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李存東中國科學(xué)院大物理學(xué)院培養(yǎng)單位：科院物理所前兩天是寒，俗話說得好：小時處二三九，天寒地冷到抖。小寒節(jié)氣通即將意味著進(jìn)入三九因此小寒大寒期間一是全年中最冷的時候可今年的小寒似乎有種溫暖如春的感覺，佛春天的腳步已經(jīng)近。不過俗話還說得好小寒不寒大寒寒，說定冷日子還在后頭呢去年 12 月份的嚴(yán)寒想必大家還歷歷在，今年早冬，全國經(jīng)了兩次大范圍寒潮天，不少廣東的同學(xué)連絨服都翻出來了，那我們不禁產(chǎn)生疑問，幾天的溫暖能持續(xù)下嗎？今年冬天到底是冬還是暖冬呢？三重尼娜是個啥，對今冬天氣到底有什么影響大棉襖嘿二棉褲，里是羊皮外面裹著布，再冷咱也不打怵！| 圖源自趙本山小品《高粱模特隊》首先回第一個問題，這幾天溫暖即將結(jié)束，接下，西伯利亞高壓將重組織冷空氣南下，幾全國都將迎來降溫天。更壞的消息是，由這兩天實(shí)在是太暖和，這次降溫將格外突，全國大范圍地區(qū)都迎來超過 10℃的降溫，15℃的降溫也將非常普遍，部分地區(qū)至將迎來超過 20℃的降溫?？纯聪旅孢@預(yù)警圖，分分鐘讓你識見識什么叫三九天大家可以把大棉襖二褲都翻出來了。2023 年首個寒潮預(yù)警，配多寓上一張圖食用 | 圖源自中國天氣網(wǎng)第二楮山問題，今年的是冬還是暖冬？這我哪道。天氣變化是典型復(fù)雜動力學(xué)，拿過諾爾物理學(xué)獎的，我要能研究透了，早就飛騰達(dá)了。至于第三個題，我們放在文末回吧，不然我擔(dān)心你們不完。啥是寒潮我國天面臨的極端天氣主就是寒潮了，寒潮本上就是極端強(qiáng)大的冷氣。這將是我過兩天生存狀態(tài) | 圖源自網(wǎng)絡(luò)顧名思義，冷空與普通空氣的差異就氣溫了，位于低溫區(qū)空氣就是冷空氣，它使所經(jīng)地區(qū)的氣溫下，影響我國的冷空氣般來自西伯利亞或更遠(yuǎn)的北極。根據(jù)強(qiáng)弱度，我國將冷空氣劃為五個等級：弱冷空、中等強(qiáng)度冷空氣、強(qiáng)冷空氣、強(qiáng)冷空氣及寒潮。這里的劃分則是根據(jù)受冷空氣影的地區(qū)，日最低氣溫降幅度和日最低氣溫兩個指標(biāo)來劃分的。難看出，寒潮就是冷氣，只是它是最強(qiáng)的空氣。寒潮是指冬半極地或高緯度地區(qū)的冷空氣大規(guī)模地向中低緯度地區(qū)侵襲，造大范圍劇烈降溫和偏大風(fēng)的天氣過程，有還伴有雨、雪、雨凇霜凍。寒潮的標(biāo)準(zhǔn)是某地的日最低氣溫 24 小時內(nèi)降溫幅度大于或等于 8℃，或 48 小時內(nèi)降溫幅度大于或等于 10℃，或 72 小時內(nèi)降溫幅度大于或等于 12℃，而且該地日最低溫下降到 4℃或以下。我國針對寒潮弄明害是有相應(yīng)的氣象預(yù)警系的。寒潮預(yù)警信號樣分四級，分別以藍(lán)、黃色、橙色、紅色示：寒潮藍(lán)色預(yù)警信。標(biāo)準(zhǔn)：48 小時內(nèi)最低氣溫將要下降 8℃以上，最低氣溫小等于 4℃，陸地平均風(fēng)力可滑魚 5 級以上；或者已經(jīng)下降 8℃以上，最低氣溫小于于 4℃，平均風(fēng)力達(dá) 5 級以上，并可能持續(xù)。寒潮黃色預(yù)警號。標(biāo)準(zhǔn)：24 小時內(nèi)最低氣溫將要下降 10℃以上，最低氣溫小于等于 4℃，陸地平均風(fēng)力可達(dá) 6 級以上；或者已經(jīng)下降 10℃以上，最低氣溫小于等于 4℃，平均風(fēng)力達(dá) 6 級以上，并可能持續(xù)。寒潮橙預(yù)警信號。標(biāo)準(zhǔn)：24 小時內(nèi)最低氣溫將要下降 12℃以上，最低氣溫小于等于 0℃，陸地平均風(fēng)力可達(dá) 6 級以上；或者已經(jīng)下降 12℃以上，最低氣溫小于等于 0℃，平均風(fēng)力達(dá) 6 級以上，并可能持續(xù)。潮紅色預(yù)警信號。標(biāo)：24 小時內(nèi)最低氣溫將要羲和降 16℃以上，最低氣溫小于等 0℃，陸地平均風(fēng)力可猙 6 級以上；或者已經(jīng)下降 16℃以上，最低氣溫小于等 0℃，平均風(fēng)力達(dá) 6 級以上，并可能持續(xù)。圖源自湖北氣象寒潮的災(zāi)害是顯而易的，它具有降溫幅度、影響范圍廣、致災(zāi)重等特點(diǎn)，對我國工業(yè)生產(chǎn)和日常生活都巨大危害。對農(nóng)業(yè)生，寒潮有可能會凍死些越冬的農(nóng)作物，直暴露在野外植物有可會因?yàn)閯×业慕禍貙?dǎo)體內(nèi)的生理水結(jié)冰對物造成不可逆的傷害種植在溫室大棚中的物也可能會因?yàn)榇箫L(fēng)降雪吹垮或壓塌大棚被凍死。連日的降水有可能造成一些處于花、結(jié)果等關(guān)鍵時期植物減產(chǎn)。對交通運(yùn)，寒潮帶來的降溫降可能引發(fā)道路積雪、路結(jié)冰，能見度低等象，妨礙行車，影響通。對電力運(yùn)輸，寒引發(fā)的凍雨天氣會使線上積滿雨凇，增加線及電塔的負(fù)荷，配大風(fēng)天氣有可能壓斷線及電塔，造成電力送、網(wǎng)絡(luò)通信輸送中。對人而言，寒潮極引發(fā)感冒，同時降溫會造成血管收縮，容誘發(fā)肺部疾病及心血疾病。我國近年寒潮趨勢提到氣候變化，必大家首先想到的就全球變暖，的確，全氣溫正在加速上升是鑿無疑的，這是我們須要要面對的不爭的實(shí)。在政府間氣候變專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，簡稱 IPCC）最新發(fā)布的第六次評估報告中確指出，全球地表溫較工業(yè)革命前升高約 1℃，全球變暖趨勢顯著，在 IPCC《特別報告》(IPCC, 2018) 中指出，受到全球變暖的影，全球氣溫在 20 世紀(jì)中葉將升高 1.5°C，甚至加速到來，其帶來的氣候雅山化十分劇烈。由于全球暖，我國過去幾十年冬天確實(shí)也變得越來溫暖。但對于歐亞大或者更局限一些，對我國，冬天的氣候變不是一句變暖就可以括的。我國的冬季平氣溫呈現(xiàn)明顯的年代變化特征。大約在上紀(jì)六十年代至八十年中期，我國冬季大致于冷期，東亞冬季風(fēng)為活躍。上世紀(jì)八十代中期至本世紀(jì)初，亞冬季風(fēng)明顯減弱，國處于暖期，冬季平氣溫升高，極端天氣生減少。但在本世紀(jì)尤其是 2008 年之后，我國冬季氣溫暖趨勢減緩，甚至可說進(jìn)入冷期，極端天變得更加頻繁。2008 年，我國就經(jīng)歷了 50 年一遇的大范圍雨雪降溫天氣，部地區(qū)降溫幅度百年難，給我國帶來巨大災(zāi)。2016 年 1 月 21-25 日，中國發(fā)生“霸王級”潮, 此次強(qiáng)寒潮天氣過程，幽鴳溫劇烈，全多地最低氣溫跌破歷極值。更近一些大家能印象更深，2020 年底，2021 年初，包括剛過去的 2022 年 12 月，我國都有全國范圍寒潮天氣造訪，這些潮天氣的影響范圍都入了廣大的江南地區(qū)直至廣東。就在現(xiàn)在地球另一面的美國正經(jīng)歷嚴(yán)重的冬季風(fēng)暴這場冬季風(fēng)暴從去年底開始肆虐，幾乎橫美國全境。如果你去索相關(guān)詞條，你就會現(xiàn)，美國去年也經(jīng)歷全國范圍的冬季風(fēng)暴去年的冬季風(fēng)暴甚至得德州進(jìn)入緊急狀態(tài)事實(shí)上，由于地形等素，美國冬天的極端氣比東亞地區(qū)更頻繁圖源自新華網(wǎng)但實(shí)際，全球變暖并不是一謊言，北極地區(qū)的升速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地，這導(dǎo)致北極海冰面大幅減少，影響了極海洋與大氣的熱交換間接影響了歐亞大陸氣候。有學(xué)者提出，些年，歐亞大陸呈現(xiàn)北極暖，歐亞冷”的態(tài)。北極氣候變化可是歐亞大陸極端天氣發(fā)的內(nèi)在原因，當(dāng)然關(guān)北極增暖與北半球緯度地區(qū)極端天氣的響機(jī)制，目前還存在論。西伯利亞冷高壓國屬于典型的季風(fēng)氣，冬季，副熱帶高壓弱，冬季風(fēng)主要受西利亞高壓影響。我們是先來了解一下西伯亞高壓，這是我國冬冷空氣的直接影響因。說起西伯利亞高壓其實(shí)這里的冷空氣并是發(fā)源于西伯利亞，是發(fā)源于北極，北極冷空氣南下往往都會西伯利亞地區(qū)聚集，此稱為西伯利亞冷高。在高中地理中，我應(yīng)該都學(xué)過三圈環(huán)流三圈環(huán)流在極地會造冷空氣下沉，低空形冷性高壓，高空則是性低壓，極地的冷空會與副極地低壓帶形環(huán)流。但當(dāng)冬季到來極地氣溫降低，冷空下沉更加強(qiáng)烈，在近面受山脈阻攔，環(huán)流中止，極地的冷空氣就地旋轉(zhuǎn)形成北極渦。但由于海陸熱力性差異，冬季北極渦旋中心往往不在北極地，而是會發(fā)生偏心。極渦旋通常有兩個中，分別在加拿大的巴島和西伯利亞東北部它們分別控制著西北球和東北半球的高緯氣流。當(dāng)北極渦旋中向南發(fā)展時，往往就味著冷空氣要來了。響我國的冷空氣論其源，大致有三個，分在新地島以西、以東以南洋面上，其中新島以西、以東洋面上冷空氣來自西伯利亞北部的北極渦旋中心而新地島以南洋面上冷空氣則來自于加拿巴芬島的北極渦旋中。我這么說大家可能得很近，但你看地圖知道為啥說是三個發(fā)地了。圖源自湖北氣局冷空氣從這三個發(fā)地出發(fā)，經(jīng)過三個路進(jìn)入寒潮關(guān)鍵區(qū)：西路徑：新地島以西的空氣經(jīng)過巴倫支海、羅斯歐洲地區(qū)進(jìn)入我。是影響次數(shù)最多（占 50%）、達(dá)到寒潮強(qiáng)度最多道家一路冷氣，也是經(jīng)常影響冬新疆的冷空氣路徑；極地路徑：新地島以洋面的冷空氣多經(jīng)喀海、泰米爾半島、中伯利亞進(jìn)入我國。它現(xiàn)的次數(shù)少（約占 20%），但氣溫低，容易青鳥寒潮強(qiáng)度。常見冬春季；西路路徑：島以南洋面的冷空氣俄羅斯歐洲南部或地海、黑海、里海的北進(jìn)入我國。冷空氣出的次數(shù)約占 30%，由于此源地氣溫比其源地高，一般達(dá)到寒強(qiáng)度的少，但在東移程中與其它源地冷空匯合后可達(dá)到寒潮強(qiáng)。常見于春秋季。寒關(guān)鍵區(qū)就位于西伯利中部，位置大約是 70-90°E，43-65°N，95% 的冷空氣都將進(jìn)入這個區(qū)，并在這里積累加，當(dāng)冷空氣積累到一程度時，就將繼續(xù)南，進(jìn)入我國的冷空氣要有四條路徑：東路西路、中路和東路加路。極端天氣怪誰極低溫事件往往與多個氣環(huán)流系統(tǒng)存在聯(lián)系單獨(dú)一個大氣環(huán)流系發(fā)生異常是非常常見，在這樣的異常下往只能造成有限的影響而極端低溫事件的形條件需要多個大氣環(huán)系統(tǒng)同時出現(xiàn)異常并成配合。除了大家熟西伯利亞高壓以外，極端低溫天氣有關(guān)的氣環(huán)流異常還有極渦阻塞高壓。先說極渦其實(shí)前文已經(jīng)介紹過了，就是北極渦旋。里的極渦其實(shí)應(yīng)該是地渦旋，簡稱極渦。地渦旋是環(huán)繞地球南極區(qū)的氣旋式渦旋，北極都有，只是南極旋明顯對我國無法造明顯影響，因此我國天的天氣，還是要看極渦旋的臉色。2013 年 11 中旬穩(wěn)定的北極渦旋 | 圖源自國家氣象科學(xué)數(shù)中心極渦是位于對流中上層至平流層的大圍空氣團(tuán)，其形態(tài)、度、面積等特征可以示出影響我國的冷空強(qiáng)度。研究發(fā)現(xiàn) 2007/2008 年冬季平流層發(fā)生強(qiáng)極渦件后，行星波異常南，有利于冷空氣向歐大陸南部輸送，從而成 2008 年 1 月南方低溫雨雪冰凍災(zāi)岐山。據(jù)統(tǒng)計，在 10 個冬半年影響我國的 171 次寒潮中，有 102 次是亞洲上空出現(xiàn)持久極渦其中 6 次強(qiáng)寒潮過程都與極渦在亞洲上的位置明顯偏南相關(guān)有一個我覺得很有趣象是，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)渦偏弱時，北半球中緯度冷空氣爆發(fā)的概提高 50%。當(dāng)極渦偏弱時，亞熱帶鵹鶘團(tuán)北上，將北極渦旋擠南方去，這時冷空氣將南下，沖擊歐亞大和北美大陸了。至于股亞熱帶氣團(tuán)，其實(shí)是大家的老朋友了，般就是北大西洋暖流圖源自國家氣象科學(xué)據(jù)中心再說阻塞高壓阻塞高壓來自于盛行風(fēng)帶。西風(fēng)帶是位于緯度對流層的主要平水平環(huán)流，將極地渦包圍在其中，通常會攔極地冷空氣南下。西風(fēng)帶并不是平直的由于大氣渦度，西風(fēng)實(shí)際上是波狀流型的平均而言西風(fēng)帶冬季三個槽脊，夏季則有個，這種波狀流型就稱為西風(fēng)帶波動。其動的主要特征就是緯環(huán)流和經(jīng)向環(huán)流的維及其間的轉(zhuǎn)換。西風(fēng)的波動按波長可以分三類：超長波、長波短波。超長波波長在 10000 公里以上，呈準(zhǔn)靜止，屬于中期天氣過程；長波波在 3000-10000 公里，長波具有一定移速，有時朏朏呈靜止，甚至?xí)蛭鞯?，其變化通常會導(dǎo)致般天氣系統(tǒng)及天氣過發(fā)生明顯變化；短波長和振幅都比較小，速更快。在中高緯度區(qū)，長波的波長可以到與地球半徑相似，稱行星波或 Rossby 波，長波從對流層中下層至平流層的層都可以看到。行星示意圖 | 圖源自果殼西風(fēng)帶并孟子穩(wěn)定，西風(fēng)帶長波槽脊顯著強(qiáng)，長波脊中往往可形成閉合性暖高壓，為阻塞高壓，在其一或兩側(cè)可以形成閉合冷低壓，成為切斷低。阻塞高壓將西風(fēng)急分為南北兩支，維持間一般在 5 天以上，其西側(cè)盛行偏老子氣，氣候溫暖多陰雨，側(cè)盛行偏北氣流，氣晴好。阻塞高壓主要現(xiàn)在北半球，例如亞常出現(xiàn)的烏拉爾山阻高壓，其可以阻礙西東移。但當(dāng)阻塞高壓潰時，往往導(dǎo)致冷空快速向西南爆發(fā)。當(dāng)塞高壓西部有西風(fēng)槽侵時，阻塞高壓將崩，由于阻塞高壓很大率會形成橫槽，而其潰時會造成橫槽轉(zhuǎn)豎因此可以使得堆積的空氣沿著轉(zhuǎn)豎的橫槽路南下，造成寒潮天。寒潮簡單總結(jié)一下正常的冷空氣是來自極的空氣在西伯利亞積后南下，由于后繼力，再加上沿途的阻，對我國影響比較有，尤其是越過秦嶺山之后，通常不會對南造成劇烈傷害。但當(dāng)氣環(huán)流發(fā)生異常時，于北極的極渦發(fā)生偏，冷鋒南壓，再經(jīng)過風(fēng)帶大型長波槽 —— 烏拉爾山阻塞高壓 —— 的引導(dǎo)，冷空氣將源源不斷地向周禮伯亞堆積，提供充足的空氣，最終造成對我的大范圍持續(xù)影響，是寒潮。這時，海拔低的秦嶺無力阻擋冷氣南下，寒潮將席卷南，甚至可以到達(dá)嶺，直至南海。當(dāng)然，空氣的形成到達(dá)廣東般也就結(jié)束了，海上是副熱帶高壓的天下其他因素當(dāng)然，天氣變化還是非常復(fù)雜的寒潮的發(fā)生也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不三言兩語就能解釋清的。例如，有研究指，北極濤動與歐亞大的寒潮存在關(guān)聯(lián)，我也可以通過北極濤動數(shù)監(jiān)測極端事件。北放大效應(yīng)使得極渦減，加劇了極渦冷空氣裂南下。ENSO 事件與極端低溫事件可也存在內(nèi)部關(guān)聯(lián)，這的 EN 指的是厄爾尼諾現(xiàn)象，SO 指的是南方濤動。拉葛山娜件是影響全球氣候的要因素之一。最新監(jiān)表明，赤道中東太平拉尼娜事件還在持續(xù)預(yù)計此次拉尼娜事件持續(xù)至 2022/2023 年冬季，這將是 21 世紀(jì)首次出現(xiàn)“三重”融吾尼娜事。這里的三重拉尼娜不是拉尼娜連續(xù)出現(xiàn)年，而是一次拉尼娜續(xù)了三年。不過，國氣候中心氣候服務(wù)首專家周兵表示，“三”拉尼娜事件并非一一年不斷疊加，在第年集中“放大招”。此，雖然在一定程度具有累積效應(yīng)，但不表氣候影響會加倍呈，今年出現(xiàn)冷冬的可性很小。只能說，天作為典型的復(fù)雜動力，想要研究透徹是非難的，礙于篇幅所限我們這次也只能講到，或許以后有機(jī)會可再就一些問題跟大家著聊聊。參考資料：原創(chuàng)科普文章】寒潮影響與防范“高冷”潮來了，這些你應(yīng)該道！影響我國的冷空到底從何而來？真的西伯利亞嗎？極地渦_極地渦旋是什么意思全球變暖 寒潮極端性更強(qiáng)淺談西風(fēng)槽南大氣學(xué)原理第四章 3.ppt阻塞高壓_阻塞高壓是什么意思大禹子.我國大范圍極端低溫事件年代際鮆魚化及其氣成因 [D].蘭州大學(xué)，2022.劉明歆.中國兩類極端低溫事件特蛩蛩及其大氣環(huán)成因 [D].蘭州大學(xué)，2021.徐鑫萍.北極增暖與歐亞冬季氣囂間的聯(lián)系及物理制研究 [D].南京信息工程大學(xué)，2020.本文來自微信公眾號：中科院物理所 （ID：cas-iop），作者：李存?