2022年1月1日寒潮天气过程分析

贺永平，李 悦，冶生霞

1.青海省玉树州气象局，青海玉树 815000；2.青海省海南州气象局，青海共和813000

1 天气实况

2021年12月31 日09:00~2022年1月1日09:00，玉树地区出现一次低槽东移型寒潮天气过程，并伴有大范围大风天气。

此次寒潮天气的特点如下：（1）影响范围广，除北部偏北地区（曲麻莱、治多部分乡镇），玉树地区87站共有77站次达到寒潮标准；（2）降温强度大，过程最低气温在-17.4℃~-38.7℃，共计27站次日最低气温下降至-30℃以下，最低气温达-38.7℃（称多珍秦镇永郎达），最大24 h降温幅度达18.1℃（玉树巴塘乡上巴塘村）；（3）降温幅度呈现南强北弱态势；（4）此次寒潮天气伴随大范围大风天气，共计60站次达到大风标准，最大风速达25 m/s（杂多昂赛乡政府）；（5）伴有弱的降雪天气，但降雪过程不明显。

2 寒潮成因

2.1 环流背景及影响系统

此次寒潮天气过程前期，2021年12月30日08:00 500 hPa中高纬度环流形势为两槽一脊型（图1）；西伯利亚有一冷中心，中心强度达-46℃，低涡伴随强的冷中心（图2b）。12月31日08:00冷中心持续维持，达-48℃，说明有强冷空气再次堆积。位于巴尔喀什湖至贝加尔湖低槽东移并分裂下滑短波槽，引导冷空气南下，从而影响青海大部。受低槽后西北气流和冷温槽影响，在青海西部有一冷中心，中心值达-28℃。玉树地区为偏西风，风速10 m/s，且强冷平流明显。2021年12月31日20:00，冷中心东移至青海东部，玉树地区为偏西风，风速16 m/s。2022年1月1日08:00，冷 中心持续影响玉树地区。1月1日20:00，玉树地区转为槽后西北气流控制，冷平流减弱。此高空形势表明冷空气有堆积，具备了寒潮暴发的首要条件[1]。

图1 2021年12月 31日08:00 500 hPa高空形势场

此次寒潮天气的降温幅度、影响范围与寒潮冷锋和地面冷高压的强度和移动路径有密切联系。过程前期，新疆地区地面有1 052.5 hPa冷高压稳定维持，说明前期已经有冷空气堆积，并不断分裂冷高压分裂南下，影响青海地区。从地面冷锋路径可知（图2a），12月30日08:00，东路、西路两股冷空气已经影响青海北部；12月30日20:00，冷空气蔓延上高原，逐渐南压影响玉树地区；12月31日00:00，玉树地区最大24 h变压达90 hPa（囊谦），后期逐渐减小，冷空气影响逐渐结束。

图2 2021年12月29日08:00~31日08:00冷高压和冷锋移动路径（a）冷中心移动路径（b）

2.2 前期增温分析

此次寒潮过程前期，青海省由于受暖脊控制，温度场的环流背景有利于前期聚集能量。从12月29日14:00（图3a）、12月30日14:00（图3b）地 面温度24 h变幅可以看出，达到寒潮标准过程前期，玉树地区有明显升温，其中玉树本站升温幅度最大，达到了10℃。由于前期升温明显，使得后期降温空间充足。

图3 2021年12月29日14:00地面气温24 h变温（a）和12月30日14:00地面气温24 h变温（b）

2.3 寒潮大风成因

从12月31日08:00 500 hPa温度场和高空填图的配置可以看出（图4a），玉树地区冷温槽明显，槽后高空西北气流强盛，从风场和等温线的配置来看，风与等温线的夹角大，表明有强的冷平流存在，强冷平流不仅会造成气温骤降，还会使地面气压场变强，地面气压梯度和气压梯度增大，促使地面风场发展，所以冷平流越强，风力越大[2]。12月31日08:00玉树探空站可以看出（图4b），低层400~500 hPa风随高度逆转，有冷平流；高层200~400 hPa风速大，高空动量下传强，因而使地面风速加大。

图4 2021年12月31日08:00 500 hPa温度场+高空填图（a）和12月31日08:00玉树探空图（b）

2.4 辐射降温显著

从卫星红外云图来看，12月31日玉树地区有大范围云系覆盖，1月1日08:00玉树大部天气放晴，无明显云系，有利于辐射降温。以玉树站为例，白天各时次云系较厚，气温变化幅度小；至夜间，云系东移减少，气温开始明显降低。

2.5 寒潮降水不明显成因

一方面，动力条件不足。玉树地区降水天气的主要水汽输送系统为南支槽，南支槽前西南暖湿气流为降水天气过程提供充足的水汽条件和动力条件[3]。在此次寒潮天气过程中，南支槽偏北，没有西南水汽输送至玉树地区，对降水无明显贡献。

另一方面，水汽条件不足。从12月31日08:00 500 hPa高空图可以看到，玉树地区受高空槽后西北气流影响，T-Td=6℃，T=-22℃，地面水汽条件差（Q＜1℃），局地水汽对降水贡献较小。从12月31日08:00玉树站探空图可以知道，400~500 hPa有湿层，但湿层较为浅薄。因此，此次寒潮天气过程降水不明显的原因是动力条件不足，且水汽输送和局地水汽较差。

3 小结

（1）此次寒潮天气过程范围广，玉树地区87站共有77站次达到寒潮标准；降温强度大，过程最低气温在-17.4℃~-38.7℃，共计27站次，日最低气温下降至-30℃以下，最低气温达-38.7℃，最大24 h降温幅度达18.1℃；降温幅度南强北弱；伴随大范围大风天气，共计60站次达到大风标准，最大风速达25 m/s；伴有弱的降雪天气，但降雪过程不明显。

（2）此次为低槽东移型寒潮天气过程。玉树地区受巴尔喀什湖至贝加尔湖低槽东移并分裂下滑短波槽影响，低涡伴随强的冷中心；过程前期冷空气在寒潮关键区有堆积，地面冷高压不断分裂小高压南下；强冷平流和辐射降温也对玉树地区强降温产生较大影响。

（3）此次寒潮天气过程受高空冷平流及动量下传影响，出现大范围大风天气，但由于动力条件和水汽条件较差，降水过程不明显。