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54、寒潮来袭

11月下旬的烟台,寒意料峭,市民真正体验到冬天的到来。

寒潮是指冬半年来自极地或寒带的寒冷空气,像潮水一样大规模地向中、低纬度的侵袭活动。

寒潮袭击时会造成气温急剧下降,并伴有大风和雨雪天气。对工农业生产、群众生活和人体健康等都有较为严重的影响。

侵入我国的寒潮,主要是在北极地带、俄罗斯的西伯利亚以及蒙古国等地暴发南下的冷高压。这些地区,大多是分布在北极地带,冬季长期见不到阳光,到处被冰雪覆盖着,停留在那些地区的空气团好像躺在一个天然的大冰窖里面一样,越来越冷、越来越干,当这股冷气团积累一定的程度,气压增大到远远较南方高时,就像贮存在高山上的洪水,一有机会,就向气压较低的南方泛滥、倾泻,这就形成了寒潮。

中文名

寒潮

外文名

coldwave

类别

一种灾害性天气

发生季节

秋末、冬季、初春时节

寒潮关键区

(70°~90°E,43°~65°N)

形成原因

寒潮是冬季的一种灾害性天气,群众习惯把寒潮称为寒流。所谓寒潮,是指来自高纬度地区的寒冷空气,在特定的天气形势下迅速加强并向中低纬度地区侵入,造成沿途地区大范围剧烈降温、大风和雨雪天气。这种冷空气南侵达到一定标准的就称为寒潮。

2016年霸王级寒潮

标准:我国气象部门规定:冷空气侵入造成的降温,一天内达到10摄氏度以上,而且最低气温在5摄氏度以下,则称此冷空气爆发过程为一次寒潮过程。[3]但实际上,这个标准并不适用南方各省。因此,又有一个补充规定:长江中下游及其以北地区,在48小时内降温10摄氏度以上,长江中下游最低气温在4摄氏度以下(春季则改为江淮地区最低气温在4摄氏度以下),陆上三大行政区出现5级以上大风,渤海、黄海、东海先后有7级以上大风,作为寒潮警报标准。如果以上地区48小时内降温大14摄氏度以上,陆地上有3-4个大行政区有5-7级大风,沿海所有海区出现7级以上大风,则为强寒潮标准。

地理因素

中国位于欧亚大陆的东南部。从中国往北去,就是蒙古国和俄罗斯的西伯利亚。西伯利亚是气候很冷的地方,再往北去,就到了地球最北的地区——北极了。那里比西伯利亚地区更冷,寒冷期更长。影响中国的寒潮就是从那些地方形成的。在北美洲,寒潮主要形成于北极地区以及加拿大的育空地区和哈德逊湾。

中国的寒潮

位于高纬度的北极地区、西伯利亚、蒙古高原、育空高原、哈德逊湾一带地方,一年到头受太阳光的斜射,地面接受太阳光的热量很少。尤其是到了冬天,太阳光线南移,北半球太阳光照射的角度越来越小,因此,地面吸收的太阳光热量也越来越少,地表面的温度变得很低。在冬季北冰洋地区,气温经常在-20℃以下,最低时可到-60℃——-70℃。1 月份的平均气温常在-40℃以下。

在北极地区由于太阳光照弱,地面和大气获得热量少,常年冰天雪地。到了冬天,太阳光的直射位置越过赤道,到达南半球,北极地区的寒冷程度更加增强,范围扩大,平均气温一般都在零下40℃—50℃以下。范围很大的冷气团聚集到一定程度,在适宜的高空大气环流作用下,就会大规模向南入侵,形成寒潮天气。

寒潮横扫中国大部分地区

由于北极和西伯利亚一带的气温很低,大气的密度就要大大增加,空气不断收缩下沉,使气压增高,这样,便形成一个势力强大、深厚宽广的冷高压气团。当这个冷性高压势力增强到一定程度时,就会像决了堤的海潮一样,一泻千里,汹涌澎湃地向中国袭来,这就是寒潮。

每一次寒潮爆发后,西伯利亚的冷空气就要减少一部分,气压也随之降低。但经过一段时间后,冷空气又重新聚集堆积起来,孕育着一次新的寒潮的爆发。

受冷空气影响的人群

北半球的大多数冷空气都是在北冰洋形成,然后在西伯利亚、加拿大等地区得到加强,再进一步南下。

南半球的南极大陆上也有很强的冷高压,而且南极大陆上积蓄的冷空气要比北半球的势力更庞大也更稳定。但是,由于南半球有完整又强势的西风带存在,冷空气都被西风带封锁在南极大陆上很难入侵中低纬地区,以及南极洲被广阔的海洋包围,海洋会减弱冷空气的势力。因此南半球很少发生寒潮,冷空气的活动范围和活动频率都小于北半球。

来源地区

冷空气的源地:①新地岛以西洋面上;②新地岛以东洋面上;③冰岛以南洋面上。

寒潮关键区:据中央气象台统计资料,95%的冷空气都要经过西伯利亚中部(70°~90°E,43°~65°N)地区并在那里积累加强,这个地区就称为寒潮关键区。

寒潮路径

入侵中国的寒潮主要有三条路径:(1)西路:从西伯利亚西部进入中国新疆,经河西走廊向东南推进;(2)中路:从西伯利亚中部和蒙古进入中国后,经河套地区和华中南下;(3)东路:从西伯利亚东部或蒙古东部进入中国东北地区,经华北地区南下;(4)东路加西路:东路冷空气从河套下游南下,西路冷空气从青海东南下,两股冷空气常在黄土高原东侧,黄河、长江之间汇合,汇合时造成大范围的雨雪天气,接着两股冷空气合并南下,出现大风和明显降温。

寒潮灾害

组成结构

极涡

西伯利亚的北极极涡被暖流两面夹击,被迫南下。

北半球冬季极区对流层中上层500hPa上的绕极区气旋式涡旋,称为极涡。它是大规模极寒冷空气的象征,地面为浅薄冷高压,700hPa转为低压环流。

极地高压

①500hPa图上有完整的反气旋环流,能分析出不少于一根闭合等高线;②有相当范围的单独的暖中心与位势高度场配合;③暖性高压主体在70°N以北;④高压维持三天以上。

寒潮地面高压

2016年霸王级寒潮广东省发布寒潮红色预警信号

寒潮全过程中冷锋后地面高压,多数属于热力不对称系统,高压前部有强冷平流;后部则为暖平流,中心区温度平流趋于零,少数高压始终为冷性。可表示冷空气强弱,中心移动路径可作为冷空气的移动路径。

寒潮冷锋

在寒潮地面高压的前缘都有一条强度较强的冷锋作为寒潮的前锋,它随高度向冷空气一侧倾斜,在高空等压面上对应有很强的锋区,锋区结构上宽下窄在300hPa及以下各等压面上均有明显的冷槽和锋区。

形成过程

短期

寒潮的短中期天气过程分为三大类:(1)小槽发展型(2)低槽东移型(3)横槽(转竖)型

小槽发展型

实质是通过不稳定小槽、小脊发展,把从大西洋到东西伯利亚的大倒Ω流型演变为东亚倒Ω流型的过程,引导新地岛以西冷空气南下,取西北路径经西伯利亚、蒙古入侵中国。

低槽东移型

欧洲小槽东移过程中,有来自北方的新鲜冷空气并入,使小槽发展,导致寒潮过程。低槽东移型寒潮要注意两股冷空气合并。

2016年霸王级寒潮

横槽(转竖)型

东亚倒Ω流型建立时,极涡向西伸出一个东-西走向槽,槽前后是偏北风(340°-20°)与偏西风(300°-250°)的切变。

中期

中期过程是寒潮爆发前的大的环流背景。包括:a.倒“Ω”流型b.极涡偏心型c.大型槽脊东移型。

倒Ω流演变特征

a.初始阶段:两个大洋北部脊向极地发展,极涡一分为二,分别移到东、西两半球,(或极涡偏于东半球),则东半球为两个大洋脊挟持一个大极涡,形成大倒Ω流型

b.酝酿阶段:大倒Ω流型向亚洲地区收缩,形成东亚地区倒Ω流型,亚洲极涡加强并南压,极涡底部锋区加强,锋区上常有长波发展或横槽缓慢南压,形成强冷空气酝酿形势。

c.爆发阶段:中纬度长波急速发展,或横槽转竖、或横槽南压,引导冷空气侵袭中国。最后东亚大槽加深重建,过程结束。

寒潮袭哈密

中期预报系统

东亚