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今冬以来最强寒潮来袭,局地降温18℃!这两天为啥这么冷?

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冷冷冷冷……你有没有感受到最近两天骤降的气温?早上越发不想离开温暖的被窝,走在路上玩手机都冻手。

中央气象台11月27日早上继续发布寒潮黄色预警。预计从明天起到11月30日,寒潮将自西向东影响我国大部地区,我国北方和中东部大部地区气温将先后下降10~16℃,部分地区降温幅度可达18℃以上

“断崖式降温”来袭,从南到北一夜之间“真·入冬”,这个“今冬以来最强寒潮”是怎么形成的?

01

来自西伯利亚的强大的高压

下图是一张最近的天气预报图,从图中可以看到,一个来自西伯利亚的强大的高压。

那么,这个高压是怎么形成的?

先前数值模式预报的西伯利亚极强高压。图源:Windy

此处让我们来一起回忆一些高中的地理知识(希望你还没有“把它们还给老师”)。

在冬季时,因为陆地地区的吸热、散热能力比海洋低,中高纬度陆地更容易显著辐射冷却形成冷中心,这片不断净失去热量的区域被称作冷源,以海拔相对较高的中西伯利亚和蒙古高原最为突出。

在冷源区域,上方的大气因更强烈的冷却而显著收缩下沉,在近地面的低空形成一个强大的冷性高气压中心,被称作蒙古-西伯利亚高压。亚洲冬季风从此处呼啸,在气吞万里后消融于南洋。

1991-2020年冬季(12-2月平均)亚洲地区海平面气压图(填色,单位:hPa)。图中黑色椭圆标注的高压即蒙古-西伯利亚高压

不过蒙古-西伯利亚高压之名,更多是描述多年冬季平均气压的一个季节性高压系统。在短期的天气过程里,它有着活跃与剧烈的变化,表现为众多持续数日的冷性高压的增强减弱与移动。这些兴起又飘散的身影经过长时间的平均,成为了上图我们看到的蒙古-西伯利亚高压。

冷高压增强并东移南下,将寒冷气团带向我国,形成冷空气天气过程,强度甚至可以达到寒潮级别;反之冷高压偏弱且位置偏北时,冷空气活动较弱,我国冬季气候易偏暖。

当前的这个极强的高压,就是冷气团堆积发展所致;它在本周末大举南下,自西北向东南给我国大部分地区带来一次强寒潮天气过程。

02

本次寒潮的冷高压强度如何?

是否如同传言打破了历史记录?

冷高压强度通常可以用中心海平面气压最高值衡量,气压越高则冷高压越强。

根据最新的数值模式预报,本次冷高压中心气压可达约1065hPa,属于“强者”,但距离历史最高记录仍然有差距

公认最高的纪录出现在1968年12月31日,西伯利亚北部的站点记录下了高达1083.8hPa的海平面气压;虽然在2001年12月19日和2004年12月30日,蒙古国西北部的托孙臣格勒(Tosontsengel)先后报告了1085.6hPa与1089.3hPa,但由于这个观测站点海拔超过了700米,要通过经验公式换算成海平面气压,因此有争议。

蒙古托孙臣格勒(Tosontsengel)气象站内部照片 (Purevjavet al. 2014)

03

这次极强冷高压和与其相关的寒潮

是如何形成的?

形成这次强寒潮的酷寒气团,早已在西伯利亚盘旋数日。但能推动它东移南下并影响我国的动力,则可以追溯到万里之外。

在中纬度的对流层,西风带强劲地存在着,如同一条环绕地球的长河。

而这条长河里也会有涟漪或巨浪——在向东奔流的洪流里出现南北向的波动,在地面附近表现为接连不息的气旋与反气旋,为下方的大地吹拂热带的氤氲或极地的凛冽。这一次寒潮的起源,正是在大西洋的气旋族

北京时间11月24日8时(当地11月23日夜间),北大西洋上的众多气旋。图片来源:https://rammb.cira.colostate.edu/

这些气旋在呼啸北大西洋的同时,也借助西风带的长河,向下游区域更快地传递了自己的能量——在气象学上称作频散效应

于是,一系列新的波动就此形成,沿着西风带一路向东到达欧亚大陆,到11月24日在乌拉尔山的西北侧形成一个高空暖高压脊(高压区域,如下图所示)。


高压脊示意图(非本次寒潮过程),指水平气压场上等压线向气压较低一方突出的脊状部分

在这个高压脊东侧偏北气流的带动下,盘踞在西伯利亚的强烈冷气团开始明显向东南方移动,它就是目前影响我国的寒潮前身;此时暖高压脊的出现,给了它东移南下的动力。

冷气团在路过已经进入寒冬的西伯利亚荒原时有了进一步增强,而乌拉尔山附近的暖高压脊也在顺着西风带向东移动,将低涡进一步东移南推,并最终将寒冷空气引导向我国。

于是,北国的衰草披上了霜雪,而江南的木叶也将在朔风中肃杀摇落。

04

这次寒潮会造成什么影响?

这次寒潮会带来大幅降温、大范围雨雪和霜冻等灾害。

除青藏高原和云南以外,全国大部分地区都将有8℃以上的显著降温,其中北方大部和长江中下游地区更是有12℃以上;大部分地区都将迎来下半年以来温度新低,最低温度0℃线将跨过长江。

此外,中东部大部也将迎来大范围雨雪,其中长江以北多地和江南部分山区会迎来初雪,而湖南西部和贵州部分地方需要防范可能出现的冻雨。

11月26日-30日的全国降温幅度预报图,由于华南地区和台湾岛要在30日以后才有影响,因此图中降温不显著。图源:中央气象台

在具体的时间上,寒潮在27日开始影响北疆,随后28日-29日影响到长江以北其它地区,至30日起飞渡长江,影响江南。

本轮寒潮能带来的最低气温图。图源:中央气象台

05

这次初冬的寒潮

会预示着今年是个冷冬么?

先说结论:二者并没有直接关联(关于今年冬天是“冷冬”还是“暖冬”的预测,可回顾科普中国之前文章《冷冬VS暖冬,今年冬天是穿厚点还是穿薄点?就看这篇了!》。

寒潮是一种持续数日的天气过程,而“冷冬”则是描述冬季季节平均气温偏冷的异常状况。

在一个季节里是可能有剧烈的冷暖起伏,但短时的冷暖并不能直接决定一个季节总体的温度高低;冬季气温的高低更多地是受影响季节尺度的气候因子所影响,如极地海冰的多寡、赤道太平洋海温的冷暖异常等。

2020-21年冬季全国平均气温距平(偏离1981-2010年气候平均态的状况)。虽然这个冬季出现了多次强寒潮,东北等地也有所偏冷,但全国平均还是显著偏高,被判定为一个暖冬。图源:国家气候中心

今年秋季以来,赤道中东太平洋海温的冷异常再度发展,表明2020年以来第三峰拉尼娜事件正在发展。

从初步的统计学角度相关分析,拉尼娜事件部分倾向于我国大部冬季略有偏冷的同时,南方大部降水偏少,冷空气与寒潮相对活跃;但同样需要指出的是,在气候变暖的背景下,近年来拉尼娜事件与我国冬季气温相关系数在多数地区都不高,表明拉尼娜事件对我国冬季气候影响并非很显著,所以需要综合考虑其他的影响因子,如北极海冰、印度洋及大西洋北部的海温异常、高纬度与青藏高原积雪等,才能更好地分析预测我国冬季气候的趋势。

最近一个月(10月23日-11月19日)全球海表温度距平(偏离1991-2020年平均值的状况)分布(单位:℃),可以看到赤道中东太平洋呈现显著偏冷,表明拉尼娜正在发展。图源:美国国家海洋与大气管理局(NOAA)

最近国家气候中心发布了冬季总体气候形势的预测,预计东北地区北部、西北和西南地区东部偏冷,青藏高原、东北地区南部,和包括上海在内的华东地区偏暖

通常而言,拉尼娜事件和我国冬季气温有一定相关性,更可能倾向导致我国冬季大部分地区偏冷。不过因为拉尼娜对我国气候的影响并不直接,且影响我国冬季气候的因子很多,不能仅因为这一个条件断定冬季的气候状况,特别是在全球气候变暖的背景下。

国家气候中心对今年冬季(2022年12月-2023年2月)的季节平均气温异常的预测。图源:国家气候中心

一次寒潮天气的背后,却能看到辽阔天地间的风云变幻,这正是一叶知秋。

不过或许思绪有些过于遥远——在朔风萧瑟的眼前,我们还是再次提醒所有正在受寒潮影响的各位,注意关注天气的剧烈变化,及时防寒保暖。

参考文献:

[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]伍荣生.现代天气学原理. 1999,高等教育出版社,北京.

作者|风云梦远 气候学方向在读博士

审核|艾婉秀 国家气候中心气候服务室首席专家 研究员

本文封面图片及文内部分图片来自版权图库

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