(yù)告的要點(diǎn)放在了北支鋒區(qū)位置的氣候變動(dòng)規(guī)律上，寒潮中期的預(yù)告思路則建立在北支鋒區(qū)上槽脊的新生，這與受大氣環(huán)流制約的天氣

系統(tǒng)的時(shí)間和空間尺度有一定的關(guān)系，單站的氣壓、氣溫等要素的時(shí)空變化，在一定程度上也能客觀的反映出當(dāng)時(shí)環(huán)流的演變狀態(tài)。從預(yù)告實(shí)踐中可知，這種寒潮入侵前的環(huán)流演變狀態(tài)，從單站要素的時(shí)空變化出發(fā)，寒潮入侵前5天已經(jīng)明顯的顯現(xiàn)出來了。如在近10年平均寒潮爆發(fā)的時(shí)段內(nèi)，師中心氣象站連續(xù)升溫和降壓，P、T曲線振幅加大，也足以反映奎屯墾區(qū)上游的環(huán)流的經(jīng)向度加大，抓住這種5 d的中期異常變化現(xiàn)象，大體能確定是否有寒潮入侵。若P、T曲線的升降幅度連續(xù)變化到寒潮入侵前的平均臨界值的范圍內(nèi)，這種時(shí)空變化狀態(tài)，為5～7 d“潛伏”期。一般情況下，初寒潮的P曲線臨界值為1 005.0～1 010.0 hPa，第二次寒潮P曲線臨界值為1 012.5～1 015.0 hPa，12月下旬至元月上旬P曲線強(qiáng)寒潮臨界值為1 007.5～1 010.0 hPa。有時(shí)寒潮入侵前的P數(shù)值變化或低于此數(shù)或高于此數(shù)。

3 寒潮短期預(yù)告指標(biāo)

當(dāng)中期寒潮預(yù)告的要素變化進(jìn)入“潛伏”期后，短期的重點(diǎn)是抓住入侵的時(shí)間、降溫強(qiáng)度、風(fēng)力級(jí)數(shù)和天氣現(xiàn)象等。不同季節(jié)，寒潮入侵前的氣溫、氣壓變化的最高值和最低值，即警戒線是不同的[1-2]，對(duì)本地多年來寒潮入侵前氣壓最低值、氣溫最高值的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)最低最高值超過警戒線越多，反映出這次寒潮越強(qiáng)。一般情況下，師中心氣象站氣壓最低點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間可以視為寒潮入侵的時(shí)間指標(biāo)。在冬季寒潮入侵前的“潛伏”期內(nèi)，師中心氣象站降壓≥20 hPa時(shí)，未來入侵的冷高壓中心的強(qiáng)度可達(dá)1 060.0 hPa以上，本站降壓18～20 hPa時(shí)，冷高壓中心的強(qiáng)度可達(dá)1 055.0 hPa，降壓≥16 hPa時(shí)，冷高壓中心的強(qiáng)度可達(dá)1 045.0～1 050.0 hPa，降壓≥10 hPa時(shí)，冷高壓中心的強(qiáng)度可達(dá)1 040.0 hPa，由此可知，在“潛伏”期內(nèi)的降壓幅度與入侵的冷高壓的強(qiáng)度是成正比關(guān)系，春秋兩季也符合上述關(guān)系，只是強(qiáng)度較弱。用“潛伏”期內(nèi)的降壓幅度可以確定未來入侵的冷高壓中心強(qiáng)度，有了冷高壓的中心數(shù)值，就比較容易確定未來的降溫強(qiáng)度。當(dāng)預(yù)告確定入侵的冷高壓中心數(shù)值達(dá)1 060.0 hPa時(shí)，這一地區(qū)最低氣溫可報(bào)-30℃以下；中心數(shù)值達(dá)1 055.0 hPa時(shí)，最低氣溫可報(bào)-25℃以下；中心數(shù)值達(dá)1 050.0 hPa時(shí)，最低氣溫可報(bào)-20℃以下；中心數(shù)值達(dá)1 045.0 hPa時(shí)，最低氣溫可報(bào)-15℃以下；中心數(shù)值達(dá)1 040.0 hPa時(shí)，奎屯墾區(qū)最低氣溫可報(bào)-10℃以下。

對(duì)大風(fēng)的預(yù)告在實(shí)踐中是這樣考慮和應(yīng)用的：在寒潮入侵前的“潛伏”期內(nèi)每當(dāng)氣壓數(shù)值下降2 hPa，入侵時(shí)大風(fēng)升1級(jí)，如入侵前降壓有10 hPa，未來風(fēng)力預(yù)告5級(jí)……降壓16 hPa時(shí)，風(fēng)力預(yù)告7～8級(jí)，降壓＞20 hPa時(shí)，預(yù)告風(fēng)力9～10級(jí)。起風(fēng)時(shí)間正是氣壓從最低點(diǎn)抬頭返升的時(shí)間，終止時(shí)間是升壓曲線達(dá)到入侵前降壓曲線2/3處高度，預(yù)告大風(fēng)終止時(shí)間還可用△P1、△P2、△P3的升壓速度計(jì)算，基本上是比較準(zhǔn)確可用的。同樣可用師中心氣象站△P24的下降速度推算寒潮主體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的快慢，在一般情況下△P24=-（7～8）hPa時(shí)，表明高空系統(tǒng)每天以6～7個(gè)緯距的速度東移，用此方法根據(jù)氣壓的警戒線值和△P24的降壓速度反推某一時(shí)刻寒潮系統(tǒng)與本站之間的距離和它前進(jìn)的速度。當(dāng)日常業(yè)務(wù)中聽到區(qū)臺(tái)預(yù)告有寒潮入侵，但師中心氣象站觀測(cè)沒有什么變化，工作人員認(rèn)為它能客觀地反映國外寒潮主體系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此，工作人員在立足于師中心氣象站要素變化的基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)臺(tái)進(jìn)行訂正。師中心氣象站氣壓不降，平穩(wěn)地維特某一水平上，反映國外寒潮主體系統(tǒng)狀態(tài)具有兩種可能性，一種是寒潮主體系統(tǒng)似乎要?jiǎng)?，由于某種原因停留原地，另一種是入侵的寒潮系統(tǒng)的地理位置偏北，對(duì)本地?zé)o直接影響。

還有一種是根據(jù)本站要素的變化指標(biāo)，確定要入侵或已入侵的寒潮，則要更加密切關(guān)注本站氣壓的變化。因地形關(guān)系，寒潮主體系統(tǒng)即使影響本地，也不一定是一舉而入之，有時(shí)主體停留在國外，一部分冷空氣是從有利地形滲入進(jìn)來，也會(huì)造成局部短時(shí)間的升壓、大風(fēng)和天氣現(xiàn)象。從表面上看是入侵了，也報(bào)對(duì)了，但是氣壓并非一口氣上升到應(yīng)有的高度，風(fēng)力也沒有達(dá)到應(yīng)有的級(jí)數(shù)，這時(shí)氣壓穩(wěn)定不升，有時(shí)返降，實(shí)踐多次證明，這時(shí)寒潮主體系統(tǒng)還停留在國外，必須隨時(shí)注意氣壓的動(dòng)向，不能被上述現(xiàn)象擾亂預(yù)告思路，還要繼續(xù)報(bào)大風(fēng)，降溫和天氣現(xiàn)象，這是日常所碰到的“漏氣”型寒潮。

還有一種寒潮在入侵前，氣壓以緩和的速度下降、氣溫也是緩和的上升，并達(dá)到當(dāng)時(shí)的警戒線，此時(shí)氣壓并不回升，保持穩(wěn)定，持續(xù)1～2 d，有時(shí)持續(xù)時(shí)間還會(huì)更長些，這表明寒潮主體在國境外醞釀、加強(qiáng)或等高空誘導(dǎo)系統(tǒng)下來帶動(dòng)，遇見這種形勢(shì)的拖延，對(duì)預(yù)告入侵時(shí)間不好下決心，根據(jù)歷年類似氣壓曲線分析，發(fā)現(xiàn)盡管氣壓保持在一個(gè)很低的水平線上，若在某一時(shí)刻，突然有氣壓波在跳躍，就表示寒潮系統(tǒng)開始移動(dòng)，抓住這種征兆，就會(huì)比較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)出來。這類寒潮我們稱為準(zhǔn)“U”型，多屬西方路徑。西北方路徑下來的寒潮，師中心氣象站氣壓曲線多呈“V”型，它的速度快，爆發(fā)力強(qiáng)，來勢(shì)猛，風(fēng)力大，較準(zhǔn)“U”型強(qiáng)烈，對(duì)部隊(duì)行動(dòng)，交通運(yùn)輸，牧業(yè)生產(chǎn)有較嚴(yán)重的影響。

還要區(qū)分另一種非寒潮的降壓升溫過程，每年積雪溶化和首次春雨來臨時(shí)期，有一次明顯的升溫降壓過程，單站氣溫、氣壓曲線的演變也達(dá)到寒潮入侵前的警戒線上，但沒有天氣入侵，它的變化很容易造成思想上的錯(cuò)覺，如何去判斷是否有寒潮天氣，是我們每年都會(huì)碰到的難題。后經(jīng)調(diào)查此時(shí)期是南支鋒區(qū)向北開始活動(dòng)，每年由中亞西亞部伸向北疆的熱倒槽造成的上述假象。若離開天氣圖，用單站要素演變的特征去區(qū)分有否寒潮入侵，我們將兩種要素曲線加以比較，找出其異同點(diǎn)，從預(yù)告實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，熱倒槽活動(dòng)時(shí)期的氣壓氣溫曲線，上升下降的趨勢(shì)勢(shì)是連續(xù)的，而且是達(dá)1周之久，在P、T曲線上沒有波動(dòng)干擾，同時(shí)本地上空也無云系發(fā)展。

對(duì)于奎屯墾區(qū)這個(gè)處在特定的地理位置的單站來講，在抓住寒潮的同時(shí)，還必須抓住他的派生系統(tǒng)：陰霧天氣?？蛪▍^(qū)冬天半年，即每年的11月至次年的3月這一時(shí)期內(nèi)，每次有寒潮人侵，或強(qiáng)冷空氣入侵所帶來的直接天氣之外，當(dāng)它的冷高壓主體東移至蒙古人民共和國后，形成東高西低的氣壓形勢(shì)場(chǎng)，冷高后部的偏東氣流直入奎屯墾區(qū)，造成墾區(qū)陰霧天氣。陰霧天氣持續(xù)時(shí)間的長短，強(qiáng)度的增減，直接與蒙古高壓的穩(wěn)定與否、加強(qiáng)減弱相關(guān)。陰霧天氣開始時(shí)間也就是冷高主體達(dá)到蒙古的時(shí)間，偏東氣流的厚度從地面至2 800 m左右再上高層反為偏西氣流，這種偏東氣流造成的陰霧天氣云層的上層恰恰是天山山區(qū)云衫林的生長上限，云層底部正是云杉林生長的下限，位于海拔1 500 m處。地面能見度常在1 000 m附近變化，并有微雪，相對(duì)濕度常在85%～100%。陰霧天氣持續(xù)時(shí)間，最短2～3 d，平均5～7 d，最長連續(xù)時(shí)間可超過半個(gè)月，師中心氣象站要素預(yù)告陰霧天氣加強(qiáng)減弱的過程，實(shí)質(zhì)上是預(yù)告蒙古冷高壓主體的加強(qiáng)、減弱移走的過程。

4 小結(jié)

（1）為了提高單位寒潮預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，要堅(jiān)持寫寒潮天氣日記，著重在于師中心氣象站要素的演變規(guī)律上找指標(biāo)，盡力做到用單位要素測(cè)報(bào)寒潮性天氣，并總結(jié)寒潮來臨前2～3 d以及當(dāng)前云系演變的特點(diǎn)、升溫猛烈程度。（2）陰霧天氣的產(chǎn)生是寒潮或強(qiáng)冷空氣不直接入侵本地，而是從北疆北部或國外直接達(dá)到蒙古，也同樣可以造成奎屯墾區(qū)的陰霧天氣，這也是每年冬季常見的氣象。因此，對(duì)師中心氣象站而言在預(yù)報(bào)寒潮的同時(shí)，還要預(yù)報(bào)陰霧天氣，這也是我們預(yù)報(bào)的重點(diǎn)之一。（3）在陰霧天氣過程中，若師中心氣象站氣壓繼續(xù)緩慢上升，云系自東向西推移，云層反光性減弱，水平能見度降低，濕度不減，表明陰霧天氣在加重。（4）在陰霧天氣過程中，若師中心氣象站氣壓停止上升，或開始下降，云層停止向西移動(dòng)、云層變薄，能見度提高、濕度減小等現(xiàn)象出現(xiàn)，則表明陰霧天氣減弱。

[1]章國材，矯海燕，李延香，等.現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)技術(shù)和方法[M].北京：氣象出版社，2007.

[2]張家寶.新疆短期天氣預(yù)報(bào)指導(dǎo)手冊(cè)[M].新疆：新疆人民出版社，1986.

2016—06—08