呼伦贝尔市2021年3月15日大风天气分析

刘 娜，苗春艳

1.内蒙古海拉尔区气象局，内蒙古海拉尔 021008；2.内蒙古阿荣旗气象局，内蒙古那吉屯 162750

风是由空气的水平运动而形成的，大风则是空气大规模流动的结果，是某时段内出现的最大平均风速值[1]。在春季，大风天气往往是由冷空气大规模活动引起的。一般将风速达到6级或以上的风称为大风。大风是一种破坏力很强的灾害性天气。

呼伦贝尔市位于内蒙古东北部，地处中纬度内陆，属于明显的大陆性气候。大风天气会给农牧业的生产、生活带来严重影响。呼伦贝尔市的大风天气主要出现在冬春季节，尤其是春季，地域分布主要在呼伦贝尔的牧业地区。就2021年3月15日一次全市的大风天气过程的成因进行了总结与分析，以期找出本地大风天气形成的物理原因[2]。小能见度小于50 m出现在满洲里市（24 m）、新巴尔虎右旗（18 m）、新巴尔虎左旗（31 m）。

牧区受灾人口674人，3头牛、18只羊死亡，30头牛、400只羊走失。移动棚圈、蔬菜大棚、井房等受损334座。满洲里市、新巴尔虎左旗全天停课。海拉尔区、陈巴尔虎旗、鄂温克旗等地的幼儿园、中小学、高中停课半天。3月15日境内客车停运，海拉尔东山机场、满洲里西郊国际机场取消当天上午所有航班。此次强风同时伴有降雪，风雪弥漫，能见度特低，对交通运输和居民出行产生极大的影响，还使城镇市区部分供电线路出现故障，导致出现短时停电、停水[3]。

1 天气实况及灾情

2021年3月15日，呼伦贝尔市出现强风天气过程，海拉尔、满洲里、新巴尔虎右旗、陈巴尔虎旗、鄂温克族自治旗共5个国家气象站极大风速突破历史极值。据统计全市204个测风气象监测站共有92个站最大风力达到7级以上，其中有4个站最大风力达到11级、11个站最大风力达到10级、18个站最大风力达到9级、24个站最大风力达到8级、37个站最大风力达到7级(13.9～17.1 m/s)。由于伴有降雪天气，狂风裹挟降雪，导致能见度极低，使全市大部分地区出现罕见的雪暴现象，最

2 环流形势分析

2.1 500 hPa环流形势分析

2021年3月14日08:00，500 hPa欧亚大陆为两脊一槽型，在乌拉尔山附近有一个发展加强的高压脊，脊线位于65°E，脊前是一支很强的西北气流带。贝加尔湖西部有一低槽，并伴随-36℃的冷中心；14日20:00低槽东移加深，上游高压脊发展，沿着脊前的西北气流，不断有冷空气下滑，冷平流大大加强，高空槽加深；15日08:00，低槽继续发展南压，形成冷涡，冷平流加强，冷空气南下，使得冷涡迅速加深，冷涡中心位于呼伦贝尔市西部地区，等高线特别密集，出现明显的大风降温天气；15日20:00，系统进一步东移，涡前暖平流涡后冷平流旺盛，冷涡发展加深南压（图1～图4）。

图1 2021年3月14日08:00 500 hPa高度场

图3 2021年3月15日08:00 500 hPa高度场

图4 2021年3月15日20:00 500 hPa高度场

2.2 850 hPa环流形势分析

14日08:00，850 hPa温 度 场 落 后于高度场，受槽前西南气流影响；14日20:00，随着系统东移，低压槽加深形成低涡，呼伦贝尔市受西南急流控制。15日08:00，低涡东移，涡前暖平流明显，涡后冷平流很强。这种配置有利于低涡和地面气旋的维持与发展，涡后较强的冷平流有利于大风天气的发生，冷涡对应地区存在风场辐合，为降雪提供了动力条件；15日20:00，冷涡东移，冷涡中心移出，北部存在切变，切变线很快南移，因此降水量不大，维持时间也不长（图5～图8）。

图5 2021年3月14日20:00 850 hPa高度场

图6 2021年3月14日20:00 850 hPa高度场

图7 2021年3月15日08:00 850 hPa高度场

图8 2021年3月15日08:00 850 hPa高度场

2.3 地面系统分析

从地面影响系统演变来看，此次大风天气过程主要是地面冷锋过境影响造成的。从前期地面形势场分析来看，呼伦贝尔市2021年3月12—13日一直处于较强的正变温、负变压控制，这种环境条件使得地表和近地面空气在白天可以吸收大量太阳辐射积聚的能量，造成地面温度和近地面气温较高，为大风产生创造了必要的热力条件。14日08:00，蒙古气旋已经发展完成，呼伦贝尔市位于其前部，气旋中心强度为992.5 hPa；15日08:00，蒙古气旋进一步东移发展，中心强度加强为982.5 hPa，与蒙古高压之间的等压线十分密集，10个纬距内有15条以上的等压线，锋区明显加强，强大的气压梯度和强冷锋是造成地面大风的主要原因。14:00，海平面气压场，呼伦贝尔自西向东气压梯度达到27.5 hPa（11条等压线），梯度极大。EC 10 m 风场，08:00，牧区西部达到16～20 m/s；14:00，大风速范围进一步加大，牧区、林区西部达到14～16 m/s（图9～图12）。

图9 2021年3月14日08:00地面系统

图10 2021年3月14日20:00地面系统

图12 2021年3月15日20:00地面系统

2.4 高空急流

强冷空气南下使南北温度梯度加大，锋区加强，高空急流发展强盛，为大风的形成提供了动力条件。另外，高空急流左侧辐散区对冷涡的形成和发展具有积极作用。850 hPa高度场存在低空急流，有利于西南暖湿气流和能量积累，高、低空急流耦合作用明显；500 hPa冷涡加强，热力、动力性配合地形条件；300 hPa贝加尔湖西部西北急流，随着系统的东移，急流轴进入呼伦贝尔市，最大风速达到40 m/s；200 hPa高度场存在高空急流，出口区左侧，抽吸作用明显；高空急流的动量下传和层结因素对强风发生具有重要作用[4]。

图11 2021年3月15日08:00地面系统

2.5 次级环流与动量下传机制

对流层的中、上部存在一支较强的高空急流，低层则是暖性低压系统，大气层结表现出明显的不稳定状态。当高空温压场形势使得高空槽前出现明显的暖平流、槽后出现明显的冷平流时，使暖区的上升运动和冷区的下沉运动得到发展，形成明显的对流运动。这样就由冷区的下沉运动、低层由冷区指向暖区的水平运动和暖区的上升运动构成了铅直方向上次级的环流。

由于次级环流的下沉支处于高空急流轴入口区的左侧下方，所以次级环流的主要作用是将高空急流的动量传递到地面，因此次级环流是大风天气中动量下传的重要机制。由于次级环流在低层的水平运动是由冷区指向暖区的，这将会进一步提升地面风速，有利于产生大风天气。

3 预报服务情况

（1）准确预报，提前预警。针对此次过程，市气象台3月12日发布了《重要气象报告》，预报大风、雨雪及降温出现的时间、落区和量级，并强调此次灾害天气明显，提出科学合理的服务建议。3月14—15日先后发布了《寒潮蓝色预警信号》1期、《大风蓝色预警信号》1期、《大风黄色预警信号》2期、《道路结冰黄色预警信号》3期。同时，市气象台指导相应旗（市、区）气象台发布预报预警信息。

（2）跟踪服务，及时高效。3月15日11:00跟踪制作发布《气象信息专报》，描述了3月14—15日呼伦贝尔市牧区出现明显大风天气实况，多地风速突破历史极值：跟踪监测大风、雨雪天气实况以及分析牧区大部风力突破历史极值，并预测15日傍晚雨雪天气将基本结束，大风到夜间也有所减弱。预测3月16日开始各地天气转好，风力转小，气温回升，提示雪后升温需防范高空坠冰并及时排除隐患。该产品获得主管领导签批。

（3）存在的不足之处。虽然提前发布了预报预警，但是仍然造成了一定灾情。主要原因是影响预报和风险预警服务没有及时跟进，即使用户接到气象部门预报预警信息，但是对其造成的灾情和影响明显估计不足。

4 结论

（1）高空冷涡和强冷空气为大风产生提供了有利的大尺度环流背景。高空冷涡配合地面发展深厚的气旋，是形成呼伦贝尔市此次降雪、大风天气过程的主要影响系统，前期暖空气势力偏强，后期极地强冷空气堆积南下，冷、暖空气共同作用，形成非常强的变温和变压梯度，其热力性质使得系统前后气压梯度较大，是大风天气的主要原因。

（2）乌拉尔山高压脊的形成和加强东移、贝湖以西的低槽东移加深形成冷涡，为此次大风和寒潮提供了有利的高空环流背景。地面强的锋区和强的气压梯度力为大风产生提供了有利的动力条件。

（3）次级环流加强动量下传作用，提升地面风速。

（4）预报服务分析，总结成功及不足之处。气象服务方面，多渠道发布传播停运、停课信息，并积极与有关部门协调沟通，提前给相关部门发送预警信号，提醒相关部门加强防范。发布了重要天气报告和9期相关的预警信号，预报、预警的总体情况与实况相符。