寒潮來了,斷崖式降温_風聞
地球知识局-地球知识局官方账号-人文+地理+设计=全球视野新三观2022-10-10 22:34
10月8日,意味着國慶假期已然溜走,為期七天的工作大禮包奉上。而這一天,寒露也驟然降臨,很多人都已經感受到它凜冽的寒意。
寒露是秋季的第五個節氣,是深秋的節令,這一時節除了菊豔蟹肥、天高雲淡,也伴隨着冷空氣活躍躁動,頻繁南下侵擾。
每年最饞大閘蟹的時節到了
(圖:圖蟲創意)▼
此後,東北、西北地區千里霜鋪、萬里雪飄,華北由涼轉寒、日温差大,南方暑熱褪去、秋意漸濃。中國大部分地區也將在冷高壓控制之下,告別雨季,直面凜冬。
不久後北方的許多城市
將換上秋季限定的金黃“皮膚”
(故都的秋 圖:圖蟲創意)▼
當然,今年冬日似乎比往年都來的早一些。
斷崖式降温
進入10月的國慶前幾天,副熱帶高壓加強並逐漸北抬西伸,“秋老虎”雄踞南方,出現了大範圍35℃以上甚至超過37℃的高温天氣。
國慶前一週,南方氣温依舊熱度不減
(圖:中央氣象台)▼

上海、武漢、合肥、杭州、南昌、南京等多地打破10月最高氣温紀錄,將近200個國家觀測站達到或突破10月氣温歷史極值,熱如盛夏。徐家彙站在建站150年來首次在10月出現過35℃以上高温天氣,成為當地歷史10月最高氣温紀錄。
為此,中央氣象台於2日6時發佈了高温黃色預警。
國慶假期,高温天氣還在加班
(圖:上海自動氣象站)▼

當然,進入10月,意味着冷空氣的主場來了。在高空大槽的引導下,龐大的冷高壓已經在西北吹響了集結號,準備狠狠敲打這隻“老虎”。
高温天氣在南方的統治地位即將受到冷空氣的挑戰
(圖:中央氣象台)▼

為此,中央氣象台於2日10時發佈寒潮藍色預警,罕見地在一天之內既發佈高温預警又發佈寒潮預警。這也是自2010年現行預警辦法實行以來,在下半年發佈的最早寒潮預警。
高温後腳還沒走,寒潮前腳就跟了過來
(圖:中央氣象台)▼

如此強的冷空氣快速南下,“頭都要吹掉”的大風伴隨着斷崖式的降温,10月2日-6日,中東部大部地區氣温普遍下降8~12℃。
一個國慶,前三天夏天
中間一天秋天,後三天冬天
(圖:中央氣象台)▼

除了南方部分地區,基本都能體驗到國慶七天四季遊
(圖:中央氣象台)▼

伴隨降温的還有降雨:在之前強盛的副熱帶高壓抽吸下,大量暖濕空氣北上,與逐漸南下的冷空氣交匯,從南到北帶來大範圍降雨天氣,局部地區有暴雨。但遺憾的是,副高腳下的湖南、江西、福建等地降雨較弱,對旱區旱情緩和的作用十分有限。
湘贛地區,依舊在等待緩解久旱的那場甘露
(圖:中央氣象台)▼

3日晚,華北地區進入速凍模式,北京在這次過程中最低氣温降幅超過10℃,並且伴隨了7級左右陣風。
北京入冬的時間,只用了一晚上
(圖:北京市氣象局)▼

4日隨着強冷空氣繼續南下越過長江,南方迎來了猛烈的降温天氣,多地氣温驟降**20℃**以上,南京前一天15時温度38℃,過了一天第二天15時氣温就僅14℃了。
強冷空氣一夜之間“碾壓”過了長江
也許3日是南京人今年最後一次開空調製冷的一天
(圖:江蘇省氣象台)▼

隨着寒潮南下,北方氣温則略有回升,京津冀一帶部分地區最高氣温回升到20℃左右。一路南下征討的冷空氣也遭遇武夷山和南嶺的阻擋,強弩之末下也只能偃旗息鼓了,也意味着這一輪大降温接近尾聲。
西伯利亞冷高壓前部的鋒面止步於兩廣
(圖:中央氣象台)▼

高空大槽拉動冷高壓
寒潮,顧名思義,寒冷空氣如潮水奔流而來。
根據《冷空氣等級》國家標準中規定:某一地區冷空氣過境後,日最低氣温24小時內下降8 ℃及以上,或48小時內下降10℃及以上,或72小時內下降12 ℃及以上,並且日最低氣温下降到4℃或以下時,可認為寒潮發生。
可見,並不是每一次冷空氣南下都稱為寒潮。如此強勁的冷空氣,我們需要望向北方:
冷空氣等級劃分▼

每年秋分之後,隨着太陽直射點的南移,北極高緯度地區接收到的太陽輻射減少,強烈的輻射冷卻空氣下沉,在高空表現為“冷低壓”,高空的寒冷空氣在地轉偏向力的作用下圍繞着北極自西向東旋轉,形成了一個逆時針旋轉的環流系統,稱為極渦。
AIRS捕獲的極地渦旋(2019)
(圖:wiki)▼

而在中高緯度地區則形成了環繞極渦的西風帶。西風帶作為行星尺度上基本的大氣運動,是很多天氣系統形成的基本背景。
地球上大規模大氣環流的理想化描述(春分)
(參考:wiki)▼

在烏拉爾山脈、落基山脈和大西洋的擾動下,西行氣流產生波動,形成了地理位置相對固定的東亞大槽、北美大槽和歐洲淺槽。
冬季三槽大致位置▼

其中,我國大部分區域都位於東亞大槽的後部。這就意味着平均來看,我國高空表現為向南的西北風,這也正是我國遭受冬季寒潮侵襲的重要原因。
而東亞大槽西側的阻塞高壓是阻擋冷空氣的利器▼

極地空氣冷卻下沉,對應着地面則形成大規模極寒冷的冷氣團,而由於陸地比熱容較小,冬季西伯利亞與加拿大則形成龐大的地面冷高壓,還常常與極地冷高壓相接形成統一的系統。而在我國這一側的西伯利亞冷高壓就是造成降温的元兇。
一旦低壓槽東移南下
冷空氣也會順勢沿着槽南下,給南方地區造成降温▼

那麼高緯度地面的冷空氣為啥不好好待著,非要南下來中低緯度呢?這樣我們就需要將高空與地面結合來看了。
在高空西風帶的風速極快,其中心的高空急流風速可達30-40m/s以上,如此快的空氣流速會拖拽低空的空氣運動,地面冷高壓系統的移動常常就與之有關,高空風速越快,地面冷高壓系統的移動也越快,這樣起到引導作用的高空氣流即稱為引導氣流。
10月2號冷高壓南下“大舉入侵”
給接下來的大幅降温來了個“預熱”
(圖:中央氣象台)▼

而冬季常常在我國形成的西風槽波動,就往往成為拉着冷空氣南下的罪魁禍首。當高空西風帶發生大規模的波動,冷槽大規模發展、移動、調整,高空就會形成大規模向南的引導氣流。
10月3號的高空槽後有大規模向南的氣流
(圖:中央氣象台)▼

冷高壓就會在高空氣流的引導下迅速南下。由於其移動速度較快,在地面冷高壓的前端往往會形成一條強度較強的冷鋒,成為寒潮的“前鋒”,相當於寒潮大軍的“先鋒官”。
10月3號,在高空氣流的引導下
冷高壓前鋒直抵長江沿線
(圖:中央氣象台)▼

正是在這樣的高低空系統的配置下,地面寒冷空氣在高空引導氣流的率領下,從高緯度地區如潮水般蜂擁南下,給中低緯度帶來凜冽的寒意。
一波又起
今年下半年第一輪寒潮剛剛過去,但高興不了多久,一波未平、一波又起!寒露當天(10月8日),新一冷空氣接過軍旗號令,新的大槽再度發展東移,波動幅度相比之前更大,勢頭也更猛。
後部的西風氣流幾乎是南北走向
將高緯度的冷空氣拽下來
(圖:中央氣象台)▼

在這樣的高空氣流引導下,冷空氣迅速南下,速度極快,北方部分地區降温劇烈,局地降温可達14℃,最低氣温創入秋以來新低,京津冀及河南、山東等局地大風也更加極端。如此強勁的冷空氣將直接翻越南嶺,橫掃華南地區,給兩廣帶來顯著的降温。
冷高壓已經迅速南下壓在中國上空
(圖:中央氣象台)▼

更要命的是,由於高空槽前往往對應着輻散,而高空的輻散會使得空氣上升補充,從而使得地面氣壓下降,這樣就造成了高空大槽的前端有一個低壓的氣旋生成。而氣旋意味着這裏會有冷暖空氣的交匯和輻合上升的條件,東北、內蒙就會出現強勁的雨雪天氣。
可以看到高空的槽前對應着一個氣旋的生成
上:10月8號 500hPa
下:10月8號 地表高度
(圖:中央氣象台)▼


氣旋(10月8號 地表高度)▼

而且在近地面,氣旋的低壓與南下的強勁冷高壓形成極大的氣壓梯度,如同落差使得水飛流直下,極大的氣壓梯度意味着更強勁的風速,8號夜間至9號華北迎來大風最強時段,內蒙古中東部、京津冀、黃淮北部等局地可達10級。
華北地區的朋友們這兩天處於在風中凌亂的狀態
(圖:中央氣象台)▼

此次冷空氣過程降温幅度大、影響範圍廣,打斷了緩慢回暖的趨勢,可以説寒露之後,多地已經感受到了冬季的寒意。
與國慶假期期間的寒潮過程相比,此股冷空氣造成了中東部大部地區氣温較常年同期偏低1至3℃,中國中東部也狠狠遭受了大風猛烈的打擊。
過了一週色調都變了(圖:中央氣象台)▼


除了當前的寒潮,我們自然還很關心之後今年冬天的情況。提到這個問題,我們就又會想起那對兄妹——厄爾尼諾和拉尼娜。在遙遠的太平洋另一端,秘魯沿岸的海表依舊呈現出偏冷的狀態。
8曰18日,可以明顯看到秘魯沿岸的海面温度異常▼

今年8月31日,世界氣象組織(WMO)官方發佈了一篇名為《WMO預測本世紀首次“三重”拉尼娜現象》的文章,文章預測:曠日持久的拉尼娜事件很可能至少持續到年底,成為本世紀首個**“三重”拉尼娜現象**,即連續三個冬天都發生拉尼娜。
這三年冬季,拉尼娜賴着不走了
(圖:WMO)▼

相比於厄爾尼諾,拉尼娜持續的時間確實會久一些,比如1957-1959年為持續時間最長的厄爾尼諾僅僅24個月,但1998-2001年的強拉尼娜事件持續了32個月,因此今年冬季出現拉尼娜也不算出人意料。
拉尼娜在一定程度上有利於冬半年的冷空氣活動,根據統計數據顯示,1950年以來15次拉尼娜事件,10次都對應着我國的冷冬,約是偏暖概率的兩倍。
今年的拉尼娜,帶來的是暖冬還是冷冬呢?
(圖:NOAA)▼

然而,目前短期氣候預測的難度和不確定性仍較大,而且所謂的冷冬、暖冬,説的也是大範圍平均的情況,難以得到某個區域某次極端天氣過程的情況。因此,今年入冬究竟如何,還是得看天氣形勢具體分析,不可以排除有極端情況發生的可能。
參考資料:
[1] 中央氣象台:寒潮天氣將終結南方高温 四川陝西河南山東等地有較強降水 http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xzytq/202210/t20221003_5118634.html
[2] 中央氣象台:新一輪較強冷空氣將影響中東部地區 四川盆地江漢江淮等地多陰雨 http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xzytq/202210/t20221007_5119787.html
[3] 中國天氣網:寒露節氣我國冬季版圖反超秋季 這些地方晝夜温差可超15℃ https://mp.weixin.qq.com/s/9Y1k_Ep_ymJPczvBwDo0nQ
[4] 中國天氣網:降温18℃以上!南方降到預報圖發紫 熱到破紀錄後10月上旬少見的涼來襲 https://news.china.com/domestic/945/20221005/43569386_all.html
[5] 朱乾根,林錦瑞等著《天氣學原理和方法》第四章:大氣環流;第六章:寒潮天氣過程
[6] GB/T 20484-2017 中華人民共和國國家標準:冷空氣等級
[7] 趙振國,蔣伯仁,陳國珍,王永光,劉海波,許力.ENSO事件對中國氣候的可能影響[J].山東氣象,2000,(01):4-12.

