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1、关于寒潮的那些事今年第一波寒潮的后劲刚过，第二波寒潮又来了。寒潮，是 指大规模强冷空气的南下活动过程。根据我国冷空气等级标 准规定，某地冷空气过境后，气温在24小时内下降8或48小 时内下降10,并且日最低气温在4以下，才可称为一次寒潮 过程。为什么会有寒潮？不是说全球在变暖吗，为啥还寒潮频 发？这些问题，我们来一一回答。寒潮起源于哪里？寒潮起源于哪里？一切的根源都得从太阳辐射讲起。由于地球是个球体，不同 纬度接收到的太阳辐射能量是不同的：赤道多、两极少，所以赤 道温度高，而地处高纬的北极地区温度低。特别是冬季，太阳直 射点位于南半球，北极地区出现极夜现象，气温一般低于-20C,所以在北极地区
2、的上空聚集了大量的冷空气。北极的冷空气能否南下入侵中低纬度地区，那么与中纬度地区 上空的西风带有关。西风带的形成可以简单表达为：赤道地区暖 空气上升，在高空向两极运动，由于受到地球自西向东自转运动 的影响，暖空气在向北运动的过程中同时向东偏转，最终在中纬 度地区的高空转向形成自西向东传播的西风带。强大的西风带中自西向东的纬向气流，就像一根紧绷的“皮 筋儿”，圈住了北极地区的冷空气，不让它们轻易离开极区。但 如果西风带强度减弱，原本拉紧的“皮筋儿”变得松弛，就容易 产生波动，形成南北移动的经向气流，此时冷空气就可以顺势向 南入侵。北极地区主要是被欧亚大陆和北美大陆围绕着的北冰洋。由 于陆地降温比
3、水体更快，冬季时欧亚大陆的气温更是急剧下降。来自北冰洋洋面上的冷空气在南下过程中，常常会经过我国北部 的西伯利亚中部地区，并在那里聚集加强一一这个地区被称为“寒潮关键区”(7090 E,4365 N)。当冷空气“酝 酿”至一定强度后，在有利的大气形势下，便一举南下，大肆入 侵我国。每一次冷空气过后，寒潮关键区的冷空气库存就减少一部 分，从而开始酝酿新的冷空气，等待下一次爆发时刻的到来。寒潮如何南下寒潮如何南下?从上面的表达中，我们可以知道，寒潮来不来，一看冷空气,二看西风带。那西风带上都要看些什么呢？有经验的预报员告诉 你：“看槽脊波动。”西风带原本是条近乎平直的稳定东行的纬向气流，当气流发
4、生波动时，我们把向南凹的局部称为“槽”，向北凸的局部称作“脊”。西风带上“槽”的形成与冷空气的向南移动有关，而“脊”的形成往往意味着中纬度地区有暖空气向北开展。当“脊”不断 向北开展，其南部与南方暖空气的联系被中高纬度冷空气截断 后，将会形成一个闭合的暖中心，称为“阻塞高压”。这种阻塞高压稳定少动，持续时间长，它破坏了西风带环流,有利于波动的形成和开展，即南北向气流的开展，从而给冷空气 的南下翻开了“通道”。在亚洲地区，阻塞高压常常出现在亚洲 以东的鄂霍次克海以及亚洲西北部的乌拉尔山地区。乌拉尔阻塞高压正好位于寒潮关键区的西侧。当乌拉尔阻塞 高压不断向北开展，使得西风气流在欧亚地区呈现形态，暖
5、脊带着的暖空气能把北极地区的冷空气挤走，从而使得冷空气 像“坐滑滑梯”一般，顺势就溜到了西伯利亚中部的寒潮关键区。可以说，乌拉尔阻塞高压是联系北极冷空气与我国大陆的重要桥 梁。全球变暖为啥还寒潮频发？全球变暖为啥还寒潮频发？研究说明，全球变暖促进了冷空气南下。寒潮的开展与爆发和西风带密切相关。而西风带这根“皮筋 儿”的松紧，那么由南北纬向温度梯度决定。南北温度差异大，西 风带强，反之，西风带弱，容易出现波动。在过去的100年中，全球整体温度持续升高，而在近几十年 中，北极地区正在经历比全球其他地区更快的变暖，这一过程称为“北极放大效应”。这种温度变化趋势使得南北温度梯度减小,从而减弱西风带环流
6、。在这种情况下，形成于西风带南部的阻塞高压更加容易深入 北极地区。同时在气候变暖的背景下，阻塞高压的维持时间越来 越长，并且在北半球中高纬度地区，尤其是乌拉尔山地区更容易 出现持续性的阻塞高压。气候变暖下，极端寒潮事件的发生往往是由多个大气系统协 同作用的结果。近日，中国科学院大气物理研究所的姚遥副研究 员和张文其博士关于2021年初我国极端寒潮天气的研究成果发 表在 Advancesin Atmospheric Sciences杂志上。研究 结果说明，2020年秋到2021年初冬，在乌拉尔山连续发生了几 次阻塞过程。当暖脊向北开展时，所携带的暖空气会导致北冰洋地区的海 冰持续减少，从而增暖北极地区。同时当年又出现了拉尼娜现象,即赤道太平洋中东地区的海温下降。这样的协同作用，进一步促 进了南北纬向温度梯度的减弱，从而导致西风带的减弱，有利于 极端寒潮事件的发生。（陈可鑫，系中国科学院大气物理研究所博士生）陈可鑫，系中国科学院大气物理研究所博士生）（2021年）