張掖市一次區(qū)域性霜凍天氣過程分析

崔宇 安婷婷

摘要 利用高空、地面常規(guī)觀測資料及衛(wèi)星云圖對2020年5月11日清晨甘肅省張掖市出現(xiàn)的一次區(qū)域性霜凍天氣過程的環(huán)流背景和天氣成因進行分析。結(jié)果表明：在實際工作中，預報員可以根據(jù)當天的氣溫、濕度及夜間云量、風速等因素判斷是否有霜凍形成。

關(guān)鍵詞 張掖市;低溫;霜凍

中圖分類號：P423.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095–3305（2021）01–0076–02

霜凍是指地面（或葉面）的溫度突然下降到農(nóng)作物生長溫度以下時，農(nóng)作物遭受凍害的現(xiàn)象。中央氣象臺把地面最低溫度降到0℃以下（包括0℃）作為出現(xiàn)霜凍的標準，按其形成的原因可分為平流霜凍、輻射霜凍、平流—輻射（混合）霜凍[1]。甘肅省在春、秋季節(jié)出現(xiàn)的霜凍多屬于平流—輻射（混合）霜凍。春季（3—5月）是果樹開花或幼果期，農(nóng)作物和蔬菜的幼苗期，若此時遇上霜凍天氣，果樹、農(nóng)作物和蔬菜將受到嚴重危害，造成大幅度減產(chǎn)或無收。張掖市地處甘肅省西北部，位于河西走廊中段、青藏高原和蒙古高原的過渡地帶。霜凍是張掖市重要的災害性天氣之一，也是張掖市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要凍害災之一，對工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活都有重大影響。霜凍分早霜凍和晚霜凍，兩種霜凍在甘肅省遍及各地。一般來說，晚霜凍危害大于早霜凍，早霜凍出現(xiàn)得愈早，晚霜凍結(jié)束得愈遲，危害愈重[2]。據(jù)統(tǒng)計，張掖市平均于9月下旬出現(xiàn)早霜凍，平均于5月中旬出現(xiàn)晚霜凍，大部分霜凍發(fā)生在5月和9月。運用天氣學原理，利用常規(guī)氣象觀測資料，對2020年5月11日發(fā)生在張掖市的一次區(qū)域性霜凍天氣過程進行分析，旨在提高對霜凍的科學認識，進一步提高對霜凍的預報能力，為該地區(qū)霜凍防御和減災提供科學參考[3]。

1 天氣實況與災情

2020年5月11日清晨，受平流降溫和輻射冷卻降溫共同影響，張掖市出現(xiàn)一次區(qū)域性霜凍天氣過程，其中民樂、肅南出現(xiàn)強霜凍，地面最低溫度-4.5℃出現(xiàn)在肅南（圖1）。此次霜凍天氣對當?shù)厥卟?、花卉、瓜果等造成不同程度的損害，共造成高臺、甘州、山丹、民樂農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失達3 710.33萬元。

2 天氣形勢分析

2.1 高空形勢分析

2020年5月10日08：00 500 hPa高空圖上歐亞中高緯度為兩槽一脊的形勢，高壓脊位于烏拉爾山東側(cè)80°E附近，里海西側(cè)和貝加爾湖東側(cè)各有一低壓槽（圖2a）。烏拉爾山高壓脊脊前偏北氣流引導北方冷空氣南下，冷空氣在槽后堆積。同時次700 hPa高空圖上，中國東北—河套地區(qū)有一高度槽，貝加爾湖東側(cè)有一溫度槽與之配合，并且溫度槽落后于高度槽，有利于高度槽發(fā)展。10日20：00，500 hPa貝加爾湖東側(cè)的低槽東移南壓至東北—河西走廊中部，影響張掖地區(qū)。同時次700 hPa低槽亦東移南壓，河西地區(qū)等高線與等溫線夾角明顯增大，近乎垂直（圖2b），說明冷平流強。11日08：00，500 hPa低槽繼續(xù)東移，移至東北—河套地區(qū)東部，對河西走廊的影響趨于結(jié)束。同時次700 hPa高度槽東移至東北—黃河下游地區(qū)，冷溫槽東移至東北—甘肅省河東地區(qū)。

2.2 地面形勢分析

2020年5月10日08：00地面圖上，新疆東部有一冷高壓，冷高壓強度為1 035 hPa，張掖地區(qū)處于冷高壓前部的均壓場內(nèi)。10日20：00該冷高壓東移南壓至河西西部，強度減弱為1 022.5 hPa，張掖地區(qū)等壓線略變稀疏。11日08：00，該冷高壓增強5 hPa，達1 027.5 hPa，張掖地區(qū)等壓線明顯變稀疏。經(jīng)驗表明，冷高壓越強，地面降溫越明顯，并且等壓線越稀疏，氣壓梯度越越小，則梯度風越弱，越不利于地面風速的加強。

3 霜凍成因分析

此次霜凍出現(xiàn)在5月份，正好是大氣環(huán)流轉(zhuǎn)換的季節(jié)，冷空氣活動頻繁，氣溫多變，容易出現(xiàn)區(qū)域性霜凍。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，此次霜凍過程中500 hPa和700 hPa均有明顯的強且深厚的冷平流作用。高空強且深厚的冷平流是造成11日清晨強霜凍的主要原因。11日清晨，張掖市大部分地方2 m最低氣溫低于0℃，其中，肅南中東部及山丹、民樂南部最低氣溫低于-3℃（圖3）。霜凍的產(chǎn)生與最低氣溫有著密切關(guān)系[4]，基層氣象臺站短期霜凍預報的關(guān)鍵是最低氣溫預報[5]。與此同時，張掖地區(qū)露點溫度持續(xù)下降，最低達-13.8℃（肅南），露點溫度較低是形成霜凍的有利條件[6]。通過分析發(fā)現(xiàn)，11日清晨，地面相對濕度持續(xù)減小，地面濕度越小，則不利于凝結(jié)潛熱釋放而有利于霜凍的形成[7]。10日夜間地面風速為1～6 m/s，風力較小，有利于霜凍天氣的形成。從FY2G紅外云圖上可以看出，10日夜間，河西走廊均無云，晴朗的環(huán)境場有利于輻射降溫，即有利于形成霜凍。

4 小結(jié)及預報著眼點

（1）此次霜凍過程受冷平流和地面輻射冷卻共同影響，使張掖市11日清晨出現(xiàn)區(qū)域性霜凍天氣，本次霜凍是一次典型的平流—輻射霜凍。

（2）最低氣溫、露點溫度較低、濕度較小，夜間無風或微風，無云或少云是形成霜凍的有利條件。

（3）實際預報中常根據(jù)預報的最低氣溫與夜間的天氣條件可以判斷是否有霜凍。

參考文獻

[1] 王文祥，羅俊偉，申媚先，等.忻州市一次春季霜凍天氣的成因分析[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2008（22）：152-154.

[2] 李棟梁，劉德祥.甘肅省氣候[M].北京：氣象出版社，2002.

[3] 林婧婧，郭慧.1971—2012年平?jīng)鍪兴獌鲎兓卣鞣治鯷J].沙漠與綠洲氣象， 2015（3）：57-62.

[4] 馮玉祥，何維勛.霜凍的研究[M].北京：氣象出版社，1999.

[5] 羅香凌，李曉紅，李德明.基層氣象臺站霜凍短期預報方法研究[J].黑龍江氣象，2018（3）：43-44，46.

[6] 拓硯軍.2011年春季河套地區(qū)一次寒潮霜凍天氣過程分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究，2019（4）：116-117.

[7] 錢莉，楊鑫，滕杰.河西走廊東部一次霜凍天氣過程成因及其對農(nóng)業(yè)的影響[J].沙漠與綠洲氣象，2019（5）：114-121.

責任編輯：黃艷飛

Analysis of a Regional Frost Weather Process in Zhangye City

CUI Yu et al（Lanzhou Central Meteorological Observatory of Gansu Meteorological Bureau， Lanzhou， Gansu 730020）

Abstract Using high-altitude， ground-based conventional observation data and satellite cloud images， the circulation background and weather causes of a regional frost weather process that occurred in Zhangye City， Gansu Province in the early morning of May 11， 2020 were analyzed. The results show that： In actual work， forecasters can judge whether there is frost formation based on the temperature， humidity， night cloud cover， wind speed and other factors of the day.

Key words Zhangye City; Low temperature; Frost