|
＂受东北冷涡影响，近期某某地区将出现一次强降雪过程。＂严寒冬季里，公众不时会听到这样的天气预报播报。而近期两次降雪过程，气象专家也表示，均与东北冷涡“脱不了干系”。那么问题来了，东北冷涡是个啥？它是只存在于东北、冬天才现身吗？近日全国大范围降温降雪，是否该由这个“淘气涡”来背锅呢？本期科普看台，东北冷涡“有话说”。
东北冷涡是个啥？ 首先要从“涡”说起。字面上看，涡由“水”与“呙”组成，本义是水的涡形旋流，字典中解释是水流旋转形成中间低洼的地方。由此，我们读到了两个关键词，一个是中间低，一个是旋转，气象中的涡其实也具备这两个特点，它是大气中一种中间为低压的涡型旋流，也称为低涡。在北半球，这种低涡的气流呈逆时针方向旋转，和我们熟知的台风旋转类似。 在我国，对天气影响较大的低涡可分为两类：一类是在青藏高原特殊地形作用下产生的次天气尺度涡旋，如四川的西南涡和青海湖附近的西北涡；另一类是来自高纬度地区携带大量冷空气的冷性涡旋，比如现在所说的东北冷涡，除此之外还有蒙古冷涡、华北冷涡等。 东北冷涡是怎么来的？它的“保质期”有多久？ 弄明白东北冷涡怎么形成前，我们先看看什么是西风槽。在北半球的中高纬度地区500百帕（海平面高度约5.5千米）的高空上盛行西风气流，西风气流常常产生波动，便容易形成槽（低压）和脊（高压）。东北冷涡形成的一种情况便与这个西风槽有关，当高空的西风槽加深，槽的南部逐渐脱离母体时，会携带冷空气从而形成冷涡。还有一种情况是有两个或者更多的低压北上与东北低压合并，于是高空槽充分加深形成了冷涡。此外，也有早已形成的高空冷涡，从西伯利亚移到了东北地区。东北冷涡一般能维持2至5天，最长的可达10余天。
图为FY－3D气象卫星真彩图记录的2023年7月3日－10日的一次东北冷涡活动。东北冷涡中心位于蒙古国东部，冷涡东南侧螺旋云带影响着我国内蒙古东部、东北、华北东部和黄淮东部等地。国家卫星气象中心供图 东北冷涡只存在于东北吗？ 虽然称之为东北冷涡，但其实它并不只存在于东北地区。按照气象学定义的监测标准，东北冷涡是出现在北纬35度至60度，东经115度至145度之间，并在上述区域内形成生命史3天或3天以上的冷性低涡。在卫星云图上看，东北冷涡特征鲜明，云系一般呈非对称的涡旋结构，尺度庞大，其伸出的冷风云系有时可长达几千公里。冷涡系统本身虽然较多活动于我国东北地区以及俄罗斯、蒙古国等地，但是影响范围远远超过冷涡中心的位置。在一些天气形势下，东北冷涡本体或者与其他天气系统配合，会带来暴雨、大风、降温、沙尘、强对流天气，不单纯影响东北地区，我国的华北、黄淮、长江中下游地区，甚至华南地区都可能会受到东北冷涡的影响。 东北冷涡只会出现在冬天吗？ 公众普遍对东北冷涡的“冷”有些小误解，东北冷涡作为气象名词，所指的“冷”并不是季节意义上的冷，而是具有一定强度，同时具有深厚冷空气的高空气旋性涡旋。
受太阳辐射的影响，纬度越低，越靠近赤道，气温就越高。而高空冷涡的形成其中一个原因就是由于高空西风槽不断加深，高空槽后的北段有这种暖平流的切入，而南部又有较强的冷平流，造成槽的南部不断加深最后与北部断裂，形成闭合环流的低涡。而低涡附近的气温明显低于四周，因而称之为冷涡。 西风槽的活动一年四季均可能生成，所以四季都会存在冷涡系统。一般来说，东北冷涡在5、6月份出现最多，8月和3、4月份出现最少。 东北冷涡都会带来什么影响？ 在东北冷涡控制下，太阳辐射会将下层的空气烤热，空气便会产生上升运动，在上升冷却过程中，会形成垂直的热力差异，冷热空气就容易产生强烈的垂直对流，产生暴雨、大风、雷暴、冰雹、强对流等灾害性天气。 东北冷涡覆盖范围广，且移动缓慢，有时在局地可以维持数日，所以有时可能会引起持续性特大强降水。举例来说，不少研究认为1998年夏季松花江－嫩江流域百年一遇的持续特大强降水与东北冷涡的频繁活动密切相关。一般来讲，降水需要充沛的水汽资源和使气块抬升和冷却凝结的上升气流，在1998年的持续性降水过程中，东北冷涡作为中高纬度天气系统，直接受到北上台风、北上江淮气旋及亚洲季风诸系统的影响，多方的共同作用导致了持续性的极端降水出现。 此外，频繁的东北冷涡活动也是我国东北地区冬季寒潮、低温冷害以及谷物减产的主要原因。以2022年为例，4月30日，此时已过谷雨节气，多地开始春耕春播，然而东北冷涡选择在此时驾临我国东北地区，在黑龙江、吉林等地造成大幅降温，局地24小时气温降幅甚至达到－20℃，给当地农业生产造成很大影响。 近期强降雪过程频繁，东北冷涡该＂背锅＂吗？ 今年，我国北方整体降雪频繁，虽然部分地区的降雪是在东北冷涡这个大尺度天气系统控制下产生的，但是东北冷涡可不能全背下这个“黑锅”。
以2023年11月5日至7日以及21日至24日，我国内蒙古东部和东北地区出现的两次强降雪过程为例，影响两次过程的天气系统并不相同。11月5日至7日降雪过程是来自于西伯利亚的高空冷涡于5日移入我国华北地区，随后东移北上，在东北地区影响时间约2天，带来的强降雪天气；21日至24日的主要影响系统则是中纬度西风槽东移，来自黄渤海的暖湿气流沿槽前向东北地区输送，受其影响，内蒙古东部、黑龙江和吉林均出现雨转雪，部分站点累计降水量突破历史同期极值。 由此可见，虽然东北冷涡名字里带“冷”，且在持续时间和控制范围两个维度上都表现不俗，但是并不是造成我国今年降雪频繁的主因。 东北冷涡不只影响东北，还会影响华北和江淮？ 是的，虽然东北冷涡一般“坐镇”东北，但是其“触手”却能搅动长江中下游地区的天气，我国的华北、黄淮、长江中下游甚至华南地区在不同季节都可能受到东北冷涡的影响。 这是由于东北冷涡相当于一个大型冷空气团的中心，自西向东不断分裂出一股股的冷气流，一路影响我国东北、华北以及江浙一带等地。东北冷涡后部冷空气南下容易引发中纬度地区强对流天气，即所谓“一个东北冷涡，三响雷阵雨”。 举例来说，2021年4月30日，受东北冷涡影响，江苏多地均出现8级以上大风，南通等部分地区最大风力达14级，3000余人受灾，造成11人死亡和较大财产损失。据当事人回忆，白天天气还很正常，到了晚上突然就开始刮风，同时电闪雷鸣，夹杂着暴雨和冰雹、像台风一般猛烈，破坏力十分惊人。大树被吹断、房屋被掀翻、广告牌在风中飞舞……这是东北冷涡南下和江淮暖气团迎头交锋形成的强对流天气所致。 听说华北人都很喜欢东北冷涡？东北冷涡和华北的美丽晚霞有啥关系？ 东北冷涡作为一个深厚的冷性涡旋系统，会使高空大气温度明显变低，这样的情况下，大气的高低空气温差便会变大，因此会形成上冷下热的不稳定大气层结。在不稳定的大气层结条件下，空气极易产生上下的热对流，当低层空气上升遇冷后便形成云，这种云我们通常称之为直展云，也就是垂直向上发展的云，它可以发展到很高的高空。而当它发展成熟就会成为如山似塔的积雨云，这时会带来雷雨等强对流天气。这种云有明显的日变化特征，上午往往是晴空万里，午后云层逐渐增加，而太阳落山前后云层减弱，此时光线照在云体上就可能出现美丽的晚霞。另外，由于东北冷涡系统比较稳定，在持续的几天时间里，人们可以一直欣赏到多种姿态、形态各异的对流云和晚霞。 听说东北冷涡像台风一样，开始整编号啦？ 2022年，东北冷涡重点实验室联合中央气象台、沈阳中心气象台对东北冷涡正式开展编号，并于当年4月5日发布了第一期《东北冷涡实时监测预报公报》，开始提供实时监测、未来24小时具体预报、未来48至72小时趋势预报及服务等内容，并配有东北冷涡路径预报图、全国降水量预报图，雷暴大风、冰雹、短时强降水及大风降温预报图等，各类信息一目了然。截至目前，2023年东北冷涡实时监测预报公报已发布38期。 目前东北冷涡的预报技术如何，又有何难点？ 我国气象工作者早在20世纪50年代就开始了对东北冷涡的研究，多年来，相关科研与业务取得丰硕成果。目前天气预报业务上已提供包括集合预报以及确定性模式的东北冷涡实况监测、短－中－长期预报以及检验产品，并联合沈阳中心气象台发布《东北冷涡实时监测预报公报》，但我们目前仍做不到对东北冷涡的100％预测，其诱发的包括短时强降水、雷暴大风等强对流天气的监测和预报预警能力也有待于进一步提升。 |
|
|
