新乡市长垣市气象局 侯东方 453400
摘要：本文利用自动气象站观测资料、NCEP分析资料等相关资料对2018年3月15日新乡一次大风天气过程及影响进行分析。结果表明：亚欧中高纬环流从纬向型朝经向型转变，高纬小槽持续朝东边移动，东亚大槽逐渐形成这些为本次大风天气提供了有利的环流背景形势。导致大风天气主要天气系统是强高空锋区东移南压的小槽。较强变压梯度以及气压梯度的形成推动了新乡大风天气的发生发展。冷平流中心移速较慢促使大风天气的长时间维持。本次天气过程中冷空气势力很强，冷空气不断东移南下，对新乡及其周边区域造成影响，这些区域假相当位温值由312K变为 290K，进而出现大风、降温天气过程。槽后下沉运动、槽前上升运动的配置，促使诸多扰动有效位能逐渐演变成扰动动能，产生斜压不稳定，推动地面风速越来越大。锋面前侧高空辐散、低空辐合的强烈抽吸作用，推动了华北暖低压的持续发展，对于气压梯度的增强比较适宜。锋面后侧 700h Pa 下方分布着1支很强的动力强迫下沉气流，促进了地面较强的偏北大风的发生发展。此次大风天气给新乡农作物、设施作物大棚、供电系统、城市基础设施等造成不同程度的损害。
关键词：新乡；大风天气；天气形势；物理量；影响
引言
新乡市隶属于河南省，位于豫北地区，地理坐标处于113°23′～115°01′E，34°53′～35°50′N之间。境内地势南部低北部高，南边属于黄河冲积扇平原，北边属于太行山山地与丘陵岗地，平原占整个新乡市土地总面积的78%。新乡市气候为暖温带大陆性季风气候,，总的气候特点：冬寒夏热，秋凉春早，四季分明，年平均温度14.0℃，年平均降雨量为573.4mm，年平均无霜期205d。受新乡市地理区域位置与气候环境等因素的影响，新乡市春季、夏季时常会出现大风天气，大风天气的发生时常会给农作物带来严重影响，进而带来严重的农业经济损失。所以，加强对大风天气特征及其对农业生产的影响进行分析，对于掌握大风天气发生规律以及形成机制，提升大风、灾害性天气预报水平，更好的防灾减灾而言具有极大现实意义。本文主要利用自动气象站观测资料、NCEP分析资料等相关资料对新乡市2018年3月15日的一次大风天气过程进行诊断分析，并简单阐述了其对当地带来的影响，为今后出现类似天气过程的预报预警服务提供指导。
1.天气实况
2018年3月12—14 日新乡市气温整体偏高，较常年同期偏高5.7～10.5℃，而平均气压值持续呈缓慢降低变化状态。温度偏高为本次大风天气的发生带来了热力不稳定因素。新乡市各国家站大风天气从 3月15 日 08时开始发生，在15日13时左右风速处于最大状态，一直到3月15 日夜晚停止。新乡的极大风速均大于20m?s-1。通过图1可知，新乡站极大风速和最大风速变化趋势一致，阵风系数处于1.7左右，这意味着阵风与平均风变化的影响因子基本相同。
.png)
2.天气形势分析
2.1500h Pa低槽
2018年3月14日08时500hPa形势场亚欧大陆区域主要表现为2槽1脊的天气形势，有1个比较深厚的低涡系统分布在勒拿河一带，中心强度为-44.0℃，有一低槽分布在冷涡中心到北纬50°、东经100°一带，在它的后部还存在冷温槽。东经80°一带有高压脊线，有一暖舌分布在脊后，暖平流促进了脊前正变高和西北气流的不断增强。在冷温槽比低槽落后的形势下，槽后西北风增大对于冷平流的加强比较有利，进而推动了低槽的不断发展。东经80°东边的中高纬区域主要属于纬向环流，高空锋区处在北纬45°一带，对应着等高线，位势高度差是36dagpm。由于泰米尔半岛一带冷空气的补充以及高压脊前西北风的不断增强，冷空气持续朝南边输送，低槽越来越深。3月15日08时，高空锋区接着南压，槽底延伸到我国华北地区，等温线和等高线有较强的斜压性。北纬45°N一带的最大风速为 32.0m?s-1，低槽后部较强的西北气流促使冷空气急剧南下，促使河南新乡地区发生大风天气。3月15日晚上，低槽东移入海产生东亚大槽，风力越来越弱，此次天气过程基本结束。
2.2地面形势
2018年3月14日08时 ，有一冷高压分布在贝加尔湖区域，其中心值是1 045h Pa，我国华北主要受暖低压控制，其中心值是1 010h Pa，二者之间的中心压差为35hPa，锋面分布在中国、蒙古接壤一带。3月15日08时，锋面经过华北至河南省新乡一带，暖低压南压到黄河南部，这和冷锋后侧的冷高压共同产生南低北高的气压场形势，华北气压梯度很强。此外，鲁、冀两个省份交界地带分布着一变压中心，三小时变压值是6hPa，此区域风力不断加强。3月15日11时，新乡市处在锋面后部，三小时变压值逐渐南压，新乡处在 5h Pa 的变压中心（图2）。很强的变压梯度以及气压梯度共同作用，推动新乡发偏北大风，风力达6-7级，瞬间最大风速达30.6m?s-1（11时43分），出现于获嘉县黄堤站。在这之后，强冷空气持续顺着华北不断南下，大风始终维持。到了 15日晚上，冷高压开始对华北控制，本次大风基本停止。
由上述可知，亚欧中高纬环流从纬向型朝经向型转变，高纬小槽持续朝东边移动，东亚大槽逐渐形成这些为本次大风天气提供了有利的环流背景形势。导致大风天气主要天气系统是强高空锋区东移南压的小槽。华北暖低压的不断发展促进了冷锋前后气压梯度的加大，较强的气压梯度和变压梯度的共同作用，推动了地面大风风速的增强。
.png)
2.3物理量场诊断分析
2.3.1温度平流
温度平流是斜压扰动特别强的一种动力条件。在本次大风天气中，850h Pa等温线和风场几乎呈垂直状态，冷平流特别显著，较强的冷平流对于地面气压梯度在短时间内增大十分有利，并且使得地面风力变大。2018年3月15日02时，700h Pa冷平流分布在我国华北一带。850h Pa锋区南压到北纬40区域，冷平流处在陕北到冀北一带，分布形势为狭长的带状，且存在若干冷平流中心。冀南则主要受槽前西南气流影响，属于暖平流，促进了冀中一带产生较强的斜压结构。3月15日08时，850hPa锋区南压到北纬35°N区域，冷平流顺着华北一带急剧南下移动到河南北部区域，且越来越强，中心值是-6×10- 4K·s- 1。从3月15日上午一直到3月15日20时，850h Pa冷平流中心始终在河南北部上空区域维持；到了3月16日02时，冷平流中心越来越弱，且不断消散，大风天气基本停止。
通过2018年3月 15 日 08时 沿 东经114°E的温度平流经向剖面分析了解到，700hPa 下方均属于冷平流，中心值为-6×10-4K·s-1的最强中心处在低空900h Pa 一带。3月15日14时，冷平流中心开始不断南压，且越来越强，中心数值变为-12×10-4K·s-1，该中心处在新乡。由于冷平流不断增强，则地面正变压也愈来愈强，气压梯度愈来愈密集，使得风速愈来愈大。再者，强冷空气夹杂的冷平流促使地面变压场以及变压梯度也变强。由3月15日14时地面形势场能够发现，新乡处在三小时变压中心，较强的气压梯度与变压梯度的共同配置，推动了新乡大风天气的发生发展。
2.3.2假相当位温（θse）
假相当位温（θse）属于综合物理量，其不仅可以对大气不稳定能量分布状态进行反映，而且还可以体现大气的温湿情况。假相当位温（θse）高值区表示能量高值区,等值线密集区意味着存在能量锋[12]。通过分析850h Paθse可知，2018年3月15日02时，冷空气进入北纬40°一带的时候，冀中属于假相当位温密集区，高值分布在北纬38°南边区域。河南北部由地面到850h Pa均由偏南风影响，促使暖湿气流不断输送，近地层水汽也随之越来越丰富，空气几乎呈饱和状态。3月15 日早晨发生锋面雾天。通过图（3a）能够得出，3月15日08时，假相当位温低值区拓展到冀南一带，由山东至河南北部一带均属于假相当位温高能舌，对新乡造成影响的最大值为314K。由于冷空气不断东移南压，使得大气静稳的条件也在较短时间内被破坏，雾逐渐消散。3月15日14时，冷空气前沿急剧南压到北纬 35° 一带。由图（3b）分析获悉，冷锋后的1条冷舌顺着华北地区不断南下，进而对新乡及其周边区域造成影响，这些区域假相当位温值由312K变为 290K，意味着冷空气较强，使得新乡一带出现大风、降温天气。
.png)
2.3.3散度
2018年3月15 日 08时，锋面前侧800h Pa以上的高空分布着中心值3×10-5s-1的辐散，800h Pa 以下低空区域分布着中心值为-5×10-5s-1的辐合区，而。锋面前侧高空辐散、低空辐合的强烈抽吸作用，推动了华北暖低压的持续发展，对于气压梯度的增强比较适宜。此外，锋面后侧700h Pa下方区域都受偏北气流影响，最大风速为 22m·s-1，同时此区域分布着辐散区，最大值处于北纬38°N上空800h Pa一带，为9×10-5s-1。这样的垂直结构表明锋面后侧 700h Pa 下方分布着1支很强的动力强迫下沉气流，促进了地面较强的偏北大风的发生发展。由于冷空气的南压，3月15日14时，新乡上空 800h Pa 下边均属于辐散区，同时强度越来越大，中心值是8×10-5s-1,处在1 000h Pa一带，意味着高层动量逐渐朝近地面层不断传输，地面风速的强度处于最高状态。
3.此次大风天气造成的影响
2018年3月15日，新乡出现的大风、降温天气，各站极大风速均超过10m/s，局地最大瞬时风速达30m/s。受本次大风、降温天气过程的影响，新乡大部分地区发生倒春寒、霜冻灾害。大风使得新乡局部地区的农作物、设施作物大棚、供电系统、城市基础设施等造成不同程度的损害，给当地带来严重的经济损失。
结语
（1）亚欧中高纬环流从纬向型朝经向型转变，高纬小槽持续朝东边移动，东亚大槽逐渐形成这些为本次大风天气提供了有利的环流背景形势。导致大风天气主要天气系统是强高空锋区东移南压的小槽。华北暖低压的不断发展促进冷锋前后气压梯度的加大，较强的气压梯度和变压梯度的共同作用，推动了地面大风风速的增强。
（2）冷平流中心南下对新乡造成影响的的主要时间段为3月15日08时~16日02:时之间。新乡700hPa 下方都属于很强的冷平流，对于较强变压梯度以及气压梯度的形成十分有利，推动了新乡大风天气的发生发展。冷平流中心移速较慢促使大风天气的长时间维持。
（3）本次天气过程中冷空气势力很强，冷空气不断东移南，冷锋后的1条冷舌顺着华北地区不断南下，进而对新乡及其周边区域造成影响，这些区域假相当位温值由312K变为 290K，导致新乡一带出现大风、降温天气过程。
（4）槽后下沉运动、槽前上升运动的配置，促使诸多扰动有效位能逐渐演变成扰动动能，产生斜压不稳定，推动地面风速越来越大。锋面前侧高空辐散、低空辐合的强烈抽吸作用，推动了华北暖低压的持续发展，对于气压梯度的增强比较适宜。锋面后侧 700h Pa 下方分布着1支很强的动力强迫下沉气流，促进了地面较强的偏北大风的发生发展。
（5）此次大风天气给新乡市农作物、设施作物大棚、供电系统、城市基础设施等造成不同程度的损害。
参考文献
[1]IPCC.Climate Change 2014: Impacts，Adaptation and Vulnerability［M/OL］． Cambridge University Press，in press，2014．
[2]张晓华，高云，祁悦，等. IPPC第五次评估报告第一工作组主要结论对《联合气候变化框架公约》进程的影响分析[J]. 气候变化研究进展，2014，10（1）：14-19.
[3]王黉,李英，吴哲红，等.我国大风机理研究和预报技术进展[J].气象科技，2019,47（4）：600-607.
[4]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.
作者简介：侯东方（1979.10）男，汉族，河南省新乡市长垣市本科学历，助理工程师，从事研究方向或职业：大气科学。