今冬以來最強寒潮來襲,局地降温18℃!這兩天為啥這麼冷?_風聞
科普中国-科普中国官方账号-中国科协科普工作官方微平台2022-11-30 15:22
冷冷冷冷……你有沒有感受到最近兩天驟降的氣温?早上越發不想離開温暖的被窩,走在路上玩手機都凍手。
中央氣象台11月27日早上繼續發佈寒潮黃色預警。預計從明天起到11月30日,寒潮將自西向東影響我國大部地區,我國北方和中東部大部地區氣温將先後下降10~16℃,部分地區降温幅度可達18℃以上。
“斷崖式降温”來襲,從南到北一夜之間“真·入冬”,這個“今冬以來最強寒潮”是怎麼形成的?
01
來自西伯利亞的強大的高壓
下圖是一張最近的天氣預報圖,從圖中可以看到,一個來自西伯利亞的強大的高壓。
那麼,這個高壓是怎麼形成的?
先前數值模式預報的西伯利亞極強高壓。圖源:Windy
此處讓我們來一起回憶一些高中的地理知識(希望你還沒有“把它們還給老師”)。
在冬季時,因為陸地地區的吸熱、散熱能力比海洋低,中高緯度陸地更容易顯著輻射冷卻形成冷中心,這片不斷淨失去熱量的區域被稱作冷源,以海拔相對較高的中西伯利亞和蒙古高原最為突出。
在冷源區域,上方的大氣因更強烈的冷卻而顯著收縮下沉,在近地面的低空形成一個強大的冷性高氣壓中心,被稱作蒙古-西伯利亞高壓。亞洲冬季風從此處呼嘯,在氣吞萬里後消融於南洋。
1991-2020年冬季(12-2月平均)亞洲地區海平面氣壓圖(填色,單位:hPa)。圖中黑色橢圓標註的高壓即蒙古-西伯利亞高壓
不過蒙古-西伯利亞高壓之名,更多是描述多年冬季平均氣壓的一個季節性高壓系統。在短期的天氣過程裏,它有着活躍與劇烈的變化,表現為眾多持續數日的冷性高壓的增強減弱與移動。這些興起又飄散的身影經過長時間的平均,成為了上圖我們看到的蒙古-西伯利亞高壓。
冷高壓增強並東移南下,將寒冷氣團帶向我國,形成冷空氣天氣過程,強度甚至可以達到寒潮級別;反之冷高壓偏弱且位置偏北時,冷空氣活動較弱,我國冬季氣候易偏暖。
當前的這個極強的高壓,就是冷氣團堆積發展所致;它在本週末大舉南下,自西北向東南給我國大部分地區帶來一次強寒潮天氣過程。
02
本次寒潮的冷高壓強度如何?
是否如同傳言打破了歷史記錄?
冷高壓強度通常可以用中心海平面氣壓最高值衡量,氣壓越高則冷高壓越強。
根據最新的數值模式預報,本次冷高壓中心氣壓可達約1065hPa,屬於“強者”,但距離歷史最高記錄仍然有差距:
公認最高的紀錄出現在1968年12月31日,西伯利亞北部的站點記錄下了高達1083.8hPa的海平面氣壓;雖然在2001年12月19日和2004年12月30日,蒙古國西北部的託孫臣格勒(Tosontsengel)先後報告了1085.6hPa與1089.3hPa,但由於這個觀測站點海拔超過了700米,要通過經驗公式換算成海平面氣壓,因此有爭議。
蒙古託孫臣格勒(Tosontsengel)氣象站內部照片 (Purevjavet al. 2014)
03
這次極強冷高壓和與其相關的寒潮
是如何形成的?
形成這次強寒潮的酷寒氣團,早已在西伯利亞盤旋數日。但能推動它東移南下並影響我國的動力,則可以追溯到萬里之外。
在中緯度的對流層,西風帶強勁地存在着,如同一條環繞地球的長河。
而這條長河裏也會有漣漪或巨浪——在向東奔流的洪流裏出現南北向的波動,在地面附近表現為接連不息的氣旋與反氣旋,為下方的大地吹拂熱帶的氤氲或極地的凜冽。這一次寒潮的起源,正是在大西洋的氣旋族。
北京時間11月24日8時(當地11月23日夜間),北大西洋上的眾多氣旋。圖片來源:https://rammb.cira.colostate.edu/
這些氣旋在呼嘯北大西洋的同時,也藉助西風帶的長河,向下遊區域更快地傳遞了自己的能量——在氣象學上稱作頻散效應。
於是,一系列新的波動就此形成,沿着西風帶一路向東到達歐亞大陸,到11月24日在烏拉爾山的西北側形成一個高空暖高壓脊(高壓區域,如下圖所示)。
高壓脊示意圖(非本次寒潮過程),指水平氣壓場上等壓線向氣壓較低一方突出的脊狀部分
在這個高壓脊東側偏北氣流的帶動下,盤踞在西伯利亞的強烈冷氣團開始明顯向東南方移動,它就是目前影響我國的寒潮前身;此時暖高壓脊的出現,給了它東移南下的動力。
冷氣團在路過已經進入寒冬的西伯利亞荒原時有了進一步增強,而烏拉爾山附近的暖高壓脊也在順着西風帶向東移動,將低渦進一步東移南推,並最終將寒冷空氣引導向我國。
於是,北國的衰草披上了霜雪,而江南的木葉也將在朔風中肅殺搖落。
04
這次寒潮會造成什麼影響?
這次寒潮會帶來大幅降温、大範圍雨雪和霜凍等災害。
除青藏高原和雲南以外**,全國大部分地區都將有8℃以上的顯著降温,其中北方大部和長江中下游地區更是有12℃以上**;大部分地區都將迎來下半年以來温度新低,最低温度0℃線將跨過長江。
此外,中東部大部也將迎來大範圍雨雪,其中長江以北多地和江南部分山區會迎來初雪,而湖南西部和貴州部分地方需要防範可能出現的凍雨。
11月26日-30日的全國降温幅度預報圖,由於華南地區和台灣島要在30日以後才有影響,因此圖中降温不顯著。圖源:中央氣象台
在具體的時間上,寒潮在27日開始影響北疆,隨後28日-29日影響到長江以北其它地區,至30日起飛渡長江,影響江南。
本輪寒潮能帶來的最低氣温圖。圖源:中央氣象台
05
這次初冬的寒潮
會預示着今年是個冷冬麼?
先説結論:二者並沒有直接關聯(關於今年冬天是“冷冬”還是“暖冬”的預測,可回顧科普中國之前文章《冷冬VS暖冬,今年冬天是穿厚點還是穿薄點?就看這篇了!》。
寒潮是一種持續數日的天氣過程,而“冷冬”則是描述冬季季節平均氣温偏冷的異常狀況。
在一個季節裏是可能有劇烈的冷暖起伏,但短時的冷暖並不能直接決定一個季節總體的温度高低;冬季氣温的高低更多地是受影響季節尺度的氣候因子所影響,如極地海冰的多寡、赤道太平洋海温的冷暖異常等。
2020-21年冬季全國平均氣温距平(偏離1981-2010年氣候平均態的狀況)。雖然這個冬季出現了多次強寒潮,東北等地也有所偏冷,但全國平均還是顯著偏高,被判定為一個暖冬。圖源:國家氣候中心
今年秋季以來,赤道中東太平洋海温的冷異常再度發展,表明2020年以來第三峯拉尼娜事件正在發展。
從初步的統計學角度相關分析,拉尼娜事件部分傾向於我國大部冬季略有偏冷的同時,南方大部降水偏少,冷空氣與寒潮相對活躍;但同樣需要指出的是,在氣候變暖的背景下,近年來拉尼娜事件與我國冬季氣温相關係數在多數地區都不高,表明拉尼娜事件對我國冬季氣候影響並非很顯著,所以需要綜合考慮其他的影響因子,如北極海冰、印度洋及大西洋北部的海温異常、高緯度與青藏高原積雪等,才能更好地分析預測我國冬季氣候的趨勢。
最近一個月(10月23日-11月19日)全球海表温度距平(偏離1991-2020年平均值的狀況)分佈(單位:℃),可以看到赤道中東太平洋呈現顯著偏冷,表明拉尼娜正在發展。圖源:美國國家海洋與大氣管理局(NOAA)
最近國家氣候中心發佈了冬季總體氣候形勢的預測,預計東北地區北部、西北和西南地區東部偏冷,青藏高原、東北地區南部,和包括上海在內的華東地區偏暖。
通常而言,拉尼娜事件和我國冬季氣温有一定相關性,更可能傾向導致我國冬季大部分地區偏冷。不過因為拉尼娜對我國氣候的影響並不直接,且影響我國冬季氣候的因子很多,不能僅因為這一個條件斷定冬季的氣候狀況,特別是在全球氣候變暖的背景下。
國家氣候中心對今年冬季(2022年12月-2023年2月)的季節平均氣温異常的預測。圖源:國家氣候中心
一次寒潮天氣的背後,卻能看到遼闊天地間的風雲變幻,這正是一葉知秋。
不過或許思緒有些過於遙遠——在朔風蕭瑟的眼前,我們還是再次提醒所有正在受寒潮影響的各位,注意關注天氣的劇烈變化,及時防寒保暖。
參考文獻:
[1]Gomboluudev Purevjav, Robert C. Balling Jr., Randall S. Cerveny, et al. The Tosontsengel Mongolia world record sea-level pressure extreme: spatial analysis of elevation bias in adjustment-to-sea-level pressures. International JournalofClimatology, 2015, 35 (10): 2968-2977.
[2]伍榮生.現代天氣學原理. 1999,高等教育出版社,北京.
作者|風雲夢遠 氣候學方向在讀博士
審核|艾婉秀 國家氣候中心氣候服務室首席專家 研究員
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