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摘要 利用高空、地面常規观测资料及卫星云图对2020年5月11日清晨甘肃省张掖市出现的一次区域性霜冻天气过程的环流背景和天气成因进行分析。结果表明：在实际工作中，预报员可以根据当天的气温、湿度及夜间云量、风速等因素判断是否有霜冻形成。
关键词 张掖市;低温;霜冻
中图分类号：P423.4 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2021）01–0076–02
霜冻是指地面（或叶面）的温度突然下降到农作物生长温度以下时，农作物遭受冻害的现象。中央气象台把地面最低温度降到0℃以下（包括0℃）作为出现霜冻的标准，按其形成的原因可分为平流霜冻、辐射霜冻、平流—辐射（混合）霜冻[1]。甘肃省在春、秋季节出现的霜冻多属于平流—辐射（混合）霜冻。春季（3—5月）是果树开花或幼果期，农作物和蔬菜的幼苗期，若此时遇上霜冻天气，果树、农作物和蔬菜将受到严重危害，造成大幅度减产或无收。张掖市地处甘肃省西北部，位于河西走廊中段、青藏高原和蒙古高原的过渡地带。霜冻是张掖市重要的灾害性天气之一，也是张掖市农业生产主要冻害灾之一，对工、农业生产和人们生活都有重大影响。霜冻分早霜冻和晚霜冻，两种霜冻在甘肃省遍及各地。一般来说，晚霜冻危害大于早霜冻，早霜冻出现得愈早，晚霜冻结束得愈迟，危害愈重[2]。据统计，张掖市平均于9月下旬出现早霜冻，平均于5月中旬出现晚霜冻，大部分霜冻发生在5月和9月。运用天气学原理，利用常规气象观测资料，对2020年5月11日发生在张掖市的一次区域性霜冻天气过程进行分析，旨在提高对霜冻的科学认识，进一步提高对霜冻的预报能力，为该地区霜冻防御和减灾提供科学参考[3]。
1 天气实况与灾情
2020年5月11日清晨，受平流降温和辐射冷却降温共同影响，张掖市出现一次区域性霜冻天气过程，其中民乐、肃南出现强霜冻，地面最低温度-4.5℃出现在肃南（图1）。此次霜冻天气对当地蔬菜、花卉、瓜果等造成不同程度的损害，共造成高台、甘州、山丹、民乐农业经济损失达3 710.33万元。
2 天气形势分析
2.1 高空形势分析
2020年5月10日08：00 500 hPa高空图上欧亚中高纬度为两槽一脊的形势，高压脊位于乌拉尔山东侧80°E附近，里海西侧和贝加尔湖东侧各有一低压槽（图2a）。乌拉尔山高压脊脊前偏北气流引导北方冷空气南下，冷空气在槽后堆积。同时次700 hPa高空图上，中国东北—河套地区有一高度槽，贝加尔湖东侧有一温度槽与之配合，并且温度槽落后于高度槽，有利于高度槽发展。10日20：00，500 hPa贝加尔湖东侧的低槽东移南压至东北—河西走廊中部，影响张掖地区。同时次700 hPa低槽亦东移南压，河西地区等高线与等温线夹角明显增大，近乎垂直（图2b），说明冷平流强。11日08：00，500 hPa低槽继续东移，移至东北—河套地区东部，对河西走廊的影响趋于结束。同时次700 hPa高度槽东移至东北—黄河下游地区，冷温槽东移至东北—甘肃省河东地区。
2.2 地面形势分析
2020年5月10日08：00地面图上，新疆东部有一冷高压，冷高压强度为1 035 hPa，张掖地区处于冷高压前部的均压场内。10日20：00该冷高压东移南压至河西西部，强度减弱为1 022.5 hPa，张掖地区等压线略变稀疏。11日08：00，该冷高压增强5 hPa，达1 027.5 hPa，张掖地区等压线明显变稀疏。经验表明，冷高压越强，地面降温越明显，并且等压线越稀疏，气压梯度越越小，则梯度风越弱，越不利于地面风速的加强。
3 霜冻成因分析
此次霜冻出现在5月份，正好是大气环流转换的季节，冷空气活动频繁，气温多变，容易出现区域性霜冻。通过分析可以发现，此次霜冻过程中500 hPa和700 hPa均有明显的强且深厚的冷平流作用。高空强且深厚的冷平流是造成11日清晨强霜冻的主要原因。11日清晨，张掖市大部分地方2 m最低气温低于0℃，其中，肃南中东部及山丹、民乐南部最低气温低于-3℃（图3）。霜冻的产生与最低气温有着密切关系[4]，基层气象台站短期霜冻预报的关键是最低气温预报[5]。与此同时，张掖地区露点温度持续下降，最低达-13.8℃（肃南），露点温度较低是形成霜冻的有利条件[6]。通过分析发现，11日清晨，地面相对湿度持续减小，地面湿度越小，则不利于凝结潜热释放而有利于霜冻的形成[7]。10日夜间地面风速为1～6 m/s，风力较小，有利于霜冻天气的形成。从FY2G红外云图上可以看出，10日夜间，河西走廊均无云，晴朗的环境场有利于辐射降温，即有利于形成霜冻。
4 小结及预报着眼点
（1）此次霜冻过程受冷平流和地面辐射冷却共同影响，使张掖市11日清晨出现区域性霜冻天气，本次霜冻是一次典型的平流—辐射霜冻。
（2）最低气温、露点温度较低、湿度较小，夜间无风或微风，无云或少云是形成霜冻的有利条件。
（3）实际预报中常根据预报的最低气温与夜间的天气条件可以判断是否有霜冻。
参考文献
[1] 王文祥，罗俊伟，申媚先，等.忻州市一次春季霜冻天气的成因分析[J].科技情报开发与经济，2008（22）：152-154.
[2] 李栋梁，刘德祥.甘肃省气候[M].北京：气象出版社，2002.
[3] 林婧婧，郭慧.1971—2012年平凉市霜冻变化特征分析[J].沙漠与绿洲气象， 2015（3）：57-62.
[4] 冯玉祥，何维勋.霜冻的研究[M].北京：气象出版社，1999.
[5] 罗香凌，李晓红，李德明.基层气象台站霜冻短期预报方法研究[J].黑龙江气象，2018（3）：43-44，46.
[6] 拓砚军.2011年春季河套地区一次寒潮霜冻天气过程分析[J].现代农业研究，2019（4）：116-117.
[7] 钱莉，杨鑫，滕杰.河西走廊东部一次霜冻天气过程成因及其对农业的影响[J].沙漠与绿洲气象，2019（5）：114-121.
责任编辑：黄艳飞
Analysis of a Regional Frost Weather Process in Zhangye City
CUI Yu et al（Lanzhou Central Meteorological Observatory of Gansu Meteorological Bureau， Lanzhou， Gansu 730020）
Abstract Using high-altitude， ground-based conventional observation data and satellite cloud images， the circulation background and weather causes of a regional frost weather process that occurred in Zhangye City， Gansu Province in the early morning of May 11， 2020 were analyzed. The results show that： In actual work， forecasters can judge whether there is frost formation based on the temperature， humidity， night cloud cover， wind speed and other factors of the day.
Key words Zhangye City; Low temperature; Frost
关键词 张掖市;低温;霜冻
中图分类号：P423.4 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2021）01–0076–02
霜冻是指地面（或叶面）的温度突然下降到农作物生长温度以下时，农作物遭受冻害的现象。中央气象台把地面最低温度降到0℃以下（包括0℃）作为出现霜冻的标准，按其形成的原因可分为平流霜冻、辐射霜冻、平流—辐射（混合）霜冻[1]。甘肃省在春、秋季节出现的霜冻多属于平流—辐射（混合）霜冻。春季（3—5月）是果树开花或幼果期，农作物和蔬菜的幼苗期，若此时遇上霜冻天气，果树、农作物和蔬菜将受到严重危害，造成大幅度减产或无收。张掖市地处甘肃省西北部，位于河西走廊中段、青藏高原和蒙古高原的过渡地带。霜冻是张掖市重要的灾害性天气之一，也是张掖市农业生产主要冻害灾之一，对工、农业生产和人们生活都有重大影响。霜冻分早霜冻和晚霜冻，两种霜冻在甘肃省遍及各地。一般来说，晚霜冻危害大于早霜冻，早霜冻出现得愈早，晚霜冻结束得愈迟，危害愈重[2]。据统计，张掖市平均于9月下旬出现早霜冻，平均于5月中旬出现晚霜冻，大部分霜冻发生在5月和9月。运用天气学原理，利用常规气象观测资料，对2020年5月11日发生在张掖市的一次区域性霜冻天气过程进行分析，旨在提高对霜冻的科学认识，进一步提高对霜冻的预报能力，为该地区霜冻防御和减灾提供科学参考[3]。
1 天气实况与灾情
2020年5月11日清晨，受平流降温和辐射冷却降温共同影响，张掖市出现一次区域性霜冻天气过程，其中民乐、肃南出现强霜冻，地面最低温度-4.5℃出现在肃南（图1）。此次霜冻天气对当地蔬菜、花卉、瓜果等造成不同程度的损害，共造成高台、甘州、山丹、民乐农业经济损失达3 710.33万元。
2 天气形势分析
2.1 高空形势分析
2020年5月10日08：00 500 hPa高空图上欧亚中高纬度为两槽一脊的形势，高压脊位于乌拉尔山东侧80°E附近，里海西侧和贝加尔湖东侧各有一低压槽（图2a）。乌拉尔山高压脊脊前偏北气流引导北方冷空气南下，冷空气在槽后堆积。同时次700 hPa高空图上，中国东北—河套地区有一高度槽，贝加尔湖东侧有一温度槽与之配合，并且温度槽落后于高度槽，有利于高度槽发展。10日20：00，500 hPa贝加尔湖东侧的低槽东移南压至东北—河西走廊中部，影响张掖地区。同时次700 hPa低槽亦东移南压，河西地区等高线与等温线夹角明显增大，近乎垂直（图2b），说明冷平流强。11日08：00，500 hPa低槽继续东移，移至东北—河套地区东部，对河西走廊的影响趋于结束。同时次700 hPa高度槽东移至东北—黄河下游地区，冷温槽东移至东北—甘肃省河东地区。
2.2 地面形势分析
2020年5月10日08：00地面图上，新疆东部有一冷高压，冷高压强度为1 035 hPa，张掖地区处于冷高压前部的均压场内。10日20：00该冷高压东移南压至河西西部，强度减弱为1 022.5 hPa，张掖地区等压线略变稀疏。11日08：00，该冷高压增强5 hPa，达1 027.5 hPa，张掖地区等压线明显变稀疏。经验表明，冷高压越强，地面降温越明显，并且等压线越稀疏，气压梯度越越小，则梯度风越弱，越不利于地面风速的加强。
3 霜冻成因分析
此次霜冻出现在5月份，正好是大气环流转换的季节，冷空气活动频繁，气温多变，容易出现区域性霜冻。通过分析可以发现，此次霜冻过程中500 hPa和700 hPa均有明显的强且深厚的冷平流作用。高空强且深厚的冷平流是造成11日清晨强霜冻的主要原因。11日清晨，张掖市大部分地方2 m最低气温低于0℃，其中，肃南中东部及山丹、民乐南部最低气温低于-3℃（图3）。霜冻的产生与最低气温有着密切关系[4]，基层气象台站短期霜冻预报的关键是最低气温预报[5]。与此同时，张掖地区露点温度持续下降，最低达-13.8℃（肃南），露点温度较低是形成霜冻的有利条件[6]。通过分析发现，11日清晨，地面相对湿度持续减小，地面湿度越小，则不利于凝结潜热释放而有利于霜冻的形成[7]。10日夜间地面风速为1～6 m/s，风力较小，有利于霜冻天气的形成。从FY2G红外云图上可以看出，10日夜间，河西走廊均无云，晴朗的环境场有利于辐射降温，即有利于形成霜冻。
4 小结及预报着眼点
（1）此次霜冻过程受冷平流和地面辐射冷却共同影响，使张掖市11日清晨出现区域性霜冻天气，本次霜冻是一次典型的平流—辐射霜冻。
（2）最低气温、露点温度较低、湿度较小，夜间无风或微风，无云或少云是形成霜冻的有利条件。
（3）实际预报中常根据预报的最低气温与夜间的天气条件可以判断是否有霜冻。
参考文献
[1] 王文祥，罗俊伟，申媚先，等.忻州市一次春季霜冻天气的成因分析[J].科技情报开发与经济，2008（22）：152-154.
[2] 李栋梁，刘德祥.甘肃省气候[M].北京：气象出版社，2002.
[3] 林婧婧，郭慧.1971—2012年平凉市霜冻变化特征分析[J].沙漠与绿洲气象， 2015（3）：57-62.
[4] 冯玉祥，何维勋.霜冻的研究[M].北京：气象出版社，1999.
[5] 罗香凌，李晓红，李德明.基层气象台站霜冻短期预报方法研究[J].黑龙江气象，2018（3）：43-44，46.
[6] 拓砚军.2011年春季河套地区一次寒潮霜冻天气过程分析[J].现代农业研究，2019（4）：116-117.
[7] 钱莉，杨鑫，滕杰.河西走廊东部一次霜冻天气过程成因及其对农业的影响[J].沙漠与绿洲气象，2019（5）：114-121.
责任编辑：黄艳飞
Analysis of a Regional Frost Weather Process in Zhangye City
CUI Yu et al（Lanzhou Central Meteorological Observatory of Gansu Meteorological Bureau， Lanzhou， Gansu 730020）
Abstract Using high-altitude， ground-based conventional observation data and satellite cloud images， the circulation background and weather causes of a regional frost weather process that occurred in Zhangye City， Gansu Province in the early morning of May 11， 2020 were analyzed. The results show that： In actual work， forecasters can judge whether there is frost formation based on the temperature， humidity， night cloud cover， wind speed and other factors of the day.
Key words Zhangye City; Low temperature; Frost