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摘要 2018年4月4—6日海南州出现大风降温天气过程，最大瞬时风速达到36.1 m/s。本文从高低空环流形势、物理量场等方面分析了此次天气过程，并检验了欧洲数值预报。结果表明，乌拉尔山高脊发展加强，脊前偏西北气流使低槽后部冷平流加强并引导低槽东移南压，是造成此次大风强降温天气过程的主要原因。
关键词 大风；降温；环流形势；物理量场；数值预报；青海海南；2018年4月4—6日
中图分类号 P458 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）16-0200-02
海南州处于青藏高原中东部，青海湖以南，具有显著的高原大陆性气候特征，冬季、春季、秋季冷空气活动频繁，当冷空气过境时往往会造成灾害性天气。大风是指瞬时风速 >17.0 m/s的风，强烈的大风是一种严重的灾害性天气。近年来，许多学者对各地区的大风天气特征以及预报方法开展了大量研究[1-3]。本文分析总结了海南州大风降温天气的特征，对于做好此类灾害性天气预报、服务地方经济具有重要的意义。
1 天气实况
受西西伯利亚低槽东移南压和北方强冷空气共同影响，2018年4月4—6日海南州出现了一次大范围的大风降温天气过程。从3日14：00开始，海南州北部地区陆续出现了大风天气，夜间较白天有所减弱。瞬时风速最大值出现在4日15：00的黑马河，达36.1 m/s，阵风风力12级（表1）。海南州5个县城区站点最大瞬时風速为13.3～25.5 m/s，风力为6～10级，5日风速普遍大于4日，6日凌晨风速减弱（表2）。海南州各地区日最高气温在5日有明显的下降，降温幅度为6.1～8.9 ℃，6日最高气温有所回升（表3）。
2 天气形势分析
2.1 高空环流形势
由图1可知，2018年4月4日8：00中高纬度为两槽两脊，两脊分别位于乌拉尔山地区和贝加尔湖地区，两槽分别位于西西伯利亚至北疆地区和我国东北地区。西西伯利亚地区有1个冷涡形成，冷涡中心低压值为512 hPa，配合有1个 -44 ℃冷中心，对应冷槽从45°N北伸到65°N。冷涡后部冷平流较强，使冷空气堆积，冷涡西侧与乌拉尔山高脊之间有1个较强的西北急流，随着冷空气不断加强，高脊前的西北急流推动冷槽不断东移南压并分裂出短波槽，影响青海省北部地区，短波槽上也有较强冷平流且持续发展。700、850 hPa与500 hPa形势场基本一致，但高层冷涡落后于低层，为后倾槽，斜压性强，有利于冷涡的发展[2]。在海南州36°N至北疆46°N之间，等温线密集，10个纬距里有6根等温线。由图2可知，5日8：00 500 hPa上，西西伯利亚低槽东移南压至蒙古地区，等温线和等高线变得更加密集，温度梯度和气压梯度加大，温度槽略落后于高度槽，乌拉尔山高脊发展加强，北伸至60°以北，海南州处于乌拉尔山脊前强西北气流控制，脊前等温线与等高线交角加大，冷涡后部冷平流较4日明显增强，使冷涡发展加深，为5日大风过程发展提供了有力条件。
200 hPa形势场上，从新疆地区到青海中北部到河西走廊地区有1支明显的强西风急流，锋区中大风风速最大值为44 m/s，海南州位于急流轴出口区右侧，高空急流为低层大气的运动提供了动量，使低层锋区加强，高空急流促使冷空气堆积速度加快，从而使锋区不断加强，造成了大风降温天气。
6日8：00 500 hPa，中高纬度分裂为宽广的一槽一脊，低槽东移至蒙古—河北以北地区，海南州受脊前西北气流控制，配合有冷平流，加上辐射降温，造成了6日的最低温度较5日降低了4.4～7.1 ℃，大风天气过程随着系统东移而结束。
2.2 地面形势演变
在2018年4月8：00，新疆南部至青海海西以西地区为1个强高压（图3），中心气压值为1 027.5 hPa，其东南部四川地区有1个1 000.0 hPa的低压中心，此时冷锋位于新疆近青海地区。新疆地区有较强的冷空气，北疆地区24 h最大变压为 13 hPa，冷空气分为2条路径，1条从柴达木进入青海，1条进入河西走廊。4日14：00地面，南疆地区出现浮尘天气，柴达木地区出现扬沙天气。4日20：00地面图上（图4），北疆地区24 h最大变压为 10 hPa，青海柴达木地区24 h最大变压为 10 hPa，海南州北部大部分地区出现大风天气。5日14：00地面上，1 038 hPa冷高压中心压到环湖地区，冷空气主力已达青海东北部及甘肃地区，海南州24 h最大变压为 7 hPa，较大的气压梯度使海南州大部分地区出现7级以上大风，共和地区和环湖地区风速在8～10级之间。
3 物理要素场分析
3.1 垂直速度场
分析垂直速度场可知，大风天气发生时，正垂直速度区的低层向东北部倾斜，反映出锋区的垂直运动特点[4]，锋前为抬升运动，锋后为下沉运动，强烈的下沉运动使高空风动量下传，从而使地面风速加大。
3.2 涡度
分析涡度场可知，500 hPa及以上高度有正涡度平流，有利于高层辐合，动量下传较强，从而使低层及地面风速增大。
4 欧洲数值预报产品检验
2018年4月4—5日的ECMWF 500 hPa形势场上，对此次强冷空气过程的主导系统变化有较好的预报，比较预报场与实况，西西伯利亚低槽的移动路径预报与实况比较吻合，总体显示了较强的预报能力。
分析ECMWF不同预报时效（24～72 h）海平面气压场可以看出，预报场的移动路径和实况场中的移动路径比较一致，但ECMWF上24 h正变压值比实况地面图上的数值大，准确指导了海南州的大风、强降温预报，具有较高的参考价值。
ECMWF 850 hPa温度场也准确预报了此次过程的降温幅度。850 hPa的温度预报中，提前4 d预报了4—5日海南州有6～8 ℃以上的降温，实况海南州5个县站降温6.1～8.9 ℃，降温幅度与ECMWF数值预报产品结果一致。
5 预报服务情况
针对此次天气过程，海南州气象台在4月2日发布了1周天气预报，在4月4日发布了清明节专题预报，均准确预报了此次大风降温天气过程。预报海南州北部有6～7级西北风，南部有5～6级西北风，最大风速可达10级，日最高气温下降8～10 ℃，并于5日9：40发布了全州大风黄色预警信号。无论影响时间、强度还是范围，预报结果均与此次天气过程较一致，收到了良好的社会效果。
6 结语
（1）乌拉尔山高脊发展加强，脊前偏西北气流使西西伯利亚低槽后部冷平流加强，并引导西西伯利亚低槽东移南压，造成了2018年4月4—6日海南州大风强降温天气过程。
（2）高空急流的形成为低层大气的加速运动提供了动量，使低层锋区加强，导致大气层结不稳定，为此次大风提供了有利的条件。
（3）地面上，海南州以北的地区24 h正变压值在 10 hPa以上，对强冷空气的入侵具有很好的指示意义。
（4）强烈的下沉运动使高空动量下传，从而使低层和地面风速加大。
（5）ECMWF 850 hPa温度趋势预报对强降温具有很好的指示意义。
7 参考文献
[1] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].4版.北京：气象出版社，2007.
[2] 王慧清.2012年呼伦贝尔市一次西南大风天气成因分析[J].内蒙古气象，2016（4）：25-26.
[3] 周翠芳，张广平.宁夏北部地区一次大风天气诊断分析[J].安徽农业科学，2009，37（14）：6520-6523.
[4] 梁明珠，骆丽楠，杨小萍，等.2000年春季大风特征分析[J].山西气象，2002（2）：20-22.
关键词 大风；降温；环流形势；物理量场；数值预报；青海海南；2018年4月4—6日
中图分类号 P458 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）16-0200-02
海南州处于青藏高原中东部，青海湖以南，具有显著的高原大陆性气候特征，冬季、春季、秋季冷空气活动频繁，当冷空气过境时往往会造成灾害性天气。大风是指瞬时风速 >17.0 m/s的风，强烈的大风是一种严重的灾害性天气。近年来，许多学者对各地区的大风天气特征以及预报方法开展了大量研究[1-3]。本文分析总结了海南州大风降温天气的特征，对于做好此类灾害性天气预报、服务地方经济具有重要的意义。
1 天气实况
受西西伯利亚低槽东移南压和北方强冷空气共同影响，2018年4月4—6日海南州出现了一次大范围的大风降温天气过程。从3日14：00开始，海南州北部地区陆续出现了大风天气，夜间较白天有所减弱。瞬时风速最大值出现在4日15：00的黑马河，达36.1 m/s，阵风风力12级（表1）。海南州5个县城区站点最大瞬时風速为13.3～25.5 m/s，风力为6～10级，5日风速普遍大于4日，6日凌晨风速减弱（表2）。海南州各地区日最高气温在5日有明显的下降，降温幅度为6.1～8.9 ℃，6日最高气温有所回升（表3）。
2 天气形势分析
2.1 高空环流形势
由图1可知，2018年4月4日8：00中高纬度为两槽两脊，两脊分别位于乌拉尔山地区和贝加尔湖地区，两槽分别位于西西伯利亚至北疆地区和我国东北地区。西西伯利亚地区有1个冷涡形成，冷涡中心低压值为512 hPa，配合有1个 -44 ℃冷中心，对应冷槽从45°N北伸到65°N。冷涡后部冷平流较强，使冷空气堆积，冷涡西侧与乌拉尔山高脊之间有1个较强的西北急流，随着冷空气不断加强，高脊前的西北急流推动冷槽不断东移南压并分裂出短波槽，影响青海省北部地区，短波槽上也有较强冷平流且持续发展。700、850 hPa与500 hPa形势场基本一致，但高层冷涡落后于低层，为后倾槽，斜压性强，有利于冷涡的发展[2]。在海南州36°N至北疆46°N之间，等温线密集，10个纬距里有6根等温线。由图2可知，5日8：00 500 hPa上，西西伯利亚低槽东移南压至蒙古地区，等温线和等高线变得更加密集，温度梯度和气压梯度加大，温度槽略落后于高度槽，乌拉尔山高脊发展加强，北伸至60°以北，海南州处于乌拉尔山脊前强西北气流控制，脊前等温线与等高线交角加大，冷涡后部冷平流较4日明显增强，使冷涡发展加深，为5日大风过程发展提供了有力条件。
200 hPa形势场上，从新疆地区到青海中北部到河西走廊地区有1支明显的强西风急流，锋区中大风风速最大值为44 m/s，海南州位于急流轴出口区右侧，高空急流为低层大气的运动提供了动量，使低层锋区加强，高空急流促使冷空气堆积速度加快，从而使锋区不断加强，造成了大风降温天气。
6日8：00 500 hPa，中高纬度分裂为宽广的一槽一脊，低槽东移至蒙古—河北以北地区，海南州受脊前西北气流控制，配合有冷平流，加上辐射降温，造成了6日的最低温度较5日降低了4.4～7.1 ℃，大风天气过程随着系统东移而结束。
2.2 地面形势演变
在2018年4月8：00，新疆南部至青海海西以西地区为1个强高压（图3），中心气压值为1 027.5 hPa，其东南部四川地区有1个1 000.0 hPa的低压中心，此时冷锋位于新疆近青海地区。新疆地区有较强的冷空气，北疆地区24 h最大变压为 13 hPa，冷空气分为2条路径，1条从柴达木进入青海，1条进入河西走廊。4日14：00地面，南疆地区出现浮尘天气，柴达木地区出现扬沙天气。4日20：00地面图上（图4），北疆地区24 h最大变压为 10 hPa，青海柴达木地区24 h最大变压为 10 hPa，海南州北部大部分地区出现大风天气。5日14：00地面上，1 038 hPa冷高压中心压到环湖地区，冷空气主力已达青海东北部及甘肃地区，海南州24 h最大变压为 7 hPa，较大的气压梯度使海南州大部分地区出现7级以上大风，共和地区和环湖地区风速在8～10级之间。
3 物理要素场分析
3.1 垂直速度场
分析垂直速度场可知，大风天气发生时，正垂直速度区的低层向东北部倾斜，反映出锋区的垂直运动特点[4]，锋前为抬升运动，锋后为下沉运动，强烈的下沉运动使高空风动量下传，从而使地面风速加大。
3.2 涡度
分析涡度场可知，500 hPa及以上高度有正涡度平流，有利于高层辐合，动量下传较强，从而使低层及地面风速增大。
4 欧洲数值预报产品检验
2018年4月4—5日的ECMWF 500 hPa形势场上，对此次强冷空气过程的主导系统变化有较好的预报，比较预报场与实况，西西伯利亚低槽的移动路径预报与实况比较吻合，总体显示了较强的预报能力。
分析ECMWF不同预报时效（24～72 h）海平面气压场可以看出，预报场的移动路径和实况场中的移动路径比较一致，但ECMWF上24 h正变压值比实况地面图上的数值大，准确指导了海南州的大风、强降温预报，具有较高的参考价值。
ECMWF 850 hPa温度场也准确预报了此次过程的降温幅度。850 hPa的温度预报中，提前4 d预报了4—5日海南州有6～8 ℃以上的降温，实况海南州5个县站降温6.1～8.9 ℃，降温幅度与ECMWF数值预报产品结果一致。
5 预报服务情况
针对此次天气过程，海南州气象台在4月2日发布了1周天气预报，在4月4日发布了清明节专题预报，均准确预报了此次大风降温天气过程。预报海南州北部有6～7级西北风，南部有5～6级西北风，最大风速可达10级，日最高气温下降8～10 ℃，并于5日9：40发布了全州大风黄色预警信号。无论影响时间、强度还是范围，预报结果均与此次天气过程较一致，收到了良好的社会效果。
6 结语
（1）乌拉尔山高脊发展加强，脊前偏西北气流使西西伯利亚低槽后部冷平流加强，并引导西西伯利亚低槽东移南压，造成了2018年4月4—6日海南州大风强降温天气过程。
（2）高空急流的形成为低层大气的加速运动提供了动量，使低层锋区加强，导致大气层结不稳定，为此次大风提供了有利的条件。
（3）地面上，海南州以北的地区24 h正变压值在 10 hPa以上，对强冷空气的入侵具有很好的指示意义。
（4）强烈的下沉运动使高空动量下传，从而使低层和地面风速加大。
（5）ECMWF 850 hPa温度趋势预报对强降温具有很好的指示意义。
7 参考文献
[1] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].4版.北京：气象出版社，2007.
[2] 王慧清.2012年呼伦贝尔市一次西南大风天气成因分析[J].内蒙古气象，2016（4）：25-26.
[3] 周翠芳，张广平.宁夏北部地区一次大风天气诊断分析[J].安徽农业科学，2009，37（14）：6520-6523.
[4] 梁明珠，骆丽楠，杨小萍，等.2000年春季大风特征分析[J].山西气象，2002（2）：20-22.