第6章 寒潮天气过程

1第六章寒潮天气过程2要点1.寒潮的定义、标准、天气2.影响我国冷空气的源地3.冷空气从寒潮关键区侵入我国的路径4.形成寒潮过程的主要天气系统5.寒潮中期天气过程有哪几类6.我国寒潮的短中期天气过程有哪些主要类型？简要说明各类寒潮天气过程的异同点？7.寒潮预报应包括那些方面8.三类寒潮预报着眼点是什么3§6.1概述一、定义和标准寒潮的含义：寒潮天气过程是一种大规模的强冷空气活动过程。其天气的主要特点是剧烈降温和大风，有时还伴有雨、雪、雨凇或霜冻。出现时间：9-次年5月春季的3月和秋季9-11寒潮和强冷空气最为频繁4寒潮的标准：中央气象台的寒潮标准规定，以过程降温与温度负距平相结合来划定冷空气活动强度。过程降温是指冷空气影响过程始末，日平均气温的最高值与最低值之差。温度距平是指冷空气影响过程中最低日平均气温与该日所在旬的多年旬平均气温之差。5单站冷空气强度标准过程降温（℃）温度负距平绝对值（℃）冷空气强度等级≥10≥5寒潮8—94强冷空气5—7≤3一般冷空气6二、源地和路径1源地①新地岛以西洋面上冷空气经巴伦支海、前苏联欧洲地区进入我国。它出现次数最多，达到寒潮强度的也最多。②新地岛以东洋面上冷空气大多数经喀拉海、太梅尔半岛、前苏联地区进入我国。它出现次数虽少，但气温低，可达寒潮强度。③冰岛以南洋面上冷空气经前苏联欧洲南部或地中海、黑海、里海进入我国。它出现次数较多，但温度不很低，一般达不到寒潮强度，但如果与其它源地的冷空气汇合后也可达到寒潮强度。72寒潮关键区据中央气象台统计资料，95%的冷空气都要经过西伯利亚中部（70°-90°E，43°-65°N）地区并在那里积累加强，这个地区就称为寒潮关键区。8新地岛冰岛喀拉海巴伦支海鄂霍茨克海Ⅰ西北路径Ⅱ超极地路径Ⅲ西方路径寒潮路径93冷空气入侵我国的路径（4条）（1）西北路（中路）天气：在长江以北以偏北大风和降温为主，到江南以后，则因南支锋区波动活跃可能发展伴有雨雪天气。关键区蒙古河套附近长江中下游和江南地区南下10（2）东路天气：渤海、黄海、黄河下游及长江下游出现东北大风，华北、华东出现回流天气，气温较低，并有连阴雨雪天气。关键区蒙古华北北部经渤海侵入华北冷空气主力东移低空冷空气转向西南黄河下游南下两湖盆地下游11（3）西路天气：降温幅度不大，不过当南支锋区波动与北支锋区波动同位相而叠加时，亦可造成明显的降温。关键区新疆、青海、西藏高原东侧南下西北、西南及江南12（4）东路加西路东路冷空气从河套下游南下，西路冷空气从青海东南下，两股冷空气常在黄土高原东侧，黄河、长江之间汇合，汇合时造成大范围的雨雪天气，接着两股冷空气合并南下，出现大风和明显降温。13一、极涡1定义：北半球冬季极区对流层中上层500hPa上的绕极区气旋式涡旋，称为极涡。•它是大规模极寒冷空气的象征，地面为浅薄冷高压，700hPa转为低压环流§6.2寒潮天气系统142极涡的活动范围和维持时间极涡中心出现频数最多且最集中的地区是以极地为中心向亚洲北部新地岛以东的喀拉海、太梅尔半岛和中西伯利亚伸展，另一端则伸向北美洲的加拿大东部。极涡活动平均持续天数超过5天。3极涡的移动路径①经向性运动②纬向性运动③转游性运动154极涡的分类（依据100hPa环流）①绕极型：北半球只有一个极涡中心，位于80°N以北的极点附近的环流称为绕极型。②偏心型：北半球只有一个极涡，中心位于80°N以南,整个半球呈不对称的单波型，有位于西伯利亚东部到阿拉斯加暖脊，欧亚大陆高纬度为一个椭圆型冷涡。16③偶极型：极涡分裂为两个中心，分别位于亚洲北部和加拿大，整个北半球高纬环流呈典型双波绕极。④多极型：北半球有三个或三个以上的极涡中心，整个北半球形成三波绕极分布，波槽的位置与冬季平均大槽位置接近。17极涡对我国寒潮天气的指示意义只有极涡分裂变形，才有利于寒潮冷空气的形成18二、极地高压1定义：①500hPa图上有完整的反气旋环流，能分析出不少于一根闭合等高线;②有相当范围的单独的暖中心与位势高度场配合；③暖性高压主体在70°N以北；④高压维持三天以上。192极地高压的形成由中高纬度的阻塞高压进入极地而形成，与中、高纬阻塞形势的建立过程类似。20极地高压的天气意义由于中高纬阻高形成并加强，进入极地并维持而使极涡分裂变形，有利于寒潮冷空气形成而中高纬阻高进入极地是由于极地高压向南衰退，与西风带长波脊叠加造成（正变高叠加使脊加强，利于阻高形成）。21三、寒潮地面高压含义：寒潮全过程中冷锋后地面高压，多数属于热力不对称系统，高压前部有强冷平流；后部则为暖平流，中心区温度平流趋于零，少数高压始终为冷性。可表示冷空气强弱，中心移动路径可作为冷空气的移动路径。注意：寒潮地面高压与阻塞高压的区别22四、寒潮冷锋在寒潮地面高压的前缘都有一条强度较强的冷锋作为寒潮的前锋，它随高度向冷空气一侧倾斜，在高空等压面上对应有很强的锋区，锋区结构上宽下窄在300hPa及以下各等压面上均有明显的冷槽和锋区移动路径引导气流和引导槽23§6.3寒潮天气过程寒潮中期天气过程两个大洋中暖脊在中期天气过程中的作用寒潮的短中期天气过程各类寒潮天气过程的特点比较241．含义：寒潮是大范围的强冷空气在一定环流形势下向南爆发的现象，是一种大型天气过程。其整个生命史中，往往与半球范围的超长波、长波活动有密切关系，有在这些不同尺度系统的相互作用中表现出阶段性特点，构成中期过程。中期过程是寒潮爆发前的大的环流背景。一、寒潮中期天气过程252．中期天气过程的分类a.倒“Ω”流型（占全国性寒潮70~80%）b.极涡偏心型c.大型槽脊东移型263倒Ω流型演变特征(三个阶段)a.初始阶段：两个大洋北部脊向极地发展，极涡一分为二，分别移到东、西两半球，（或极涡偏于东半球），则东半球为两个大洋脊挟持一个大极涡，形成大倒Ω流型2728b.酝酿阶段：大倒Ω流型向亚洲地区收缩，形成东亚地区倒Ω流型，亚洲极涡加强并南压，极涡底部锋区加强，锋区上常有长波发展或横槽缓慢南压，形成强冷空气酝酿形势。29c.爆发阶段：中纬度长波急速发展，或横槽转竖、或横槽南压，引导冷空气侵袭我国。最后东亚大槽加深重建，过程结束整个寒潮中期天气过程，由两个大洋暖高压脊发展——寒潮爆发——东亚大槽重建，一般为期2-3周。3031二、两个大洋中暖脊在中期天气过程中的作用东亚倒Ω流型的建立主要是乌拉尔山和鄂霍次克海两个地区有高压脊向极区发展，并在北冰洋形成反气旋打通而形成。预报员常把乌拉尔山的高压脊作为预报寒潮和强冷空气的关键系统。综上所述，寒潮中期预报的关键系统应是两个大洋上的暖性高压脊。321乌拉尔山高压脊的发展过程分为三类：⑴补充型⑵叠加型⑶结合型33大西洋暖脊的正变高区叠加补充型(b)(a)34极地高压西移结合型(a)(b)352鄂霍次克海高压脊的发展分两类：⑴阿拉斯加高压脊西退到鄂霍次克海发展而成;⑵由阿拉斯加脊分裂出闭合高压（极地高压），极地高压西移到东西伯利亚、鄂霍茨克海与该地区的弱脊合并而成。36三、寒潮的短中期天气过程分为三大类：（1）小槽发展型（2）低槽东移型（3）横槽型37（1）小槽发展型寒潮（脊前不稳定小槽东移发展型）381963年12月19日20时500hPa等压面图391963年12月21日20时500hPa等压面图40两支槽构成阶梯，形成疏散状等高线1963年12月22日20时500hPa等压面图41本次过程实质是通过不稳定小槽、小脊发展，把从大西洋到东西伯利亚的大倒Ω流型演变为东亚倒Ω流型的过程，引导新地岛以西冷空气南下，取西北路径经西伯利亚、蒙古入侵我国。预报中注意：涡度平流，热成风涡度平流、温度平流对槽脊发展的贡献，并注意地形的影响以及等高线的形状、上下游效应和长波调整。421963年12月22日20时地面图431963年12月19－25日综合动态图44（2）低槽东移型寒潮含义：欧洲小槽东移过程中，有来自北方的新鲜冷空气并入，使小槽发展，导致寒潮过程。赶槽：在一个低槽的上游又有另外一个移速更快的槽追赶而来，这个槽称为赶槽。45(1)低槽东移过程中，有新鲜冷空气或贝加尔北部残留的冷空气合并使冷空气强度加强。(2)低槽东移到乌拉尔山以东时，从黑海到里海有明显的暖平流，脊前西北气流加强，促使新鲜冷空气从新地岛加速南下与原低槽中的冷空气合并。46(3)蒙古气旋、东北低压强烈发展又向东北移去，有利于冷空气主力向东偏北移。黄河气旋及江淮气旋发展将导致冷空气南下而爆发寒潮。47481970年11月9日08时地面图491970年11月10日08时500hPa高空及地面冷锋位置50此槽快速东南移动，配合－44冷中心，能否与东移的冷空气合并成为寒潮的关键1970年11月11日08时500hPa等压面图511970年11月11日08时地面天气图52两股冷空气合并，槽后脊的发展及槽的加深，使冷空气南下1970年11月12日08时500hPa等压面图531970年11月12日08时地面天气图541970年11月10-15日地面－△T24中心演示图551970年11月10-16日地面＋△P24中心演示图561970年11月9-15日综合动态图——为08时500hPa图上的槽线○地面图上冷高压的位置57低槽东移型寒潮要注意两股冷空气合并，本个例中，冷空气在12日合并加强，寒潮地面高压也大大加强。而冷空气的合并要注意喀拉海的槽移速快，冷中心强度达到-44度，它的加入使西来的冷空气大大加强58（3）横槽转竖型寒潮含义：东亚倒Ω流型建立时，极涡向西伸出一个东-西走向槽，槽前后是偏北风（340°－20°）与偏西风（300°－250°）的切变。冷空气向南爆发的三种情况：横槽转竖低层变形场锋生横槽旋转南下59横槽转竖原因：i.横槽两侧温压场结构发生变化ii.横槽前方形成“阶梯槽”iii.阻高的崩溃601972年3月25日20时500hPa等压面图61阻高建立，冷空气在横槽北部堆积1972年3月27日08时500hPa等压面图621972年3月28日08时500hPa等压面图63温度场振幅大于高度场，横槽后有暖平流，槽前有疏散等高线和冷平流，将转竖1972年3月29日08时500hPa等压面图641972年3月29日08时850hPa等压面图651972年3月30日08时500hPa等压面图661972年3月31日08时500hPa等压面图671972年3月28-31日综合动态图细线为08时500hPa槽线，波线为08时500hPa脊线，○地面图上冷高压的位置68c.预报着眼点i.温压场结构方面ii.风场转变方面iii.阻高是否崩溃或不连续后退方面iv.长波调整方面69低层变形场作用701969年1月26日08时500hPa等压面图711969年1月26日08时850hPa等压面图东槽前的变形场，北部的冷空气借助变性场后部的偏北气流从低空扩散南下72西槽1969年1月26日20时500hPa等压面图731969年1月26日20时700hPa等压面图741969年1月27日08时地面天气图751969年1月25－31日冷空气活动综合动态图76贵阳1969年1月29日19时探空曲线(雨凇发生)暖层使冰晶、雪花融化为水滴低层低温形成过冷却水滴77（4）横槽旋转南下500hPa上为东亚倒Ω流型，极地高压经太梅尔半岛将极涡推至贝加尔湖附近，但横槽只是绕极涡中心旋转，使得冷空气只影响我国北方，当有南支槽接应时，则会影响我国南方。781972年12月8日08时500hPa等压面图791972年12月9日08时500hPa等压面图801972年12月10日08时500hPa等压面图811972年12月11日08时500hPa等压面图821972年12月12日08时500hPa等压面图831972年12月8-12日综合动态图●为500hPa低中心，－为500hPa槽线，○地面图上冷高中心，D为地面低中心8日到10日，高空槽旋转为东北-西南向，而地面冷高压中心大幅度南压，地面冷锋向东南方向旋转84四、各类寒潮天气过程的特点比较1．共同点：①冷空