昌图县寒潮及严寒天气成因分析

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摘 要：基于昌图地区1960-2011年历年极端气温，利用天气学原理，对昌图县寒潮及严寒成因进行分析。结果表明：积雪和冷平流是昌图县严寒形成的主要原因；影响昌图县寒潮爆发的冷空气源地有三处，分别在新地岛以西的洋面上；新地岛以东的洋面上以及冰岛以南的洋面上。极涡分裂是寒潮形成的主要原因，其天气形势有：小槽发展型、横槽型和低槽东移型。在此基础上总结出，昌图地区寒潮天气预报的着眼点以及预防措施。

关键词：昌图县；严寒；寒潮；防御

中图分类号：S165+.2 文献标识码：A

辽宁省昌图县是寒潮多发地区，冬季特别寒冷。寒冷给人们的工作、生活和出行都带来了很多不利的影响，直接影响养殖业、蔬菜大棚、林果业的生产。春秋季节的强寒潮危害比冬季的严寒危害还要严重，特别是春季果树、榛子等花期如果遇到强寒潮，会造成无果或空壳，损失严重；秋季如果不是逐渐降温，而是过早出现强寒潮，烟叶没有收获而冻坏。所以分析严寒天气成因，提前做好预报，及时采取有效防御措施尤为重要。

1 昌图县寒潮分析

1.1 寒潮定义

24h平均气温下降10℃以上，而且最低气温下降到5℃或以下，并伴有5级以上偏北大风时，称为一次寒潮天气过程。它是一种大规模的强冷空气活动过程。主要特点是剧烈的降温和大风，有时还伴有雨、雪、雨凇或霜冻，是昌图地区重要灾害天气之一，分析研究寒潮天气成因和形成机制，有十分重要的现实意义。

1.2 昌图地区寒潮天气特点

昌图地区是寒潮多发地区，一般每年爆发寒潮8次左右，寒潮出现时间不同，最早开始于9月下旬，最晚结束于第2年5月上旬，特别是冬季，昌图地区一次寒潮爆发后，受大陆冷高压控制，寒冷天气可持续7d以上，气温回升不明显。

1.3 冷空气源地

冷空气源地有3处，第1个是在新地岛以西的洋面上，冷空气经巴伦支海、前苏联欧洲地区进入我国。它出现的次数最多，达到寒潮强度的也最多。第2个是在新地岛以东的洋面上，冷空气大多数经喀拉海、太梅尔半岛、前苏联地区进入我国。它的出现次数较少，但是气温低，可达到寒潮强度。第3个是在冰岛以南的洋面上，冷空气经前苏联欧洲南部或地中海、黑海、里海进入我国。以上源地的冷空气都要经过西伯利亚中部积累加强后侵入我国。

1.4 冷空气入侵昌图县有四条路径

第1条路径是西北路，冷空气从西北部进入关键区，再经贝加尔湖进入昌图县。第2条路径是东路，冷空气从东北部进入关键区，再经贝加尔湖进入昌图县。第3条路径是西路，冷空气从西部进入关键区，再经贝加尔湖南部进入昌图县。第4条路径是东北路，冷空气从东北部进入贝加尔湖地区，再从贝加尔湖地区东南下，进入昌图县。

1.5 寒潮的成因

冬季在北极地区500hpa高空图上，存在一个气旋式涡旋，称为极涡。人们常把极涡作为大规模极寒冷空气的象征。因此它就成为寒潮天气过程的重要成员。极涡发生一次断裂，分为两个低中心，即形成偶极型环流。亚洲一侧的极涡中心南压到西伯利亚北部，冷空气从西伯利亚源源南下，造成我国大范围持续低温。

1.6 寒潮天气过程的分类

寒潮持续3～7d为寒潮中期天气过程；寒潮持续2～3d为寒潮短期天气过程。

寒潮中期天气过程有3大类型，其中主要的一类是倒W流型（见图1）；另一类是极涡偏心型；还有一类是大型槽脊东移型。其中倒W流型寒潮占70%～80%。

寒潮短期的天气形势也有三大类型，即小槽发展型、横槽型和低槽东移型。

1.7 高空槽脊的发展与寒潮爆发有密切联系

高空槽脊发展，经向度加大，有利于寒潮爆发；高空槽脊减弱，经向度变小，不利于寒潮爆发。

1.7.1 槽发展与温度平流有关：当温度槽落后于高度槽时，高空槽后有明显的冷平流，或者说高空槽区有正的热成风涡度平流。

1.7.2 槽的发展与空气散合有关：槽前辐散，有利槽发展加深；槽前辐合，槽将减弱。

1.7.3 槽发展与槽的方向有关：横槽或东北～西南向的槽，有利于槽发展，可加深；而西北～东南向的槽，不利发展，可减弱。横槽转竖易爆发寒潮。

1.8 昌图县寒潮的韵律情况

经数据统计得出，昌图县寒潮与温峰有一定的韵律关系，温峰后第25d和第36d有降水、降温的概率较高，明显高于其它的天数。

本文温峰定义为：长波槽经过本地时，槽前西南风，有暖平流，使本地升温；槽过境后，槽后西北风，有冷平流，使本地降温。这样就使本站出现一次温峰。

至于25d韵律，是中波槽（振幅一般为10个纬距左右的槽）的作用。一般中纬度地区中槽平均每天自西向东移动14.4个经度左右，这样中波槽绕地球一周需要25d左右。也就是说此槽经过25d绕地球一周后再次到达本地。

2 昌图地区寒潮预报着眼点

2.1 北半球500hpa高空分析图上

有高压脊向极地发展，并进入北极，使极涡分裂，其后极涡南压并发展加强，涡后较强的西北气流使昌图县明显降温。

2.2 影响昌图县寒潮韵律的天气形势为一槽一脊型

动力机制为高空旋转低压槽与强峰区，促使寒潮爆发的流场为“低槽旋转型”。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。

3 昌图县冬季寒冷的原因

3.1山坡地形的原因

昌图县多数地区是平原，东部有山区和丘陵，在晴朗的夜晚，山坡放射长波辐射，使山坡地表空气降温，山坡表面上的空气降温后，沿山坡下沉到山下，造成山下冷空气堆积，加之山下空气水平热量交换非常小，所以导致山下夜晚气温特别低。所以山沟和洼地比平原气温低，使人们感到特别寒冷。

3.2地表有雪的原因

昌图县2012年冬季降雪特多，总降雪量为86.3mm，比历年同期多60.4 mm；最大雪深为21cm，比历年同期深11cm；降雪次数为45次，比历年同期多15次；地表积雪覆盖时间为119d，比历年同期多50d。所以昌图县2012年冬季气温特低，平均气温为-10.4 ℃，比历年同期低2.1℃。

3.3天气形势的原因

在地面天气图上，昌图县受大陆冷高压控制；500hpa高空图上，在东经130°～140°，北纬50°～70°区域内有冷涡维持少动，昌图县处于涡后脊前的偏北气流区，在贝加尔湖地区有时有新的冷空气补充。符合上述条件时，昌图县可出现持续多日的寒冷天气。

3.4其他原因

如果夜间有雾、或有云、或地表很湿、或有较大的偏南风时，昌图县夜间气温不会太低，昼夜温差变小。云和雾可阻挡地表放射长波辐射，较大的偏南风可造成热量补充和水平热交换。

4 结论

4.1 冷空气源地有3处

分别在新地岛以西的洋面上；新地岛以东的洋面上以及冰岛以南的洋面上。冷空气入侵昌图县有四条路径，第1条路径是西北路（中路），冷空气从西北部进入关键区，再经贝加尔湖进入昌图县；第2条路径是东路，冷空气从东北部进入关键区，再经贝加尔湖进入昌图县；第3条路径是西路，冷空气从西部进入关键区，再经贝加尔湖南部进入昌图县；第4条路径是东北路，冷空气从东北部进入贝加尔湖地区，再从贝加尔湖地区东南下，进入昌图县。

4.2 春秋季节强寒潮爆发的原因

主要是北极低涡分裂，可使昌图县爆发强寒潮。分裂后的极涡，向中纬度地区移动并加强，涡后北风较大，冷平流较强，如果昌图县长期处在高空冷涡后部的偏北气流区，地面处在大陆冷高压控制，那么就会有长时间的持续寒冷天气发生。

4.3 昌图县冬季寒冷的原因有

东部山区地形作用固有的地理原因；强冷平流的原因；积雪覆盖的原因，地表积雪覆盖时间偏长，寒冷程度就强，寒冷天数就多，反之冬季降雪偏少，地表积雪覆盖时间偏短，寒冷程度就弱，寒冷天数就少。积雪和冷平流是昌图县严寒形成的主要原因。

参考文献

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