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摘要 利用常规资料、ECWMF数值预报产品、FY2红外云图等资料对乌鲁木齐市2018年11月一场持续性降雪降温过程环流形势、动力、能量诊断及数值预报检验产品进行分析。此次天气受东欧高压脊缓慢东南移动，西伯利亚至中亚咸海一带低槽东移南下影响，亚洲高压中心前部向东南移动，冷暖气流交界处相互作用加强，1 050 hPa高压控制乌鲁木齐地区，24 h内降温幅度达11.5℃，出现中雪级别以上天气，引发寒潮。西伯利亚低槽是此次寒潮天气的主要影响系统。
关键词 乌鲁木齐;低温降雪;寒潮天气;成因分析
中图分类号：P458 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2021）05–0076–02
寒潮是我国西北地区冬、春季常见的灾害性天气之一。乌鲁木齐市地处天山北坡，准噶尔盆地南部，由于深处大陆腹地，距离海洋远，此地干旱少雨，寒暑变化剧烈，冬、春季冷空气活动频繁，常带来大风、降温、降雪寒潮天气[1-3]。乌鲁木齐2018年11月12—14日出现了低温寒潮降雪天气。本次寒潮天气过程影响范围大，局部地区出现大到暴雪，最大降雪中心出现在新疆首府乌鲁木齐市，此次低温寒潮降雪造成路面结冰、电杆折断、农作物受冻严重，导致严重经济损失[4]。针对此次寒潮降温天气过程的天气实况、成因等进行分析，以供开展此类天气的预报工作提供参考[5]。
1 天气实况
受强冷空气影响，2018年11月12日下午开始乌鲁木齐大部区域先后出现雨夹雪转雪，48 h内城区最低气温下降13.8℃，其余区最低气温下降8℃～11℃，累计降雪量达16.6 mm。12日白天至上午，乌鲁木齐地区雨夹雪转大雪，降雪深度达到6.3～12.8 mm;全疆大部普遍出现5级以上西北风，13站风力大于12级，极大风速19.4 m/s，塔城地区托里县加尔巴斯洪沟站瞬间极大风速为50 m/s，全疆17个站出现沙尘暴，8个站出现强沙尘暴，4个站出现特强沙尘暴，最小能见度不足200 m;全疆過程降温幅度在7.0℃～22.6℃，过程最低气温在-31.1℃～-6.4℃，13日最低气温降至-13.6℃，积雪深度达4～15 mm。新疆气象台2018年11月12日11：00发布寒潮黄色预警信号，其中青河、白杨沟、小渠子等26站（占全疆25%）达到单站寒潮标准，气温降幅大，冷空气过后，本市大部地区平均气温降至0℃以下，对城市运行、交通出行及电力输送等影响较大，对牧业生产也有不利影响。
2 天气成因
2.1 环流形势分析
10日08：00，新疆国境线以北受深厚低涡控制，北疆受低涡底部偏西气流影响。10日20：00，东欧脊和中亚低涡旋均向东南移动，涡底短波槽经向度增大。受西南暖湿气流影响，11日08：00（图1a）东欧脊继续东移，西西伯利亚利亚低槽中心移动至巴尔喀什湖附近。12日08：00（图1b），东欧脊前偏北风较强，西西伯利亚低槽前西风带锋面活动增强，等高线密集且温度槽落后高度槽，低压槽中槽线随高度倾斜方向与槽移动方向相反，高度槽加深，利于锋生。乌鲁木齐市降雪降温于12日午后13：00开始。12日08：00，根据地面自动站数据及红外云图分析，北疆地区大部出现降雪天气，西南东北向云带出现在新疆北部边境地区，12日20：00至次日20：00，东欧高压脊向南回落至54°N附近，脊顶向东发展，西西伯利亚冷槽分裂为南北两支，北部分向东北行进，南部分则东移至南疆地区。随着北部系统东移，13日乌鲁木齐市降雪天气趋于结束。
寒潮来临前，位于东欧至里海北部的1 050 hPa高压中心东移南伸，对应冷锋锋区不断南压，12日上午11：00左右进入乌鲁木齐市附近，锋区也随之加强活动且东移，12日20：00进入市区范围内，13日上午08：00后逐渐移出乌鲁木齐地区，本地区降雪过程趋于结束。此时乌鲁木齐市高压达到1 050 hPa且伴有强烈降温。12日20：00较前一日20：00降温幅度达11.7℃。13日早08：00较12日早08：00降温幅度达11.2℃。12日08：00至20：00温度露点差显示，0℃～4℃高湿区从西北国境线不断向东南移动，乌鲁木齐地区高湿区维持24 h，提供了充足的水汽。
2.2 动力和能量场分析
从此次天气过程垂直速度场分析，12日04：00开始，气流垂直运动发展强烈，在乌鲁木齐地区上游有-47 hPa/s强上升运动中心，12日早8：00乌鲁木齐地区垂直运动-35 hPa/s，12日15：00 750 hPa高空层出现强垂直上升气流区，为降雪天气出现提供动力抬升条件。石河子至乌鲁木齐一线达到-47～47 hPa/s，在南北两侧有强下沉运动区，于40N°～45N°出现形似Ω型的动力性垂直环流圈，说明出现降雪区域冷暖空气交换运动强烈，暖湿空气上升运动区两侧干冷下沉气流利于不稳定能量释放。12日8：00 750 hPa高空乌鲁木齐偏西偏北地区被西南风和偏西风控制，风速达15～19 m/s，乌鲁木齐西北地区存在12.2 m/s的西南风，并在该地区出现了风向气旋式辐合区，850 hPa乌鲁木齐地区存在显著的风场辐合区，为大雪天气出现提供了动力条件。通过分析乌鲁木齐地区750 hPa和850 hPa假相当位温发现，12日8：00至13日8：00出现明显能量释放，750 hPa由25.8℃骤降至11.4℃，850 hPa由18.7℃骤降至2.2℃，能量大量释放，说明强冷空气入侵。12—13日寒潮天气前后高低空形势和涡度场反映，乌鲁木齐地区位于正涡度前部和负涡度后部，正处于后侧等压梯度力最大处和槽前西南急流、850 hPa冷切变及地面冷锋重合区域内。在10日20：00，巴尔喀什湖附近250 hPa上存在50 m/s的急流，500 hPa上为35 m/s，750 hPa上为26 m/s。说明西南急流上一定强度正涡度向降雪区域输送，有利于乌鲁木齐地区上空低值系统和锋面维持加强。 2.3 数值模式预报检验
根据500 hPa高度场实况和ECMWF500 hPa高度场预报，东欧高压脊引导西西伯利亚低压涡旋逆转，下侧分出短波不断向东南移动影响乌鲁木齐地区，在移动过程中冷暖空气交接面不断增强且南压，在12日下午乌鲁木齐地区出现普遍降雪，20：00短波槽分裂为南北两支，在帕米尔高原附近的短波槽东北收的过程中继续影响乌鲁木齐地区，从而导致乌鲁木齐市12日下午至晚间降温幅度大且普降雨雪。实况500 hPa高度场和预报高度场48 h内一致。通过分析ECMWF细网格海平面气压场得知，12日20：00乌鲁木齐地区高压为1 035 hPa，13日20：00达到1 045 hPa，与实况大致相符。受明显高压控制，气温骤降，出现寒潮。从850 hPa温度场预报看，10日20：00 48 h预报乌鲁木齐地区降温幅度为11.6℃，72 h继续降温3.6℃，降温幅度达到15.2℃，与实况相符。13日晚间至次日凌晨降雪停止，过程中由于积雪辐射降温，14日早晨气温达到最低。以20：00为初始场的预报模式场，从EC细网格格点时间和空间剖面分析可知：12日上午11：00高低空湿度增加，一直持续至次日上午10：00，低层辐合高空辐散的配置有利于降雪。本次过程ECMWF总降水累积预报乌鲁木齐附近格点预报最大值为10 mm，模式总降水预报对实际降水落区的模拟较好，对降水量的模拟略低，但有一定的指导意义[6-9]。
3 结论
（1）本次低温寒潮降雪天气过程有良好的高低空配置，而且动力条件、不稳定能量条件表现显著，东欧涨脊，脊顶东伸导致西西伯利亚低压槽南下，1 050 hPa高压控制乌鲁木齐地区且天气变温显著，区域内普降雨雪，有明显的寒潮天气特征。
（2）ECMWF细网格资料对此次寒潮天气过程的高度场、海平面气压场、变温、降雨量模拟较为准确，对此类冷锋降雪预报有较高的参考价值。
参考文献
[1] 庄晓翠，李健丽，李博渊，等.天山北坡2次暴雪过程机理分析[J].沙漠与绿洲气象：新疆气象， 2019， 31（1）： 29-38.
[2] 王宏，王萬筠，马凤莲，等.河北北部一次区域性暴雪过程的湿位涡分析[J].沙漠与绿洲气象：新疆气象，2010， 4（3）： 26-29.
[3] 晋绿生，赵俊荣.低空急流与阿勒泰暖区大暴雪[J].沙漠与绿洲气象，2004（2）： 13-15.
[4] 庄晓翠，李博渊，陈春艳.新疆北部一次暖区与冷锋暴雪并存的天气过程分析[J].气候与环境研究，2016，21（1）：17-28.
[5] 刘晶，李娜，陈春艳.新疆北部一次暖区暴雪过程锋面结构及中尺度云团分析[J]. 高原气象， 2018， 37（1）：158-166.
[6] 万瑜，窭新英.新疆中天山一次城市暴雪过程诊断分析[J].气象与环境学报， 2013（6）： 8-4.
[7] 刘畅，杨成芳，张少林，等.一次晚春暴雪天气成因分析[J].气象科技，2014， 42（5）： 874-880， 892.
[8] 宋喜军，王宏，王蓉蓉，等.承德地区罕见暴雪天气过程的湿位涡分析[J].内蒙古气象， 2014（5）： 23-25.
[9] 鲁坦，乔春贵，谷秀杰，等.河南省一次区域暴雪和雾凇天气分析[J]. 河南气象， 2007（S1）： 86-89.
责任编辑：黄艳飞
Analysis on the Causes of Low Temperature Cold Wave Snowfall Weather in Urumqi on November 12-13， 2018
AN Da-wei （Xinjiang Meteorological Station， Urumqi， Xinjiang 830002）
Abstract Using conventional data， ECWMF numerical prediction products， FY2 infrared cloud image and other data， the circulation situation， dynamics， energy diagnosis and numerical prediction test products of a continuous snowfall cooling process in Urumqi in November 2018 were analyzed. The weather was affected by the slow southeast movement of the ridge of high pressure in Eastern Europe， the eastward and southward movement of the trough from Siberia to the Aral Sea in Central Asia， the southeast movement of the front part of the Asian high pressure center， the strengthened interaction between cold and warm air flow， the 1 050 hPa high pressure controlling Urumqi area， the cooling range reached 11.5℃ within 24 h， and the weather above moderate snow level appeared， causing cold wave. The Siberian trough is the main influence system of the cold wave.
Key words Urumqi; Low temperature and snowfall; Cold wave weather; Cause analysis
关键词 乌鲁木齐;低温降雪;寒潮天气;成因分析
中图分类号：P458 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2021）05–0076–02
寒潮是我国西北地区冬、春季常见的灾害性天气之一。乌鲁木齐市地处天山北坡，准噶尔盆地南部，由于深处大陆腹地，距离海洋远，此地干旱少雨，寒暑变化剧烈，冬、春季冷空气活动频繁，常带来大风、降温、降雪寒潮天气[1-3]。乌鲁木齐2018年11月12—14日出现了低温寒潮降雪天气。本次寒潮天气过程影响范围大，局部地区出现大到暴雪，最大降雪中心出现在新疆首府乌鲁木齐市，此次低温寒潮降雪造成路面结冰、电杆折断、农作物受冻严重，导致严重经济损失[4]。针对此次寒潮降温天气过程的天气实况、成因等进行分析，以供开展此类天气的预报工作提供参考[5]。
1 天气实况
受强冷空气影响，2018年11月12日下午开始乌鲁木齐大部区域先后出现雨夹雪转雪，48 h内城区最低气温下降13.8℃，其余区最低气温下降8℃～11℃，累计降雪量达16.6 mm。12日白天至上午，乌鲁木齐地区雨夹雪转大雪，降雪深度达到6.3～12.8 mm;全疆大部普遍出现5级以上西北风，13站风力大于12级，极大风速19.4 m/s，塔城地区托里县加尔巴斯洪沟站瞬间极大风速为50 m/s，全疆17个站出现沙尘暴，8个站出现强沙尘暴，4个站出现特强沙尘暴，最小能见度不足200 m;全疆過程降温幅度在7.0℃～22.6℃，过程最低气温在-31.1℃～-6.4℃，13日最低气温降至-13.6℃，积雪深度达4～15 mm。新疆气象台2018年11月12日11：00发布寒潮黄色预警信号，其中青河、白杨沟、小渠子等26站（占全疆25%）达到单站寒潮标准，气温降幅大，冷空气过后，本市大部地区平均气温降至0℃以下，对城市运行、交通出行及电力输送等影响较大，对牧业生产也有不利影响。
2 天气成因
2.1 环流形势分析
10日08：00，新疆国境线以北受深厚低涡控制，北疆受低涡底部偏西气流影响。10日20：00，东欧脊和中亚低涡旋均向东南移动，涡底短波槽经向度增大。受西南暖湿气流影响，11日08：00（图1a）东欧脊继续东移，西西伯利亚利亚低槽中心移动至巴尔喀什湖附近。12日08：00（图1b），东欧脊前偏北风较强，西西伯利亚低槽前西风带锋面活动增强，等高线密集且温度槽落后高度槽，低压槽中槽线随高度倾斜方向与槽移动方向相反，高度槽加深，利于锋生。乌鲁木齐市降雪降温于12日午后13：00开始。12日08：00，根据地面自动站数据及红外云图分析，北疆地区大部出现降雪天气，西南东北向云带出现在新疆北部边境地区，12日20：00至次日20：00，东欧高压脊向南回落至54°N附近，脊顶向东发展，西西伯利亚冷槽分裂为南北两支，北部分向东北行进，南部分则东移至南疆地区。随着北部系统东移，13日乌鲁木齐市降雪天气趋于结束。
寒潮来临前，位于东欧至里海北部的1 050 hPa高压中心东移南伸，对应冷锋锋区不断南压，12日上午11：00左右进入乌鲁木齐市附近，锋区也随之加强活动且东移，12日20：00进入市区范围内，13日上午08：00后逐渐移出乌鲁木齐地区，本地区降雪过程趋于结束。此时乌鲁木齐市高压达到1 050 hPa且伴有强烈降温。12日20：00较前一日20：00降温幅度达11.7℃。13日早08：00较12日早08：00降温幅度达11.2℃。12日08：00至20：00温度露点差显示，0℃～4℃高湿区从西北国境线不断向东南移动，乌鲁木齐地区高湿区维持24 h，提供了充足的水汽。
2.2 动力和能量场分析
从此次天气过程垂直速度场分析，12日04：00开始，气流垂直运动发展强烈，在乌鲁木齐地区上游有-47 hPa/s强上升运动中心，12日早8：00乌鲁木齐地区垂直运动-35 hPa/s，12日15：00 750 hPa高空层出现强垂直上升气流区，为降雪天气出现提供动力抬升条件。石河子至乌鲁木齐一线达到-47～47 hPa/s，在南北两侧有强下沉运动区，于40N°～45N°出现形似Ω型的动力性垂直环流圈，说明出现降雪区域冷暖空气交换运动强烈，暖湿空气上升运动区两侧干冷下沉气流利于不稳定能量释放。12日8：00 750 hPa高空乌鲁木齐偏西偏北地区被西南风和偏西风控制，风速达15～19 m/s，乌鲁木齐西北地区存在12.2 m/s的西南风，并在该地区出现了风向气旋式辐合区，850 hPa乌鲁木齐地区存在显著的风场辐合区，为大雪天气出现提供了动力条件。通过分析乌鲁木齐地区750 hPa和850 hPa假相当位温发现，12日8：00至13日8：00出现明显能量释放，750 hPa由25.8℃骤降至11.4℃，850 hPa由18.7℃骤降至2.2℃，能量大量释放，说明强冷空气入侵。12—13日寒潮天气前后高低空形势和涡度场反映，乌鲁木齐地区位于正涡度前部和负涡度后部，正处于后侧等压梯度力最大处和槽前西南急流、850 hPa冷切变及地面冷锋重合区域内。在10日20：00，巴尔喀什湖附近250 hPa上存在50 m/s的急流，500 hPa上为35 m/s，750 hPa上为26 m/s。说明西南急流上一定强度正涡度向降雪区域输送，有利于乌鲁木齐地区上空低值系统和锋面维持加强。 2.3 数值模式预报检验
根据500 hPa高度场实况和ECMWF500 hPa高度场预报，东欧高压脊引导西西伯利亚低压涡旋逆转，下侧分出短波不断向东南移动影响乌鲁木齐地区，在移动过程中冷暖空气交接面不断增强且南压，在12日下午乌鲁木齐地区出现普遍降雪，20：00短波槽分裂为南北两支，在帕米尔高原附近的短波槽东北收的过程中继续影响乌鲁木齐地区，从而导致乌鲁木齐市12日下午至晚间降温幅度大且普降雨雪。实况500 hPa高度场和预报高度场48 h内一致。通过分析ECMWF细网格海平面气压场得知，12日20：00乌鲁木齐地区高压为1 035 hPa，13日20：00达到1 045 hPa，与实况大致相符。受明显高压控制，气温骤降，出现寒潮。从850 hPa温度场预报看，10日20：00 48 h预报乌鲁木齐地区降温幅度为11.6℃，72 h继续降温3.6℃，降温幅度达到15.2℃，与实况相符。13日晚间至次日凌晨降雪停止，过程中由于积雪辐射降温，14日早晨气温达到最低。以20：00为初始场的预报模式场，从EC细网格格点时间和空间剖面分析可知：12日上午11：00高低空湿度增加，一直持续至次日上午10：00，低层辐合高空辐散的配置有利于降雪。本次过程ECMWF总降水累积预报乌鲁木齐附近格点预报最大值为10 mm，模式总降水预报对实际降水落区的模拟较好，对降水量的模拟略低，但有一定的指导意义[6-9]。
3 结论
（1）本次低温寒潮降雪天气过程有良好的高低空配置，而且动力条件、不稳定能量条件表现显著，东欧涨脊，脊顶东伸导致西西伯利亚低压槽南下，1 050 hPa高压控制乌鲁木齐地区且天气变温显著，区域内普降雨雪，有明显的寒潮天气特征。
（2）ECMWF细网格资料对此次寒潮天气过程的高度场、海平面气压场、变温、降雨量模拟较为准确，对此类冷锋降雪预报有较高的参考价值。
参考文献
[1] 庄晓翠，李健丽，李博渊，等.天山北坡2次暴雪过程机理分析[J].沙漠与绿洲气象：新疆气象， 2019， 31（1）： 29-38.
[2] 王宏，王萬筠，马凤莲，等.河北北部一次区域性暴雪过程的湿位涡分析[J].沙漠与绿洲气象：新疆气象，2010， 4（3）： 26-29.
[3] 晋绿生，赵俊荣.低空急流与阿勒泰暖区大暴雪[J].沙漠与绿洲气象，2004（2）： 13-15.
[4] 庄晓翠，李博渊，陈春艳.新疆北部一次暖区与冷锋暴雪并存的天气过程分析[J].气候与环境研究，2016，21（1）：17-28.
[5] 刘晶，李娜，陈春艳.新疆北部一次暖区暴雪过程锋面结构及中尺度云团分析[J]. 高原气象， 2018， 37（1）：158-166.
[6] 万瑜，窭新英.新疆中天山一次城市暴雪过程诊断分析[J].气象与环境学报， 2013（6）： 8-4.
[7] 刘畅，杨成芳，张少林，等.一次晚春暴雪天气成因分析[J].气象科技，2014， 42（5）： 874-880， 892.
[8] 宋喜军，王宏，王蓉蓉，等.承德地区罕见暴雪天气过程的湿位涡分析[J].内蒙古气象， 2014（5）： 23-25.
[9] 鲁坦，乔春贵，谷秀杰，等.河南省一次区域暴雪和雾凇天气分析[J]. 河南气象， 2007（S1）： 86-89.
责任编辑：黄艳飞
Analysis on the Causes of Low Temperature Cold Wave Snowfall Weather in Urumqi on November 12-13， 2018
AN Da-wei （Xinjiang Meteorological Station， Urumqi， Xinjiang 830002）
Abstract Using conventional data， ECWMF numerical prediction products， FY2 infrared cloud image and other data， the circulation situation， dynamics， energy diagnosis and numerical prediction test products of a continuous snowfall cooling process in Urumqi in November 2018 were analyzed. The weather was affected by the slow southeast movement of the ridge of high pressure in Eastern Europe， the eastward and southward movement of the trough from Siberia to the Aral Sea in Central Asia， the southeast movement of the front part of the Asian high pressure center， the strengthened interaction between cold and warm air flow， the 1 050 hPa high pressure controlling Urumqi area， the cooling range reached 11.5℃ within 24 h， and the weather above moderate snow level appeared， causing cold wave. The Siberian trough is the main influence system of the cold wave.
Key words Urumqi; Low temperature and snowfall; Cold wave weather; Cause analysis