寒潮分析和预报分解

寒潮分析和预报

寒潮（cold wave, cold curent, cold surge)，寒潮天气过程是指与强大的冷高压相伴随的一种大规模的强冷空气活动过程。中央气象台规定，对局地而言，由于受冷空气影响，24小时气温下降10℃或以上，而且最低温度下降到5℃或以下，并伴有5级以上偏北大风时，称为一次寒潮天气过程。寒潮可引起霜冻、冻害、降雪、大风、雨凇等严重灾害性天气现象。或一次冷空气活动使长江流域以及以北地区48小时降温10℃以上，长江流域最低温度达4℃以下，陆上有相当于三个行政区出现5-7级大风，沿海有三个海区出现7级以上大风者，称强寒潮。

寒潮过程等级的划分

全国性寒潮：

凡日平均气温的过程总降温>10℃，负距平（距平-departure，气候要素值与多年平均值的偏差。高于平均为正距平, 低于平均为负距平。）的绝对值>5℃的站点数，北方>=32站（占北方站点数的三分之一）、南方>=13站（约占南方站点数的四分之一）；或南北方达到上述影响强度的总站数>=40站，同时过程总降温>=7 ℃，负距平的绝对值> 3℃的总站数大于90（占南北方站点总数的60%），则作为“全国性寒潮”。

区域性寒潮：

凡日平均气温的过程总降温>10℃，负距平绝对值>5℃的南北方站点数>=20站，同时过程总降温>=7 ℃，负距平的绝对值> 3℃的总站数大于40站的，则作为“区域性寒潮”。

强冷空气：

凡同样影响强度的站点数达到区域性寒潮标准的一半以上时，则作为“强冷空气”。

一般冷空气：

凡未达到强冷空气标准的过程，一律作为“一般冷空气”。

发生频率：

平均4.5次/年，全国类2.1, 北方类1.1, 南方类1.3

强冷空气6.3, 3.8, 2.1, 0.4

–一年中寒潮最多9次，最少2次，加上强冷空气分别为17，6次

出现时间：最早9月下旬，结束最晚次年5月

活动最频繁：春季3月和秋季的10-11月

冷空气的源地：北冰洋

–新地岛以西洋面上（影响我国的占40%）：

经巴伦支海(BARENTS SEA)、前苏联欧洲地区，次数最多，达到寒潮强度也最多。

–新地岛(NOVAYA ZEMLYA)以东洋面上（18%）：

经喀拉海（KARA SEA）、泰梅尔半岛(P-OV. TAYMYR)、前苏联；次数少，强度强，达到寒潮强度的占该源地冷空气总数的比例最大。

–冰岛以南洋面上（33%）：

经前苏联南部、地中海、黑海、里海；次数多，强度弱，一般达不到寒潮强度。

路径：冷空气从寒潮关键区入侵我国有四条路径：

–西北路（中路）：经蒙古-河套南下-长江中下游、江南

由于从河套到低纬路径短，地势北高南低，往往直冲而下造成最强寒潮。

–东路：蒙古-华北北部-主力东移到东北或折向西南-渤海-华北-黄河下游-两湖盆地势力较弱，但易造成阴雨天气

–西路：新疆-青海-西藏高原东南侧-西南-江南

冷空气经河西走廊主力在河套以西南下，侵入中国中、南部，强度一般。

–东+西路：东路从黄河下游南下，西路从青海东南下，在黄河、长江间汇合，两股冷空气合并南下，造成大范围雨雪和大风、降温天气。

寒潮关键区：入侵我国的冷空气95% 要经过西伯利亚中部（70-90E，43--65N）地区在那里积累加强，该地区称为寒潮关键区。

冷空气源地、路径及关键区

冷空气南下过程中的结构及其变化

南下冷空气降温强度的垂直分布

–最大降温高度（900-800hPa）

–北方高于南方，平原高于高原

冷空气南下过程中的厚度变化及三维路径

–位涡守恒（在绝热、无摩擦、旋转大气中, 位势涡度不随时间变化的现象。两邻近等熵面(等位温面)之间的大气柱在被带到某一规定纬度并被伸缩到某一规定厚度时所有的涡度。其实质是绝对涡度的垂直分量与涡旋的有效厚度(即两位温面θ和θ+Δθ之间以单位气压为度量的距离之比。熵-entropy的概念，用来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度，能量分布得越均匀，熵就越大。一个体系的能量完全均匀分布时，这个系统的熵就达到最大值。在一个系统中，如果听任它自然发展，那么，能量差总是倾向于消除的。让一个热物体同一个冷物体相接触，热就会以下面所说的方式流动：热物体将冷却，冷物体将变热，直到两个物体达到相同的温度为止。）：

高空槽在南下冷空气中的作用

–南下中温度的变化：

下垫面非绝热加热

垂直运动引起的绝热加热

一次寒潮爆发过程中冷空气的三维路径

在290K等熵面上

寒潮天气形势1

小槽发展型（经向型、脊前不稳定小槽东移发展型）

–寒潮酝酿过程

–寒潮爆发过程

–小槽发展型寒潮过程的基本特征

冷空气源地在欧亚大陆的西北部，取西北路径侵入我国

500百帕图上乌拉尔山地区有长波脊建立

寒潮的爆发由不稳定小槽的发展所引发

–极地冷空气在南下过程中，只有采取气旋式路径，才能保持其厚度和强度。小槽发展型寒潮的爆发，是与500百帕上小槽发展并代替东亚大槽的过程相伴随的。

–初期为叠加在西北气流的锋区中的小扰动，称不稳定小槽

–从小槽出现到发展成东亚大槽一般需5-7天

小槽发展型-酝酿过程

某年12.13.08时500HPA图

a.500HPA图

b.地面图某年12.15.08时天气图

某年12.16.08时500HPA图

某年12.16.08时 850HPA图

某年12.16.08时地面图

小槽发展型-爆发过程

某年12.17.08时500HPA图

某年12.17.08时地面图