李存東中國(guó)科學(xué)大學(xué)物理學(xué)院培單位：中科院物所前兩天是小寒俗話說(shuō)得好：小時(shí)處二三九，天地凍冷到抖。小節(jié)氣通常即將意著進(jìn)入三九，因小寒大寒期間一是全年中最冷的候，可今年的小似乎有一種溫暖春的感覺，仿佛天的腳步已經(jīng)近。不過(guò)俗話還說(shuō)好：小寒不寒大寒，說(shuō)不定冷日還在后頭呢。去 12 月份的嚴(yán)寒想必大家還歷在目，今年早冬全國(guó)經(jīng)歷了兩次范圍寒潮天氣，少?gòu)V東的同學(xué)連絨服都翻出來(lái)了那么我們不禁產(chǎn)疑問，這幾天的暖能持續(xù)下去嗎今年冬天到底是冬還是暖冬呢？重拉尼娜是個(gè)啥對(duì)今冬的天氣到有什么影響？大襖嘿二棉褲，里是羊皮外面裹著，天再冷咱也不怵！| 圖源自趙本山小品《紅高模特隊(duì)》首先回第一個(gè)問題，這天的溫暖即將結(jié)，接下來(lái)，西伯亞高壓將重新組冷空氣南下，幾全國(guó)都將迎來(lái)降天氣。更壞的消是，由于這兩天在是太暖和了，次降溫將格外突，全國(guó)大范圍地都將迎來(lái)超過(guò) 10℃的降溫，15℃的降溫也將非普遍，部分地區(qū)至將迎來(lái)超過(guò) 20℃的降溫。看看下面這張預(yù)警圖分分鐘讓你見識(shí)識(shí)什么叫三九天大家可以把大棉二棉褲都翻出來(lái)。2023 年首個(gè)寒潮預(yù)警，配上一張圖食用 | 圖源自中國(guó)天氣網(wǎng)第二個(gè)問題，年的是冷冬還是冬？這我哪知道天氣變化是典型復(fù)雜動(dòng)力學(xué)，拿諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，我要是能研究了，早就飛黃騰了。至于第三個(gè)題，我們放在文回答吧，不然我心你們看不完。是寒潮我國(guó)冬天臨的極端天氣主就是寒潮了，寒本質(zhì)上就是極端大的冷空氣。這是我過(guò)兩天的生狀態(tài) | 圖源自網(wǎng)絡(luò)顧名思義，空氣與普通空氣差異就是氣溫了位于低溫區(qū)的空就是冷空氣，它使所經(jīng)地區(qū)的氣下降，影響我國(guó)冷空氣一般來(lái)自伯利亞或更遙遠(yuǎn)北極。根據(jù)強(qiáng)弱度，我國(guó)將冷空劃分為五個(gè)等級(jí)弱冷空氣、中等度冷空氣、較強(qiáng)空氣、強(qiáng)冷空氣及寒潮。這里的分原則是根據(jù)受空氣影響的地區(qū)日最低氣溫下降度和日最低氣溫兩個(gè)指標(biāo)來(lái)劃分。不難看出，寒就是冷空氣，只它是最強(qiáng)的冷空。寒潮是指冬半極地或高緯度地的強(qiáng)冷空氣大規(guī)地向中、低緯度區(qū)侵襲，造成大圍劇烈降溫和偏大風(fēng)的天氣過(guò)程有時(shí)還伴有雨、、雨凇或霜凍。潮的標(biāo)準(zhǔn)是：某的日最低氣溫 24 小時(shí)內(nèi)降溫幅度大于雅山等于 8℃，或 48 小時(shí)內(nèi)降溫幅度大或等于 10℃，或 72 小時(shí)內(nèi)降溫幅度大于或于 12℃，而且該地日最低氣溫降到 4℃或以下。我國(guó)針對(duì)精精潮害也是有相應(yīng)的象預(yù)警體系的。潮預(yù)警信號(hào)同樣四級(jí)，分別以藍(lán)、黃色、橙色、色表示：寒潮藍(lán)預(yù)警信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)48 小時(shí)內(nèi)最低氣溫將要下降 8℃以上，最低氣小于等于 4℃，陸地平均風(fēng)力可 5 級(jí)以上；或者已經(jīng)下降 8℃以上，最低氣溫于等于 4℃，平均風(fēng)力達(dá) 5 級(jí)以上，并可能持。寒潮黃色預(yù)警號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)：24 小時(shí)內(nèi)最低氣溫要下降 10℃以上，最低氣溫小等于 4℃，陸地平均風(fēng)力可蓐收 6 級(jí)以上；或者已經(jīng)下降 10℃以上，最低氣溫小等于 4℃，平均風(fēng)力達(dá) 6 級(jí)以上，并可能持續(xù)寒潮橙色預(yù)警信。標(biāo)準(zhǔn)：24 小時(shí)內(nèi)最低氣溫將下降 12℃以上，最低氣溫小于于 0℃，陸地平均風(fēng)力可達(dá) 6 級(jí)以上；或者已下降 12℃以上，最低氣溫小于于 0℃，平均風(fēng)力達(dá) 6 級(jí)以上，并可能持續(xù)。潮紅色預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)：24 小時(shí)內(nèi)最低氣溫將要降 16℃以上，最低氣溫小于等 0℃，陸地平均風(fēng)力可達(dá) 6 級(jí)以上；或者已經(jīng)降 16℃以上，最低氣溫小于等 0℃，平均風(fēng)力達(dá) 6 級(jí)以上，并可能持續(xù)。圖自湖北氣象局寒的災(zāi)害是顯而易的，它具有降溫度大、影響范圍、致災(zāi)嚴(yán)重等特，對(duì)我國(guó)工農(nóng)業(yè)產(chǎn)和日常生活都巨大危害。對(duì)農(nóng)生產(chǎn)，寒潮有可會(huì)凍死一些越冬農(nóng)作物，直接暴在野外植物有可會(huì)因?yàn)閯×业慕?導(dǎo)致體內(nèi)的生理結(jié)冰對(duì)植物造成可逆的傷害，種在溫室大棚中的物也可能會(huì)因?yàn)?風(fēng)或降雪吹垮或塌大棚而被凍死連日的降水還有能造成一些處于花、結(jié)果等關(guān)鍵期的植物減產(chǎn)。交通運(yùn)輸，寒潮來(lái)的降溫降水可引發(fā)道路積雪、路結(jié)冰，能見度等現(xiàn)象，妨礙行，影響交通。對(duì)力運(yùn)輸，寒潮引的凍雨天氣會(huì)使線上積滿雨凇，加電線及電塔的荷，配合大風(fēng)天有可能壓斷電線電塔，造成電力送、網(wǎng)絡(luò)通信輸中斷。對(duì)人而言寒潮極易引發(fā)感，同時(shí)降溫也會(huì)成血管收縮，容誘發(fā)肺部疾病及血管疾病。我國(guó)年寒潮的趨勢(shì)提氣候變化，想必家首先想到的就全球變暖，的確全球氣溫正在加上升是確鑿無(wú)疑，這是我們必須要面對(duì)的不爭(zhēng)的實(shí)。在政府間氣變化專門委員會(huì)Intergovernmental Panel on Climate Change，簡(jiǎn)稱 IPCC）最新發(fā)布的第六次評(píng)估報(bào)告中確指出，全球地溫度較工業(yè)革命升高約 1℃，全球變暖趨勢(shì)顯著在 IPCC《特別報(bào)告》(IPCC, 2018) 中指出，受到全球變暖的影響，球氣溫在 20 世紀(jì)中葉將升高 1.5°C，甚至加速到來(lái)，其帶的氣候變化也十劇烈。由于全球暖，我國(guó)過(guò)去幾年，冬天確實(shí)也得越來(lái)越溫暖。對(duì)于歐亞大陸或更局限一些，對(duì)我國(guó)，冬天的氣變化不是一句變就可以概括的。國(guó)的冬季平均氣呈現(xiàn)明顯的年代變化特征。大約上世紀(jì)六十年代八十年代中期，國(guó)冬季大致處于期，東亞冬季風(fēng)為活躍。上世紀(jì)十年代中期至本紀(jì)初，東亞冬季明顯減弱，我國(guó)于暖期，冬季平氣溫升高，極端氣發(fā)生減少。但本世紀(jì)，尤其是 2008 年之后，我國(guó)冬季氣溫暖趨勢(shì)減緩，甚可以說(shuō)進(jìn)入冷期極端天氣變得更頻繁。2008 年，我國(guó)就經(jīng)歷 50 年一遇的大范圍雨雪降溫氣，部分地區(qū)降幅度百年難遇，我國(guó)帶來(lái)巨大災(zāi)。2016 年 1 月 21-25 日，中國(guó)發(fā)生“霸王級(jí)”寒潮, 此次強(qiáng)寒潮天氣過(guò)程，降溫劇烈全國(guó)多地最低氣跌破歷史極值。近一些大家可能象更深，2020 年底，2021 年初，包括剛過(guò)去的 2022 年 12 月，我國(guó)都有全國(guó)范圍寒潮天氣造訪，些寒潮天氣的影范圍都深入了廣的江南地區(qū)，直廣東。就在現(xiàn)在地球另一面的美正在經(jīng)歷嚴(yán)重的季風(fēng)暴，這場(chǎng)冬風(fēng)暴從去年年底始肆虐，幾乎橫美國(guó)全境。如果去搜索相關(guān)詞條你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，美去年也經(jīng)歷過(guò)全范圍的冬季風(fēng)暴去年的冬季風(fēng)暴至使得德州進(jìn)入急狀態(tài)。事實(shí)上由于地形等因素美國(guó)冬天的極端氣比東亞地區(qū)更繁。圖源自新華但實(shí)際上，全球暖并不是一句謊，北極地區(qū)的升速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其地區(qū)，這導(dǎo)致北海冰面積大幅減，影響了極地海與大氣的熱交換間接影響了歐亞陸的氣候。有學(xué)提出，近些年，亞大陸呈現(xiàn)“北暖，歐亞冷”的態(tài)。北極氣候變可能是歐亞大陸端天氣頻發(fā)的內(nèi)原因，當(dāng)然有關(guān)極增暖與北半球緯度地區(qū)極端天的影響機(jī)制，目還存在爭(zhēng)論。西利亞冷高壓我國(guó)于典型的季風(fēng)氣，冬季，副熱帶壓減弱，冬季風(fēng)要受西伯利亞高影響。我們還是來(lái)了解一下西伯亞高壓，這是我冬季冷空氣的直影響因素。說(shuō)起伯利亞高壓，其這里的冷空氣并是發(fā)源于西伯利，而是發(fā)源于北，北極的冷空氣下往往都會(huì)在西利亞地區(qū)聚集，此稱為西伯利亞高壓。在高中地中，我們應(yīng)該都過(guò)三圈環(huán)流，三環(huán)流在極地會(huì)造冷空氣下沉，低形成冷性高壓，空則是冷性低壓極地的冷空氣會(huì)副極地低壓帶形環(huán)流。但當(dāng)冬季來(lái)，極地氣溫降，冷空氣下沉更強(qiáng)烈，在近地面山脈阻攔，環(huán)流中止，極地的冷氣會(huì)就地旋轉(zhuǎn)形北極渦旋。但由海陸熱力性質(zhì)差，冬季北極渦旋中心往往不在北地區(qū)，而是會(huì)發(fā)偏心。北極渦旋常有兩個(gè)中心，別在加拿大的巴島和西伯利亞東部，它們分別控著西北半球和東半球的高緯度氣。當(dāng)北極渦旋中向南發(fā)展時(shí)，往就意味著冷空氣來(lái)了。影響我國(guó)冷空氣論其根源大致有三個(gè)，分在新地島以西、東、以南洋面上其中新地島以西以東洋面上的冷氣來(lái)自西伯利亞北部的北極渦旋心，而新地島以洋面上的冷空氣來(lái)自于加拿大巴島的北極渦旋中。我這么說(shuō)大家能覺得很近，但看地圖就知道為說(shuō)是三個(gè)發(fā)源地。圖源自湖北氣局冷空氣從這三發(fā)源地出發(fā)，經(jīng)三個(gè)路徑進(jìn)入寒關(guān)鍵區(qū)：西北路：新地島以西的空氣經(jīng)過(guò)巴倫支、俄羅斯歐洲地進(jìn)入我國(guó)。是影次數(shù)最多（約占 50%）、達(dá)到寒潮強(qiáng)度最多三身一冷空氣，也是經(jīng)影響冬季新疆的空氣路徑；超極路徑：新地島以洋面的冷空氣多喀拉海、泰米爾島、中西伯利亞入我國(guó)。它出現(xiàn)次數(shù)少（約占 20%），但氣溫低，容易達(dá)寒潮強(qiáng)。常見于冬春季西路路徑：冰島南洋面的冷空氣俄羅斯歐洲南部地中海、黑海、海的北部進(jìn)入我。冷空氣出現(xiàn)的數(shù)約占 30%，由于此源地氣溫其它源地高，一達(dá)到寒潮強(qiáng)度的，但在東移過(guò)程與其它源地冷空匯合后可達(dá)到寒強(qiáng)度。常見于春季。寒潮關(guān)鍵區(qū)位于西伯利亞中，位置大約是 70-90°E，43-65°N，95% 的冷空氣都將進(jìn)入這個(gè)地區(qū)并在這里積累加，當(dāng)冷空氣積累一定程度時(shí)，就繼續(xù)南下，進(jìn)入國(guó)的冷空氣主要四條路徑：東路西路、中路和東加西路。極端天怪誰(shuí)極端低溫事往往與多個(gè)大氣流系統(tǒng)存在聯(lián)系單獨(dú)一個(gè)大氣環(huán)系統(tǒng)發(fā)生異常是常常見的，在這的異常下往往只造成有限的影響而極端低溫事件形成條件需要多大氣環(huán)流系統(tǒng)同出現(xiàn)異常并形成合。除了大家熟西伯利亞高壓以，與極端低溫天有關(guān)的大氣環(huán)流常還有極渦與阻高壓。先說(shuō)極渦其實(shí)前文已經(jīng)介過(guò)它了，就是北渦旋。這里的極其實(shí)應(yīng)該是極地旋，簡(jiǎn)稱極渦。地渦旋是環(huán)繞地南北極區(qū)的氣旋渦旋，南北極都，只是南極渦旋顯對(duì)我國(guó)無(wú)法造明顯影響，因此國(guó)冬天的天氣，是要看北極渦旋臉色。2013 年 11 中旬穩(wěn)定的北極渦旋 | 圖源自國(guó)家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心極是位于對(duì)流層中層至平流層的大圍空氣團(tuán)，其形、強(qiáng)度、面積等征可以顯示出影我國(guó)的冷空氣強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn) 2007/2008 年冬季平流層發(fā)強(qiáng)極渦事件后，星波異常南伸，利于冷空氣向歐大陸南部輸送，而造成 2008 年 1 月南方低溫雨雪冰凍災(zāi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在 10 個(gè)冬半年影響我國(guó)的 171 次寒潮中，有 102 次是亞洲上空出現(xiàn)持久泰逢渦其中 6 次強(qiáng)寒潮過(guò)程都與極渦亞洲上空的位置顯偏南相關(guān)。有個(gè)我覺得很有趣象是，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)極渦偏弱時(shí)，半球中高緯度冷氣爆發(fā)的概率提 50%。當(dāng)極渦偏弱時(shí)，亞熱帶團(tuán)會(huì)北上，將北渦旋擠到南方去這時(shí)冷空氣就將下，沖擊歐亞大和北美大陸了。于這股亞熱帶氣，其實(shí)也是大家老朋友了，一般是北大西洋暖流圖源自國(guó)家氣象學(xué)數(shù)據(jù)中心再說(shuō)塞高壓，阻塞高來(lái)自于盛行西風(fēng)。西風(fēng)帶是位于緯度對(duì)流層的主平均水平環(huán)流，極地渦旋包圍在中，通常會(huì)阻攔地冷空氣南下。西風(fēng)帶并不是平的，由于大氣渦，西風(fēng)帶實(shí)際上波狀流型的。平而言西風(fēng)帶冬季三個(gè)槽脊，夏季有四個(gè)，這種波流型就被稱為西帶波動(dòng)。其波動(dòng)主要特征就是緯環(huán)流和經(jīng)向環(huán)流維持及其間的轉(zhuǎn)。西風(fēng)帶的波動(dòng)波長(zhǎng)可以分為三：超長(zhǎng)波、長(zhǎng)波短波。超長(zhǎng)波波在 10000 公里以上，呈準(zhǔn)止，屬于中長(zhǎng)期氣過(guò)程；長(zhǎng)波波在 3000-10000 公里，長(zhǎng)波具有一定移，有時(shí)也呈準(zhǔn)靜，甚至?xí)蛭鞯?，其變化通常會(huì)致一般天氣系統(tǒng)天氣過(guò)程發(fā)生明變化；短波波長(zhǎng)振幅都比較小，速更快。在中高度地區(qū)，長(zhǎng)波的長(zhǎng)可以達(dá)到與地半徑相似，故稱星波或 Rossby 波，長(zhǎng)波從對(duì)流層中下層至流層的底層都可看到。行星波示圖 | 圖源自果殼西風(fēng)帶并不穩(wěn)，當(dāng)西風(fēng)帶長(zhǎng)波脊顯著加強(qiáng)，長(zhǎng)脊中往往可以形閉合性暖高壓，為阻塞高壓，在一側(cè)或兩側(cè)可以成閉合的冷低壓成為切斷低壓。塞高壓將西風(fēng)急分為南北兩支，持時(shí)間一般在 5 天以上，其西側(cè)盛行偏南氣名家，候溫暖多陰雨，側(cè)盛行偏北氣流氣候晴好。阻塞壓主要出現(xiàn)在北球，例如亞洲常現(xiàn)的烏拉爾山阻高壓，其可以阻西風(fēng)東移。但當(dāng)塞高壓崩潰時(shí)，往導(dǎo)致冷空氣快向西南爆發(fā)。當(dāng)塞高壓西部有西槽入侵時(shí)，阻塞壓將崩潰，由于塞高壓很大概率形成橫槽，而其潰時(shí)會(huì)造成橫槽豎，因此可以使堆積的冷空氣沿轉(zhuǎn)豎的橫槽一路下，造成寒潮天。寒潮簡(jiǎn)單總結(jié)下，正常的冷空是來(lái)自北極的空在西伯利亞堆積南下，由于后繼力，再加上沿途阻礙，對(duì)我國(guó)影比較有限，尤其越過(guò)秦嶺山脈之，通常不會(huì)對(duì)南造成劇烈傷害。當(dāng)大氣環(huán)流發(fā)生常時(shí)，位于北極極渦發(fā)生偏心，鋒南壓，再經(jīng)過(guò)風(fēng)帶大型長(zhǎng)波槽 —— 烏拉爾山阻塞高壓 —— 的引導(dǎo)，冷空氣將源不斷地向西伯亞堆積，提供充的冷空氣，最終成對(duì)我國(guó)的大范持續(xù)影響，就是潮。這時(shí)，海拔低的秦嶺無(wú)力阻冷空氣南下，寒將席卷江南，甚可以到達(dá)嶺南，至南海。當(dāng)然，空氣的形成到達(dá)東一般也就結(jié)束，海上還是副熱高壓的天下。其因素當(dāng)然，天氣變化還是非常復(fù)的，寒潮的發(fā)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是三言兩就能解釋清楚的例如，有研究指，北極濤動(dòng)與歐大陸的寒潮存在聯(lián)，我們也可以過(guò)北極濤動(dòng)指數(shù)測(cè)極端事件。北放大效應(yīng)使得極減弱，加劇了極冷空氣分裂南下ENSO 事件與極端低溫事件可也存在內(nèi)部關(guān)聯(lián)這里的 EN 指的是厄爾尼諾現(xiàn)，SO 指的是南方濤動(dòng)。拉尼娜件是影響全球氣的重要因素之一最新監(jiān)測(cè)表明，道中東太平洋拉娜事件還在持續(xù)預(yù)計(jì)此次拉尼娜件將持續(xù)至 2022/2023 年冬季，這將是 21 世紀(jì)首次出現(xiàn)“三重”石夷尼事件。這里的三拉尼娜并不是拉娜連續(xù)出現(xiàn)三年而是一次拉尼娜續(xù)了三年。不過(guò)國(guó)家氣候中心氣服務(wù)首席專家周表示，“三重”尼娜事件并非一一年不斷疊加，第三年集中“放招”。因此，雖在一定程度上具累積效應(yīng)，但不表氣候影響會(huì)加呈現(xiàn)，今年出現(xiàn)冬的可能性很小只能說(shuō)，天氣作典型的復(fù)雜動(dòng)力，想要研究透徹非常難的，礙于幅所限，我們這也只能講到這，許以后有機(jī)會(huì)可再就一些問題跟家接著聊聊。參資料：【原創(chuàng)科文章】寒潮的影與防范“高冷”潮來(lái)了，這些你該知道！影響我的冷空氣到底從而來(lái)？真的是西利亞嗎？極地渦_極地渦旋是什么意思全球變暖 寒潮極端性更強(qiáng)淺西風(fēng)槽南大天氣原理第四章 3.ppt阻塞高壓_阻塞高壓是什么思劉子奇.我國(guó)大范圍極端低溫事年代際變化及其氣成因 [D].蘭州大學(xué)，2022.劉明歆.中國(guó)兩類極端低溫事特征及其大氣環(huán)成因 [D].蘭州大學(xué)，2021.徐鑫萍.北極增暖與歐亞冬季氣間的聯(lián)系及物理制研究 [D].南京信息工程大，2020.本文來(lái)自微信公眾號(hào)中科院物理所 （ID：cas-iop），作者：李存?