三门峡市一次寒潮天气过程的预报和服务简析

摘要 利用常规天气资料和数值预报产品，应用天气分析和诊断分析方法，对2020年2月14—16日发生在三门峡市的一次寒潮天气过程的环流背景与影响系统进行综合分析。结果表明：此次寒潮天气过程主要是由地面冷高压和500 hPa上贝加尔湖以北的冷涡引导较强冷空气南下造成的。EC数值预报的高度场、温度场、气压场对此次寒潮天气过程都表现出较好的预报能力。结合此次寒潮过程的服务情况，可以为今后做好三门峡市寒潮等灾害性天气过程的预报预警服务提供参考。

关键词 寒潮；冷高压；冷涡；气象服务

中图分类号：P458.1 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）06–0094-03

寒潮是一种大型天气过程，由高纬度地区的寒冷空气，在特定天气形势下快速加强并向中纬度地区入侵，会造成沿途大面积的大风、剧烈降温、雨雪天气[1]。由寒潮引发的大风、霜冻、雪灾、雨凇等灾害会对农牧业、交通、电力以及人们日常活动和身体健康产生很大的影响。寒潮与冷空气活动密切联系，冷空气的活动在数值预报上有所反应。根据河南省的寒潮标准，在一次降温过程中，最低气温24 h内下降8 ℃以上，或48 h内下降10 ℃以上，且最低气温降至4 ℃以下，即为一次寒潮过程。寒潮也是影响三门峡地区较为严重的气象灾害之一。选取常规观测资料，采用天气学分析方法，对2020年2月14—16日寒潮天气过程进行分析，进一步提高人们对寒潮天气的机理认知，为今后提高三门峡市寒潮天气过程的预报准确率和及时率提供科学依据。

1 天气概况

2020年2月14—16日，受强冷空气影响，三门峡市出现了大范围降温、大风和降雪天气过程。14—15日大部分地区24 h降温幅度达到了寒潮标准（表1）。

2 环流背景与影响系统

2.1 高空环流形势

2020年2月14—16日发生的寒潮天气过程，是由500 hPa上贝加尔湖北部的高空冷涡引导冷空气扩散南下和地面冷高压共同造成的。从2月11日20：00 500 hPa高空图（图1a）可以看到，

乌拉尔山地区受强盛的高压脊控制，在贝加尔湖以北有一冷涡，冷中心强度达-44 ℃，冷涡中心至新疆北部地区有一横槽，系统移动较为缓慢。12日20：00高压脊加强形成阻塞高压，不断引导西伯利亚地区的冷空气在贝加尔湖附近的横槽内聚集，形成一股极寒的冷空

气[2]。13日20：00冷涡开始影响俄罗斯东部地区，横槽前部为冷平流且同时有阶梯槽形成，后部正变高为暖平流，符合横槽转竖相关特征[3]。14日08：00横槽转竖，又有一冷涡形成于河套地区北部，冷中心强度达到-40 ℃（图1b），随后低槽向南移动且加深发展，持续引导冷空气南下。横槽转竖后不断加深发展，致使冷空气不断补充南下，在强冷空气的持续作用下，三门峡地区出现了连续降温，在15日夜间出现了寒潮天气。

2.2 地面影响系统

在地面图上，13日08：00冷高压中心位于贝加尔湖以西，冷高压中心强度达1 050 hPa，此时三门峡地区仍受地面暖低压控制。随后系统不断东移发展，冷空气也沿东南方向不断扩散南下。冷锋前沿于13日20：00到达河套中部地区（图2a），气压梯度同时增大，13日夜间冷空气开始影响三门峡地区，同时贝加尔湖西南部的冷中心仍然维持，且强度增强至1 070 hPa，14日白天，冷高压中心强度虽稍有减弱，但分裂出多个冷中心，其扩散南下的冷空气经河套地区不断向东南方向移动，继续影响三门峡地区[4]。直至16日，三门峡一直受此稳定高压控制（图2b），从而导致最低氣温不断下降，且维持在较低水平。

2.3 物理量场分析

造成强降温天气，需要有一定强度的冷空气，某地区温度的变化决定于温度平流和非绝热因子的作用。温度平流主要考虑平流冷暖性质和强度，非绝热因子则考虑辐射、水汽凝结、蒸发和地面感热对气温的影响，气温的非绝热变化主要体现在气温的日变化和气团变性上[5]。在此次寒潮天气的过程中，2月14日有大范围的锋面云系和弱降水，因此太阳辐射和地表辐射所引起的气温日变化较小。降水过程中的水汽凝结和蒸发作用虽然会使气温有所下降，但是气温骤降主要是由冷平流引起的。

此次寒潮过程受到西北路冷空气的影响，且在冷空气入侵前，三门峡市受暖低压控制，前期的高温高湿状态为暴发寒潮天气提供了能量聚集条件。寒潮过程的强降温都是由强冷平流的输送引起的，强盛的冷平流是造成气温骤降的主要原因。冷平流影响三门峡时入侵迅速，且到达三门峡地区后有持续的冷平流输送，因此形成本次寒潮过程的最低气温较低。

3 预报预警和气象服务特点

3.1 预报预警服务及时

寒潮暴发的必要条件就是强冷空气在西伯利亚、蒙古堆积。预报冷空气的堆积程度，一般可根据500 hPa、700 hPa和850 hPa天气图上冷中心和地面图上冷高压中心气压值进行判断。根据三门峡市多个寒潮个例分析，每年12至翌年2月，90°E～100°E或者110°E～120°E贝加尔湖附近范围内，500 hPa中心温度达-44 ℃或者更低、700 hPa上中心温度为-36 ℃或者更低、850 hPa上中心温度为-24 ℃或更低的冷中心。在地面图上，在新疆北部，贝加尔湖以西区域有较强的冷高压相配合，中心气压值达1 060 hPa或以上，说明冷空气已经堆积到足够强度。

当具备强冷空气堆积条件后，寒潮天气何时暴发成为预报的关键。对于横槽型的寒潮天气，当横槽转竖或旋转南下时将引导冷空气南下，导致影响地区强烈降温达到寒潮暴发的条件，横槽转竖的预报着眼点：（1）冷舌或冷中心超前于横槽，槽前有负变高，槽后有暖平流并有正变高，变高梯度指向东南或南，则横槽将转竖；（2）当横槽后的东北风发生逆转变为北风或西北风，则横槽转竖，风的偏北分量越大，则越有利于转竖；（3）如果阻塞高压崩溃或发生不连续后退，则横槽转竖或南压。

近年来，随着灾害性天气频繁发生，社会公众对气象服务提出了更高的要求。三门峡市气象局积极作为，依托三门峡市气象灾害防御和人工影响天气指挥部、黄河三门峡库区豫晋陕气象联防协作平台，发挥三门峡市防汛抗旱指挥部与三门峡市减灾委员会成员单位的作用，加强区域联防对系统外部门沟通协调和系统内跨区域协调，建立联动工作机制。在发生灾害性、关键性、转折性以及突发性天气时，联防区气象局通过联防信息共享平台、区域联防微信群、传真、电话等形式加强灾害性天气监测联防和信息交流，做到尽早发现、互相提醒、提前预警，形成“横向到边”“纵向到底”的灾害性天气联防战线，最大限度地避免或减轻气象灾害损失。气象灾害信息的互通，能够有效预报预警，为防灾减灾赢得宝贵的时间。

为应对此次寒潮天气过程，三门峡市气象局利用现代化气象监测手段，认真研判、提前服务。2月13日发布《大风降温重要天气报告》，13日13：00启动重大气象灾害（寒潮）Ⅲ级应急响应，13日16：52发布寒潮蓝色预警，14—17日过程期间指导市（县）各级气象部门发布多期寒潮蓝色和大风蓝色预警信号，并积极组织开展人工增雪作业，14日下午至夜间在自然降雪和人工增雪的共同作用下，卢氏县出现3.3 mm的降雪，同时市（县）各级气象部门积极组织天气会商、及时发布气象预警信号。准确及时的预报、预警服务为政府相关部门开展防灾减灾工作赢得了时间，减少了经济损失。

3.2 多渠道，受众面更广

三门峡市气象局构筑以面向公众气象预报预警服务、面向政府部门的决策气象服务为纲，以多手段、多层次、多方位的服务节点为目标的区域联防信息气象系统内外双闭环服务网。在此次寒潮过程发生前，借助传统媒体（电视、电话、传真、短信、电子显示屏等）和新媒体如微博、微信等平台，主动告知公众可能会有一次强降温过程，并及时更新实况天气信息、发布未来的天气趋势。寒潮期间，三门峡市气象局官方微信公众号“三门峡微天气”紧跟天气变化，发布重要天气信息：《重要天气：寒潮来袭，气温大跳水》《今年以来最强寒潮来袭！中央气象台专家详解其特点成因与影响》和《我市有大风、强降温，请注意防范》等，提醒公众注意防范寒潮、大风、雨雪、降温。此次寒潮过程服务产品多样化，服务范围覆盖广，受到公众的广泛关注，公众号阅读量和粉丝量有明显提升。及时与当地广播电视台、工信、宣传等部门进行沟通和对接，建立合作机制，建设广播、电视、互联网、短信、公众终端等方式的预警信息发布绿色通道。

3.3 部门联动，做好气象服务保障

三门峡市气象局不断推动地方政府健全预警信息应急责任人制度，提高基层防灾减灾能力。逐年更新政府、相关部门和单位应急责任人制度，确保100%应急责任人至少有一种手段可有效接收预警信息。相关部门根据预报预警服务信息提前启动应急预案，采取相应的措施，为市民出行和农业生产提供有力的保障。市交警支队可以通过交警支队官方微博、微信及时转发市气象局的重要天气报告、预警信号等信息，并提醒公众关注过程天气等注意事项。部门之间的有效联动能够拓展气象预报预警的发布渠道，增加受众群，更有利于气象服务工作的开展。组织气象、农业专家联盟开展会商，为种养殖大户、涉农企业、新型农业经营主体等开展直通式气象服务。农户重点关注大风降温天气对设施农业和畜禽养殖业的影响，设施大棚要及时采取加固棚膜、覆盖保温、棚内加温等措施，防止遭受低温冻害。

4 结论

（1）此次寒潮天气过程符合横槽转竖型，地面冷高压在贝加尔湖以西积聚增强，500 hPa贝加尔湖以北高空冷涡引导冷空气沿经西北路径南下，同时中低层较强的冷平流东移，导致此次寒潮过程时间长、范围广、强度大。

（2）在此次寒潮天气过程发生前，三门峡市地区受地面暖倒槽控制，基础气温较高，受冷空气影响时极易暴发寒潮天气。

（3）中低层较强的冷平流也是此次寒潮天气过程的主要触发机制之一，冷平流移动路径和强度可作为今后预报寒潮过程强度的参考要素。

（4）准确及时的气象预报预警信息是气象服务的基础，可以为政府和相关部门开展防灾减灾工作赢得宝贵时间。

（5）当前，气象服务需紧跟时代发展，积极与新媒体相融合，主动与当地影响力更大的官媒合作，将气象预报预警信息传播覆盖至每一个地区，让人们了解天气变化带来的不利影响，减少不必要的经济损失。

参考文献

[1] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2000.

[2] 伍荣生.现代天气学原理[M ].北京：高等教育出版社，1999.

[3] 许爱华，乔林，詹丰兴，等.2005年3月一次寒潮天气过程的诊断分析[J].气象， 2006，32（3）：49-55.

[4] 刘丽萍，王济华，李应桃.一次强降温天气分析[J].貴州气象，2007，31（2）：12-14

[5] 孔令东，梁凤娟，王永清，等.巴彦淖尔市一次寒潮天气动力机制分析[J].贵州气象，2013，37（5）：1-5.

责任编辑：黄艳飞

Brief Analysis of the Forecast and Service of A Cold Wave Weather Process in Sanmenxia City

Wei Lu-lu （Sanmenxia Meteorological Bureau， Sanmenxia， Henan 472000）

Abstract Based on conventional weather data and numerical forecast products， applied weather analysis and diagnostic analysis methods to comprehensively analyze the circulation background and impact system of a cold wave weather process that occurred in Sanmenxia City from February 14 to 16， 2020. The results showed that the cold wave weather process was mainly caused by the surface cold high and the cold vortex in the north of Baikal Lake at 500hPa leading the strong cold air to the south. The height field， temperature field and pressure field of the EC numerical forecast show good prediction ability for this cold wave weather process. Combined with the service situation of this cold wave process， it can provide some reference for the prediction and early warning service of the cold wave and other disastrous weather processes in Sanmenxia City in the future.

Key words Cold wave; Cold high pressure; Cold vortex; Meteorological service

作者简介 魏璐璐（1989—），女，河南三门峡人，工程师，主要从事预报服务工作。

收稿日期 2023-03-18