雷淑琴++李誠(chéng)++陶生才++金生仁++訾瑞淵++王海蓊++王惟晨

摘要 從天氣實(shí)況、影響系統(tǒng)以及天空狀況等方面對(duì)2014年4月25—27日發(fā)生在甘肅省河西走廊西部的強(qiáng)霜凍天氣過(guò)程進(jìn)行分析，并找出此類天氣的預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 霜凍；氣候特征；影響系統(tǒng)；預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)；甘肅??；河西走廊西部

中圖分類號(hào) P458.1+22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）22-0215-02

霜是指當(dāng)氣溫下降使地表或接近地表的物體表面最低溫度下降到0 ℃或以下，空氣中水汽直接凝華在地表或物體上形成白色冰晶的一種天氣現(xiàn)象[1]。霜凍對(duì)農(nóng)作物造成危害主要是因?yàn)榘殡S霜凍的低溫，使得農(nóng)作物細(xì)胞內(nèi)水分結(jié)冰，進(jìn)而刺破細(xì)胞壁引起植物組織受到傷害，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致死亡[2]。由于霜凍的發(fā)生與低溫相伴，因此溫度變化是引起霜凍的主要原因之一，它與溫度變化密切相關(guān)。酒泉地區(qū)位于甘肅河西走廊西部，所轄6個(gè)縣（市），霜凍天氣是造成該地區(qū)農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，每年都會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。2014年4月25—27日受西伯利亞強(qiáng)冷空氣東移南下影響，河西走廊西部出現(xiàn)了歷史罕見的強(qiáng)霜凍，這也是近10年來(lái)最強(qiáng)的一次霜凍天氣過(guò)程。其中：4月25日全市地面最低溫度為-11.0～-7.1 ℃，4月26日為-9.7～-4.3 ℃，27日除瓜州外其余縣市均達(dá)中等偏強(qiáng)霜凍，災(zāi)害天氣共造成6個(gè)縣（市）29 854戶10.8萬(wàn)人不同程度受災(zāi)，農(nóng)作物受災(zāi)面積15 673.11 hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到28 264.065萬(wàn)元。因此，加強(qiáng)霜凍天氣的分析研究，對(duì)提高預(yù)報(bào)服務(wù)水平就顯得十分必要。本文通過(guò)對(duì)2014年4月25—27日發(fā)生在河西走廊西部的霜凍天氣氣候特征和影響系統(tǒng)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，分析影響該地區(qū)霜凍的主要影響因素和發(fā)生特征，以期總結(jié)霜凍的發(fā)生規(guī)律，為該類天氣預(yù)報(bào)提供指導(dǎo)，進(jìn)而減少霜凍對(duì)農(nóng)作物等造成的損失。

1 天氣實(shí)況

1.1 降溫過(guò)程

表1列出了2014年4月25日酒泉地區(qū)各站最低氣溫、地面最低溫度及24 h最低氣溫下降幅度?？梢钥闯觯哼@次霜凍天氣過(guò)程降溫幅度較大，而且除了敦煌外，其余縣市均達(dá)強(qiáng)霜凍天氣標(biāo)準(zhǔn)。這也是近10年來(lái)酒泉地區(qū)所發(fā)生的最強(qiáng)的一次霜凍天氣過(guò)程。

1.2 前期天氣情況

這次霜凍天氣出現(xiàn)前的4月20—22日酒泉各地上空受西北氣流控制，天氣以晴為主。氣溫逐日上升，日平均氣溫在9.0～14.0 ℃之間。4月23—24日西伯利亞較強(qiáng)冷空氣快速東移南下，地面冷高壓實(shí)力較強(qiáng)，鋒面較為清楚，全市出現(xiàn)入春以來(lái)最強(qiáng)的一次冷空氣活動(dòng)，其中2014年4月23日中午到夜間酒泉各地出現(xiàn)了一次區(qū)域性的大風(fēng)、特強(qiáng)沙塵暴天氣，境內(nèi)有9個(gè)站都出現(xiàn)了沙塵暴，其中7個(gè)站達(dá)強(qiáng)沙塵暴，敦煌和阿克塞2個(gè)站為特強(qiáng)沙塵暴，最小能見度為20 m，最大瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)24.5 m/s，此次沙塵暴天氣無(wú)論是強(qiáng)度、范圍均為酒泉各臺(tái)站建站以來(lái)歷史之最。

2 天氣形勢(shì)分析

2.1 高空形勢(shì)

霜凍天氣的發(fā)生，受多種因素的影響，進(jìn)而會(huì)決定霜凍天氣的范圍和強(qiáng)度。在整個(gè)過(guò)程中，烏拉爾山附近為高壓脊區(qū)，西西伯利亞為大槽活動(dòng)區(qū)。從500 hPa高空來(lái)看，4月下旬初，烏拉爾高壓脊發(fā)展，使得偏北氣流加強(qiáng)，從而促使其前部的巴湖冷槽加深，鋒區(qū)加強(qiáng)。4月22日20：00，500 hPa高空槽前的鋒區(qū)已經(jīng)進(jìn)入了北疆的西部；從700 hPa形勢(shì)可以看出冷槽加強(qiáng)并且東移南壓，河西中西部地區(qū)處在干暖氣團(tuán)的控制之下。

23日8：00 500 hPa圖上高空冷槽鋒區(qū)抵達(dá)烏魯木齊，冷中心位于塔城至哈巴河等地，中心強(qiáng)度達(dá)到 -37 ℃，冷中心與敦煌的溫差達(dá)18 ℃，>20 m/s的西風(fēng)氣流控制著河西中西部。在相應(yīng)的23日8：00 700 hPa高空，低槽呈現(xiàn)為分裂東移，并且移動(dòng)速度加快，冷空氣的主力位于北疆中西部，敦煌與烏魯木齊的溫差達(dá)20 ℃，這說(shuō)明低層存在著很強(qiáng)的冷平流。這種環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)配置非常有利于地面系統(tǒng)加強(qiáng)。

23日20：00 500 hPa高空，冷槽主力位于北疆東部，與8：00相比東移了8個(gè)經(jīng)距，冷槽前的鋒區(qū)已經(jīng)進(jìn)入酒泉市境內(nèi)；700 hPa高空，低槽位于哈密與馬鬃山之間，酒泉與額濟(jì)納旗之間存在強(qiáng)的風(fēng)切變，酒泉與烏魯木齊之間溫差達(dá)22 ℃，意味著冷平流勢(shì)力很強(qiáng)。據(jù)氣象觀測(cè)資料顯示，24日酒泉各地氣溫顯著下降，達(dá)強(qiáng)降溫天氣標(biāo)準(zhǔn)。很低的基礎(chǔ)氣溫為之后產(chǎn)生霜凍天氣奠定了基礎(chǔ)。

2.2 地面形勢(shì)

從4月23日8：00地面圖（圖1）可以看出，冷鋒已過(guò)了烏魯木齊站，鋒后氣壓梯度很大，而且還伴有大風(fēng)、沙塵、降雪等天氣，并且在冷鋒前部有熱低壓強(qiáng)烈發(fā)展，熱低壓中心為1 000.0 hPa，這對(duì)形成對(duì)流性不穩(wěn)定形勢(shì)非常有利。從圖1可以看到，位于巴湖的冷高壓中心為1 040.0 hPa，玉門鎮(zhèn)站為1 005.0 hPa，壓差為35 hPa，在春季的4月下旬出現(xiàn)這樣強(qiáng)的冷高壓，說(shuō)明冷空氣的勢(shì)力非常強(qiáng)。因此，當(dāng)冷空氣影響酒泉地區(qū)時(shí)，寒潮、強(qiáng)降溫天氣應(yīng)當(dāng)首要考慮。寒潮是東亞大型天氣過(guò)程之一。當(dāng)它發(fā)生時(shí)，表現(xiàn)為強(qiáng)烈的冷空氣從高緯向南直瀉我國(guó)，常造成劇烈的降溫，并伴有凍害、大風(fēng)等天氣現(xiàn)象。由此往往會(huì)引起大范圍的凍災(zāi)和風(fēng)災(zāi)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成重大損失[3]。因此，在可能出現(xiàn)霜凍的季節(jié)，當(dāng)預(yù)報(bào)有寒潮天氣時(shí)，必須要同時(shí)考慮霜凍天氣。

3 天空狀況及風(fēng)速特征分析

從天空狀況來(lái)看，2016年4月24—26日夜間，酒泉各地晴或少云；風(fēng)力0～2級(jí)，為靜風(fēng)或輕風(fēng)。由于有冷空氣侵入，造成平流降溫，加之天氣晴朗無(wú)風(fēng)，在夜間地面輻射降溫強(qiáng)烈，而造成酒泉各地25—27日出現(xiàn)了平流輻射霜凍。其中4月25日全市地面最低溫度為-11.0～-7.1 ℃，達(dá)強(qiáng)霜凍；4月26日為-9.7～-4.3 ℃，為中到強(qiáng)霜凍；27日除瓜州外其余縣市均達(dá)中等偏強(qiáng)霜凍。

4 霜凍天氣預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)

（1）從霜凍的成因可知，預(yù)報(bào)霜凍及影響程度，關(guān)鍵是預(yù)報(bào)冷空氣活動(dòng)和最低溫度[4-6]。因此，在可能出現(xiàn)霜凍的季節(jié)里，當(dāng)預(yù)報(bào)有強(qiáng)冷空氣影響，且最低氣溫在5 ℃以內(nèi)時(shí)，首先就要考慮可能伴隨出現(xiàn)霜凍天氣。

（2）通過(guò)對(duì)2014月4月25—27日發(fā)生在河西走廊西部的強(qiáng)霜凍天氣過(guò)程進(jìn)行分析，可以看出：預(yù)報(bào)霜凍天氣要特別注意500 hPa環(huán)流形勢(shì)的演變。尤其要注意烏拉爾山是否有高壓脊的建立，另外還要注意在烏拉爾山附近是否有低槽發(fā)展且東移。

（3）判斷冷空氣的強(qiáng)度。要密切關(guān)注地面冷高壓的強(qiáng)度，它的強(qiáng)度就是冷空氣的強(qiáng)度。

（4）要密切監(jiān)測(cè)當(dāng)?shù)厍捌谔鞖馇闆r。時(shí)刻關(guān)注前期控制本地的熱低壓的強(qiáng)度以及本站的升溫、降壓程度。在霜凍發(fā)生的前一天，要特別注意14：00的氣溫，當(dāng)氣溫較低，且預(yù)計(jì)當(dāng)夜風(fēng)力為靜風(fēng)或微風(fēng)時(shí)，就要考慮可能有霜凍發(fā)生。

（5）要分析霜凍前夜天空狀況，即天空的云量情況，以此判斷霜凍發(fā)生的概率。一般來(lái)說(shuō)，如果夜晚天空云量較少，其上半夜由于地面和大氣輻射的原因，溫度一般會(huì)保持在0 ℃以上，但到下半夜，由于上半夜地表熱量大量散失，同時(shí)受冷平流的影響，氣溫可能會(huì)迅速下降，容易發(fā)生平流輻射霜凍。

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