5.1 典型寒潮天气过程分析在线视频

同学们大家好

我是赵狄

欢迎大家来到天气学课堂

寒潮天气过程

是一种大规模的强冷空气活动过程

寒潮天气的主要特点

是剧烈降温和大风

有时还伴有雨

雪

霜冻

寒潮经常导致河流封冻

交通中断

农牧业受冻等

对人们的生活和生产

造成重要的影响

结合教材和前面线下课堂学习的知识

我们已经知道

我国寒潮的冷空气源地主要有三个

分别是新地岛以西的巴伦支海

新地岛以东的喀拉海

以及冰岛以南的大西洋洋面

来自这些寒冷洋面上的冷空气往往

会集聚到西伯利亚中部地区

然后再向我国进发

因此

西伯利亚中部这个

区域也被称为寒潮关键区

冷空气向我国进发的路径可以分为两段

第一段路径是从冷空气的源地到寒潮关键区

第二段是冷空气从寒潮关键区到达我国

第一段路径是从冷空气的源地到关键区

这个过程也是寒潮酝酿的主要过程

这段路径主要有三种类型

第一种是冷空气从新地岛以西洋面出发

经过巴伦支海

俄罗斯

欧洲地区

到达西伯利亚中部的寒潮关键区

被称为西北路路径

第二种是从新地岛以东洋面

经过喀拉海

泰梅尔半岛

俄罗斯等地区区域

到达关键区

被称为北路路径

第三种是西路路径

从冰岛以南洋面出发

经欧洲南部

或地中海黑海里海

最终到达关键区

第二段路径

是冷空气经关键区南下入侵我国的历程

这个阶段是寒潮爆发的重要阶段

主要有四种路径

第一种是西北路径

冷空气从关键区出发

先到达蒙古

河套地区

往往带来大风

降温天气

然后再继续南下到达江淮区域

为江淮地区带来雨雪天气

第二种是东路路径

冷空气从关键区经蒙古到达华北北部

在冷空气主力继续东移的同时

低空的冷空气又折向西南

经渤海

华北北部

黄河下游继续南下

往往伴随着东北大风

第三种是西路

冷空气从关键区经新疆

青藏高原东部南下

主要影响我国西北

西南江南等地区

这种冷空气路径较多

但强度一般不太强

此外

当东路冷空从河套下游南下

而西路冷空气从青海东南下

两路冷空气将会汇合于黄土高原东侧

或者长江流域

造成大范围雨雪

降温天气

这种形势被称为东路加西路路径

此外还有一条东北路不经过关键区

直接从西伯利亚进入东北

常造成哈尔滨等地的降温

第一阶段主要是冷空气聚集和酝酿的阶段

在这一阶段冷空气的路径预报

主要关注500百帕高空槽的发展和移动

而第二阶段主要是冷空气集聚后

向我国全面爆发的阶段

第二阶段冷空气路径的预报

主要看地面冷高压和冷锋的移动路径

根据多年的实践和研究

普遍把我国的寒潮中短期

天气形势归纳为三个大类型

分别为小槽发展型

低槽东移型和横槽型

这也是常见的影响我国的三种寒潮类型

提醒大家注意

这里的寒潮类型

主要是指从寒潮发生的前期

到爆发的500百帕高空形势

环流演变的类型

每一类寒潮天气形势的特点

将在线下课堂中具体讲授

这三类寒潮类型中

以横槽型寒潮发展最为迅猛

影响也较为恶劣

是寒潮预报中的重点和难点

这里我们重点以典型案例分析的形势

为大家介绍横槽型

寒潮天气过程和分析思路

以加深同学们对寒潮分析理论的理解

和对寒潮预报的实践应用

这个寒潮案例

是2008年12月初发生的一次寒潮过程

2008年12月2到6日

受寒潮天气影响

我国北方和中东部大部地区

日最低气温下降幅度

普遍有10到16摄氏度

其中东北部分地区降温幅度达到

18到24摄氏度

局部地区降温达到26 摄氏度

长江中下游及其以北地区出现了

4到6级偏北大风

东部和南部海区出现了7到9级大风

这次寒潮过程降温幅度较大

影响范围也较广

寒潮天气过程主要分为

寒潮酝酿和寒潮爆发两个阶段

我们先来看第一个阶段

寒潮的酝酿过程

这次寒潮过程发生在12月2到6日

早在11月28日

从500百帕高度场就可以看到

极涡显著向南扩张

冰岛以南的大西洋洋面上已经

出现了一个小槽

从填色场表示的850百帕温度平流

可以看出

槽中已经堆积了来自于极涡的强烈冷平流

属于发展型小槽

从11月28日

到12月1日的500百帕高度场

和850百帕温度平流场动态变化图上

可以清楚的看到

大西洋北部的这个发展型小槽

一边发展

一边东移

槽中不断的聚集冷空气和冷平流

乌拉尔山附近的脊

也在暖平流的作用下不断发展

同时

下游鄂霍次克海西侧也有一个脊发展

整个高纬度地区呈现为两脊一槽的形势

而在极区

随着极涡的向南扩张

还不断有新鲜冷空气补充南下

11月29日

从地面气压场分布可以看到

从乌拉尔山到寒潮关键区东侧

已经形成了强大的地面冷高压系统

冷中心强度已超过1030百帕

在地面产生了较强的正变压

地面冷高压的前部出现了强烈的冷平流

这意味着冷空气的酝酿已初具规模

从11月29日到12月1日

地面冷高压不断加强

东移

对应的24小时变压场显示有强烈正变压

除了来自大西洋的冷平流之外

极涡还不断分裂出新的冷空气补充进来

冷空气得到充分的酝酿和集聚

在寒潮爆发前夕的12月1日

对流层中层

中高纬环流形势已演变为两槽一脊的形势

在我国西北侧出现了一个强大的横槽

槽中冷空气势力强大

且非常深厚

从高空到地面均有很强的冷空气盘踞

在寒潮关键区附近的地面上

形成了强大的冷高压系统

冷高压强度已超过1035百帕

并且

由于强冷空气的集聚

北方的冷空气与南方的暖空气

形成了强烈的温度对比

在500百帕图上可以看到

我国北方有一支强劲的西风急流出现

寒潮冷空气已经完成酝酿和聚集

蓄势待发

寒潮的第一阶段酝酿阶段基本完成

在第一阶段

寒潮酝酿阶段

需要重点关注高空槽的发展

结合前面学习过的高空形势预报方程理论

我们可以知道

温度平流是使得高空槽发展的重要原因

也是第一阶段冷空气在高空槽内堆积

最终形成大横槽的原因

在今天给大家

展示的这个典型寒潮天气个例中

除了来自北大西洋北部

斜压性低槽后的冷平流作用之外

乌拉尔山脊前暖平流的作用也要关注

而冷空气的来源和路径

既有来源于大西洋洋面冷空气沿着

西路向关键区进发

也有极涡分裂的冷空气

沿着极地偏北路径补充并入

我们再来继续关注第二阶段

寒潮的爆发阶段

在12月2日08时

横槽后部出现了暖平流

横槽开始转竖

且我国北部

西风急流入口区左侧

有较强的正涡度平流

使得槽向东移动

中高纬地区

前期稳定的阻塞环流形势开始崩溃

寒潮天气过程一触即发

此次寒潮过程

最终于12月2日20时正式爆发

从12月1日到12月6日的环流演变图

可以清晰的看到

伴随着强烈的偏北大风

强冷空气沿西北路径

从关键区向东南方向横扫而下

影响我国大部分地区

过程最强冷平流超过40个单位

局部最强过程降温达到20度以上

在山东半岛一带还带来了雨雪天气

我国北方地区出现了4到6级大风

东部沿海则出现了7到9级偏北大风

与寒潮天气正式爆发前的

12月2日08时相对比

寒潮爆发后的3日

环流形势为显著的大横槽转竖

伴随冷空气和冷平流强烈向南爆发

在寒潮爆发后

地面已堆积形成强大的冷高压

冷高压中心强度大于1050百帕

在冷高压的前部

有非常强烈的冷平流

随着冷高压向东南方向的推进

地面有强烈的正变压和冷平流出现

在地面图上

可以清晰的看到

贝加尔湖西北侧有强大的冷高系统存在

在冷高的前部有一条强大的冷锋

伴随着寒潮冷锋向我国推进

寒潮全面爆发

有强烈的冷平流吹向我国北部和东部地区

造成了大面积

大幅度的强降温天气

在寒潮爆发的第二阶段

要重点关注地面冷高压的发展和移动

结合地面形势预报方程理论

我们知道

温度平流是使得地面系统移动的重要原因

而涡度平流则是使得地面系统发展的原因

要注意基础理论在天气分析中的具体释用

在今天介绍的寒潮案例中

低层强冷平流快速向南输送

以及冷空气向南爆发

造成地面冷高压前部不断产生正变压

因此

冷高压前沿向南扩展

我国北部和东部

大部分地区受强冷空气影响

气温显著下降

并且

由于气压梯度加大

加之高空动量下传

风力加大

还引起了强烈的偏北大风

最终造成强烈降温

大风等寒潮天气出现

这次个例是一次比较典型的

横槽型寒潮天气过程

寒潮天气过程

具体包含了酝酿和爆发两个阶段

在酝酿阶段

阻塞高压在维持过程中

下游的东南方向会形成大横槽

大横槽中堆积最强大的冷空气

在爆发阶段

当阻高的上游有发展性小槽袭击阻高

有时袭击阻高的顶部

有时袭击其主体

这时阻高就容易崩溃

大横槽转竖东移

横槽中的冷空气大举南下

形成特别强烈

能南下到很低纬度的爆发性寒潮

最后

和大家一起总结下寒潮天气过程要点

和预报思路

在寒潮酝酿阶段

主要关注冷空气的积聚

也就是冷源条件

这一阶段冷空气的预报

主要关注500百帕高空槽的发展和移动

在第二阶段

冷空气经关键区向南爆发入侵我国

主要关注大量冷空气积聚后

向南爆发的环流条件

这一阶段冷空气的预报

主要看地面冷高压和冷锋的移动情况

在寒潮天气过程的不同阶段

关注重点不同

也请大家在学习的同时

与前面学习过的高空

和地面形势预报方程理论结合在一起

认真领会和琢磨

这些基础理论在实际天气分析中的应用

和释用

好了

今天的课就到这儿

同学们

下节课再见