寒潮来了,断崖式降温 | 地球知识局

寒潮来了,断崖式降温 | 地球知识局

据说地球人民都关注分享我局了(⊙v⊙)

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NO.2322-断崖式降温

作者:小哲

校稿:辜汉膺 / 编辑:果果、板栗

10月8日,意味着国庆假期已然溜走,为期七天的工作大礼包奉上。而这一天,寒露也骤然降临,很多人都已经感受到它凛冽的寒意

寒露是秋季的第五个节气,是深秋的节令,这一时节除了菊艳蟹肥、天高云淡,也伴随着冷空气活跃躁动,频繁南下侵扰。

每年最馋大闸蟹的时节到了

(图:图虫创意)▼

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此后,东北、西北地区千里霜铺、万里雪飘,华北由凉转寒、日温差大,南方暑热褪去、秋意渐浓。中国大部分地区也将在冷高压控制之下,告别雨季,直面凛冬

不久后北方的许多城市

将换上秋季限定的金黄“皮肤”

(故都的秋 图:图虫创意)▼

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当然,今年冬日似乎比往年都来得早一些。

断崖式降温

进入10月的国庆前几天,副热带高压加强并逐渐北抬西伸,“秋老虎”雄踞南方,出现了大范围35℃以上甚至超过37℃的高温天气。

国庆前一周,南方气温依旧热度不减

(图:中央气象台)▼

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上海、武汉、合肥、杭州、南昌、南京等多地打破10月最高气温纪录,将近200个国家观测站达到或突破10月气温历史极值,热如盛夏。徐家汇站在建站150年来首次在10月出现过35℃以上高温天气,成为当地历史10月最高气温纪录。

为此,中央气象台于2日6时发布了高温黄色预警。

国庆假期,高温天气还在加班

(图:上海自动气象站)▼

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当然,进入10月,意味着冷空气的主场来了。在高空大槽的引导下,庞大的冷高压已经在西北吹响了集结号,准备狠狠敲打这只“老虎”。

高温天气在南方的统治地位即将受到冷空气的挑战

(图:中央气象台)▼

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为此,中央气象台于2日10时发布寒潮蓝色预警,罕见地在一天之内既发布高温预警又发布寒潮预警。这也是自2010年现行预警办法实行以来,在下半年发布的最早寒潮预警。

高温后脚还没走,寒潮前脚就跟了过来

(图:中央气象台)▼

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如此强的冷空气快速南下,“头都要吹掉”的大风伴随着断崖式的降温,10月2日-6日,中东部大部地区气温普遍下降8~12℃。

一个国庆,前三天夏天

中间一天秋天,后三天冬天

(图:中央气象台)▼

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除了南方部分地区,基本都能体验到国庆七天四季游

(图:中央气象台)▼

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伴随降温的还有降雨:在之前强盛的副热带高压抽吸下,大量暖湿空气北上,与逐渐南下的冷空气交汇,从南到北带来大范围降雨天气,局部地区有暴雨。但遗憾的是,副高脚下的湖南、江西、福建等地降雨较弱,对旱区旱情缓和的作用十分有限。

湘赣地区,依旧在等待缓解久旱的那场甘露

(图:中央气象台)▼

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3日晚,华北地区进入速冻模式,北京在这次过程中最低气温降幅超过10℃,并且伴随了7级左右阵风。

北京入冬的时间,只用了一晚上

(图:北京市气象局)▼

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4日随着强冷空气继续南下越过长江,南方迎来了猛烈的降温天气,多地气温骤降20℃以上,南京前一天15时温度38℃,过了一天第二天15时气温就仅14℃了。

强冷空气一夜之间“碾压”过了长江

也许3日是南京人今年最后一次开空调制冷的一天

(图:江苏省气象台)▼

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随着寒潮南下,北方气温则略有回升,京津冀一带部分地区最高气温回升到20℃左右。一路南下征讨的冷空气也遭遇武夷山和南岭的阻挡,强弩之末下也只能偃旗息鼓了,也意味着这一轮大降温接近尾声。

西伯利亚冷高压前部的锋面止步于两广

(图:中央气象台)▼

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高空大槽拉动冷高压

高空大槽拉动冷高压

寒潮,顾名思义,寒冷空气如潮水奔流而来。

根据《冷空气等级》国家标准中规定:某一地区冷空气过境后,日最低气温24小时内下降8 ℃及以上,或48小时内下降10℃及以上,或72小时内下降12 ℃及以上,并且日最低气温下降到4℃或以下时,可认为寒潮发生

可见,并不是每一次冷空气南下都称为寒潮。如此强劲的冷空气,我们需要望向北方:

冷空气等级划分▼

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每年秋分之后,随着太阳直射点的南移,北极高纬度地区接收到的太阳辐射减少,强烈的辐射冷却空气下沉,在高空表现为“冷低压”,高空的寒冷空气在地转偏向力的作用下围绕着北极自西向东旋转,形成了一个逆时针旋转的环流系统,称为极涡

AIRS捕获的极地涡旋(2019)

(图:wiki)▼

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而在中高纬度地区则形成了环绕极涡的西风带。西风带作为行星尺度上基本的大气运动,是很多天气系统形成的基本背景。

地球上大规模大气环流的理想化描述(春分)

(参考:wiki)▼

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在乌拉尔山脉、落基山脉和大西洋的扰动下,西行气流产生波动,形成了地理位置相对固定的东亚大槽北美大槽欧洲浅槽

冬季三槽大致位置▼

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其中,我国大部分区域都位于东亚大槽的后部。这就意味着平均来看,我国高空表现为向南的西北风,这也正是我国遭受冬季寒潮侵袭的重要原因。

而东亚大槽西侧的阻塞高压是阻挡冷空气的利器▼

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极地空气冷却下沉,对应着地面则形成大规模极寒冷的冷气团,而由于陆地比热容较小,冬季西伯利亚与加拿大则形成庞大的地面冷高压,还常常与极地冷高压相接形成统一的系统。而在我国这一侧的西伯利亚冷高压就是造成降温的元凶。

一旦低压槽东移南下

冷空气也会顺势沿着槽南下,给南方地区造成降温▼

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那么高纬度地面的冷空气为啥不好好呆着,非要南下来中低纬度呢?这样我们就需要将高空与地面结合来看了。

在高空西风带的风速极快,其中心的高空急流风速可达30-40m/s以上,如此快的空气流速会拖拽低空的空气运动,地面冷高压系统的移动常常就与之有关,高空风速越快,地面冷高压系统的移动也越快,这样起到引导作用的高空气流即称为引导气流

10月2号冷高压南下“大举入侵”

给接下来的大幅降温来了个“预热”

(图:中央气象台)▼

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而冬季常常在我国形成的西风槽波动,就往往成为拉着冷空气南下的罪魁祸首。当高空西风带发生大规模的波动,冷槽大规模发展、移动、调整,高空就会形成大规模向南的引导气流。

10月3号的高空槽后有大规模向南的气流

(图:中央气象台)▼

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冷高压就会在高空气流的引导下迅速南下。由于其移动速度较快,在地面冷高压的前端往往会形成一条强度较强的冷锋,成为寒潮的“前锋”,相当于寒潮大军的“先锋官”。

10月3号,在高空气流的引导下

冷高压前锋直抵长江沿线

(图:中央气象台)▼

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正是在这样的高低空系统的配置下,地面寒冷空气在高空引导气流的率领下,从高纬度地区如潮水般蜂拥南下,给中低纬度带来凛冽的寒意。

一波又起

今年下半年第一轮寒潮刚刚过去,但高兴不了多久,一波未平、一波又起!寒露当天(10月8日),新一冷空气接过军旗号令,新的大槽再度发展东移,波动幅度相比之前更大,势头也更猛。

后部的西风气流几乎是南北走向

将高纬度的冷空气拽下来

(图:中央气象台)▼

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在这样的高空气流引导下,冷空气迅速南下,速度极快,北方部分地区降温剧烈,局地降温可达14℃,最低气温创入秋以来新低,京津冀及河南、山东等局地大风也更加极端。如此强劲的冷空气将直接翻越南岭,横扫华南地区,给两广带来显著的降温。

冷高压已经迅速南下压在中国上空

(图:中央气象台)▼

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更要命的是,由于高空槽前往往对应着辐散,而高空的辐散会使得空气上升补充,从而使得地面气压下降,这样就造成了高空大槽的前端有一个低压的气旋生成。而气旋意味着这里会有冷暖空气的交汇和辐合上升的条件,东北、内蒙就会出现强劲的雨雪天气

可以看到高空的槽前对应着一个气旋的生成

上:10月8号 500hPa

下:10月8号 地表高度

(图:中央气象台)▼

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气旋(10月8号 地表高度)▼

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而且在近地面,气旋的低压与南下的强劲冷高压形成极大的气压梯度,如同落差使得水飞流直下,极大的气压梯度意味着更强劲的风速,8号夜间至9号华北迎来大风最强时段,内蒙古中东部、京津冀、黄淮北部等局地可达10级。

华北地区的朋友们这两天处于在风中凌乱的状态

(图:中央气象台)▼

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此次冷空气过程降温幅度大、影响范围广,打断了缓慢回暖的趋势,可以说寒露之后,多地已经感受到了冬季的寒意。

与国庆假期期间的寒潮过程相比,此股冷空气造成了中东部大部地区气温较常年同期偏低1至3℃,中国中东部也狠狠遭受了大风猛烈的打击。

过了一周色调都变了(图:中央气象台)▼

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除了当前的寒潮,我们自然还很关心之后今年冬天的情况。提到这个问题,我们就又会想起那对兄妹——厄尔尼诺和拉尼娜。在遥远的太平洋另一端,秘鲁沿岸的海表依旧呈现出偏冷的状态。

8曰18日,可以明显看到秘鲁沿岸的海面温度异常▼

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今年8月31日,世界气象组织(WMO)官方发布了一篇名为《WMO预测本世纪首次“三重”拉尼娜现象》的文章,文章预测:旷日持久的拉尼娜事件很可能至少持续到年底,成为本世纪首个“三重”拉尼娜现象,即连续三个冬天都发生拉尼娜。

这三年冬季,拉尼娜赖着不走了

(图:WMO)▼

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相比于厄尔尼诺,拉尼娜持续的时间确实会久一些,比如1957-1959年为持续时间最长的厄尔尼诺仅仅24个月,但1998-2001年的强拉尼娜事件持续了32个月,因此今年冬季出现拉尼娜也不算出人意料。

拉尼娜在一定程度上有利于冬半年冷空气活动,根据统计数据显示,1950年以来15次拉尼娜事件,10次都对应着我国的冷冬,约是偏暖概率的两倍。

今年的拉尼娜,带来的是暖冬还是冷冬呢?

(图:NOAA)▼

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然而,目前短期气候预测的难度和不确定性仍较大,而且所谓的冷冬、暖冬,说的也是大范围平均的情况,难以得到某个区域某次极端天气过程的情况。因此,今年入冬究竟如何,还是得看天气形势具体分析,不可以排除有极端情况发生的可能。

参考资料:

[1] 中央气象台:寒潮天气将终结南方高温 四川陕西河南山东等地有较强降水 http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xzytq/202210/t20221003_5118634.html

[2] 中央气象台:新一轮较强冷空气将影响中东部地区 四川盆地江汉江淮等地多阴雨 http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xzytq/202210/t20221007_5119787.html

[3] 中国天气网:寒露节气我国冬季版图反超秋季 这些地方昼夜温差可超15℃ https://mp.weixin.qq.com/s/9Y1k_Ep_ymJPczvBwDo0nQ

[4] 中国天气网:降温18℃以上!南方降到预报图发紫 热到破纪录后10月上旬少见的凉来袭 https://news.china.com/domestic/945/20221005/43569386_all.html

[5] 朱乾根,林锦瑞等著《天气学原理和方法》第四章:大气环流;第六章:寒潮天气过程

[6] GB/T 20484-2017 中华人民共和国国家标准:冷空气等级

[7] 赵振国,蒋伯仁,陈国珍,王永光,刘海波,许力.ENSO事件对中国气候的可能影响[J].山东气象,2000,(01):4-12.

*本文内容为作者提供,不代表地球知识局立场

封面:shutterstock

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