(广安市气象局,四川广安638500)
摘要:本文通过对2018年4月4日到6日广安市大风降温过程环流背景、系统演变、探空资料、雷达图等进行分析,得出:乌拉尔山附近冷高压建立与崩溃、地面图上较强的南北气压梯度、冷锋切入盆地暖低压倒槽、500百帕冷槽东移、低层辐合切变及低空急流等天气系统,是造成此次大风、降温天气主要原因。
关键词:冷锋;冷高压;气压梯度
1概况
2018年4月4~6日,受北方强冷空气南下和西南暖湿气流共同影响,我市出现大范围雷雨、大风、强降温天气过程。5日凌晨开始至12时,大部地方出现7~8级瞬时偏北大风,局地超过10级,最大值出现在广安区桂兴达33.2m/s(12级)。截止6日,日平均气温连续下降8.9~10.5℃。此次大风降温天气过程来势迅猛,强度大,突发性强,造成多地树木折断,农田、建筑损坏,给我市农业、通讯、交通运输等行业造成严重经济损失[1]。
2500百帕环流形势
4月2~3日500百帕等压面图上,乌拉尔山附近为一明显的北伸高压脊,脊线平均在55°E附近,最强为568位势什米。乌山高脊前盛行一支强劲的西北气流,而脊后有强暖平流维持,导致乌山高脊进一步发展加强。4日08时(图1左上),等高线最大值增强到572位势什米,冷空气不断集聚,500百帕冷中心强度达-48℃。过程开始前36小时,西西伯利亚到巴尔喀什湖一带为一宽广低槽区。亚洲中纬地区盛行强西风气流,且风速逐日增大,4日20时(图1右上),风速最大值超过40m/s。其中40°~50°N范围内等高线密集,南北相差约32个位势什米,大致呈东西走向,是高空锋区所在。锋区以南盛行西南气流,对四川盆地起到增温增湿作用。随着中高纬大型槽脊东移,脊前强劲西北气流推动高空锋区南压,并引导堆积在西西伯利亚冷空气爆发南下(图1左下)。5日20时(图1右下),西伯利亚长波槽东移南压至内蒙东部到四川北部一带,槽后盛行强西北气流,等高线与等温线夹角增大,冷平流加强并进一步向南扩散,6日20时,西伯利亚槽东移与东亚大槽合并,四川盆地受槽后偏北气流控制,6日平均温度降到最低,此次强降温过程结束。
3影响系统及演变
3.1700百帕和850百帕影响系统
700百帕环流形势与500百帕类似,过程开始前,乌山高脊,贝湖到河西走廊一带处于宽广的槽区。低层偏南暖湿气流加强,700百帕上有急流。4日20时,850百帕上四川盆地受低涡控制,我市受低涡右侧偏南气流影响。700百帕切变线位于甘肃南部到陕西中部一带,随后迅速南压。5日03时开始,我市先后出现雷电、大风、短时强降水天气。5日08时,华北到川东一线盛行强偏东北气流,850百帕上最大风速达24米/秒,冷空气以回流方式补充进入四川盆地,使降温幅度增强。6日20时,东亚大槽重建,700百帕和850百帕上,华北到华南一带受一致偏西北气流控制,冷空气主体移出我市。
3.2地面天气系统
冷锋影响前1~3天,地面受热低压控制,中心强度均在1010百帕以下,四川盆地降压增温明显。4日全市日平均气温达22.4~24.9℃,较历年同期偏高7~10℃。2日08时,地面冷高压中心位于新疆以北、贝湖以西地区,中心强为1042.5百帕。从2日08时到3日20时的地面图上看,冷空气先分裂一股移入我国东北和华北地区,地面气压场上表现为明显东高西低形势。与此同时,冷空气自海上源地补充加强,在乌山以东、新疆以北地区形成新冷高压中心,强度达1045百帕,并在东移过程中不断加强,最强达1055百帕。4日白天,四川盆地到甘肃南部一带热低压发展,海平面气压最低降至1000百帕以下,地面形成两边高中间低形势。4日20时,冷空气自西北路径大举南下,冷锋前缘南压至青海南部到陕西南部一线,且冷锋移动迅速。5日凌晨冷锋入川,锋后强冷空气活动,大气斜压性加强,重庆到兰州一带等压线密集,气压差约17.5hPa,南北气压梯度大,也有利于锋生加强,是造成此次大风天气主要原因。另外,冷空气下沉,动量下传作用也使地面风速加大。
4探空资料分析
根据达州站(站号57328)探空资料分析,4日20时,温度对数压力图上呈上下开口“喇叭状”层结结构,说明上层、低层较干,中层湿,有利于大风天气发生。K指数46,SI指数-6.37,CAPE值达909J/KG。层结不稳定,能量条件较好,易造成对流性大风、雷电等强对流天气。5日08时,随着不稳定能量释放,cape值降为0J/KG,dcape值达21.1,K指数25,SI指数8.52。风向随高度逆转,整层有冷平流,850百帕以下受强偏东北气流影响,风速最大达28米/秒,冷空气已进入我市。
5雷达资料分析
5日02时开始,有大于45dbz回波自西向东移动进入我市。02时左右,速度场上雷达站附近低层风向逐渐由偏南风转为偏北风。02时05分,0.5度仰角基本速度图上,靠近我市武胜县北部边缘地区出现最大值为±(29~39)m/s大风速区,且大风区不断扩大东移,02时49分最大风速超过39m/s。实况从02时开始武胜县、岳池县、广安区部分站点出现大风,03时开始广安市东部华蓥市、邻水县大部站点也出现大风,03时29分最大风速出现在前锋区桂兴达33.2m/s。02时10分南充雷达速度图上出现一对“牛眼”回波,中心速度为±(29~39)m/s风向北风。03时20分,“牛眼”回波强度明显增强,达±(39~53)m/s,且结构逐渐清晰,此时风向已转为偏北风。
6小结
过程前期地面受热低压控制,增温降压明显。乌拉尔山长波脊建立,西伯利亚附近冷空气堆积,500百帕冷中心强度达-48℃。地面在新疆以北地区有冷高压中心,地面高压强烈发展,使南北气压梯度加大,有利于锋生加强,是导致此次大风过程主要原因。冷锋南压迅速,锋后冷空气下沉,动量下传作用也使地面大风加强。另外,冷锋南下触发本地不稳定能量释放,也是造成此次大风天气原因之一。冷锋过境,锋后强冷空气入侵导致气温连续下降。850百帕冷空气自东部回流补充入川,使降温幅度增大。
参考文献
[1]四川省气象局著.四川省预报员手册[M].成都:西南交通大学出版社,2014:216.