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岁暮之寒:关于当前寒潮过程,与掠过万里山海的冷暖

在当前,全国大部将迎来一次强寒潮过程,绝大部分地区将创下下半年以来气温新低。就环流形势上看,本次环流形势可以追溯到万里之外的格陵兰冰原冷暖,且存在显著瞬变扰动影响而不确定度较大,值得作为一个长波形势与寒潮过程的样本案例。

I. 发端:从格陵兰长夜里的异常温暖说起
在12月21日冬至之时,本应处在北极圈内漫漫极夜的格陵兰冰原传出一条异样的消息:该岛西北部海岸(北纬77.3度处)的Qaanaq录得了零上8.3℃的气温(图1),大幅偏高近20℃(图2)。

这般异样的温暖必然和气候变化背景有联系,但直接原因却是短期极端的天气过程。分析21日的北半球对流层中层(500hPa高度)天气图可以看出,在格陵兰岛上空盘踞着一个极端的暖性阻塞高压(图3蓝圈),而录得这一极端“高温”的站点在该高压中心左侧,低空有着显著偏强的南风,让南侧极地之外的温暖错位地涌入苦寒之地。

但它的影响不只在格陵兰的一角;更辽阔的回响已经在远方的天地呼唤。改变一切的动力,正是在于频散效应——这些稳定而强烈的长波扰动本身是一个波源,即使它们原地少动,也会向下游(东侧)的西风洪流里激发相应地波列,让能量的传播超前于自身,并影响下游先前存在的系统,如同高空里的巨浪呼啸。

II.远途:从格陵兰的燠暖到中华的霜寒
回到具体的情形下,从21日当天的天气图还可以看出,在东欧平原存在一个显著偏强的低涡(图3红圈),而在中亚与乌拉尔山东侧则是一个暖脊(图3绿圈)。这刚好和格陵兰强烈的阻塞高压造成的频散效应位相接近——也就是说,格陵兰的阻塞高压,将导致这些欧亚大陆上的系统进一步增强。与此同时,在我国东北北部到俄罗斯远东存在一个显著的冷性涡旋(图3黑圈),这正是即将影响我们的强寒潮源头——不过此时,它还在当地彳亍徘徊。

随着格陵兰阻塞的频散效应显现,在22日的天气图上就能看到两条明显的传播波列——一支位置偏北,沿着北冰洋沿岸前进,在中西伯利亚北部形成了一个弱阻塞高压(图4蓝圈);而另一支位置偏南,它加强了之前的东欧低涡(图4红圈)和中亚暖脊(图4蓝圈),此时这个暖脊和北侧的弱阻塞高压经度接近,即将发生合并而进一步增强。

上述推论在23日(今日)的天气图得到了进一步验证——南北侧的暖脊与阻塞高压合并成一个更强烈的暖脊(图5蓝圈),并在上游的频散效应下进一步发展,图中的更深红色反映了它的异常偏强。在这个强暖脊作用下,位于东侧的远东冷涡(图5红圈)顺着暖脊东侧的偏北风开始逐渐南下,并延伸出一道东西向延伸的横槽(图5黑圈)——强寒潮在高空的形态正式奠定。

至此都是往昔事件的一步步复盘。接下来,寒潮将正式登场:随着强暖脊的进一步发展东移,其带来的负涡度平流将促使横槽快速转竖,变成西南-东北向形态;更强的脊前侧偏北风也将推动横槽携带着极寒气团快速南下(图6),自北向南影响我国除新疆、西藏以外的地区。当然由于上游暖脊明显减弱与南支槽的反相,本次寒潮的南下程度其实是受限,但依然是一次较强的过程。

III. 呼啸:本轮寒潮的具体影响
具体而言,今夜开始寒潮将正式越过长城沿线,将在明天清晨到后天影响华北、西北地区东部、中原等地(图7);而南方地区则在后天开始受到明显影响,其中长江中下游地区将在后天起明显降温,而华南的影响要到周末才开始(图8)。各地降温普遍幅度可达10℃以上;在寒潮过程中,除四川盆地南部和东部外,南岭以北地区最低气温都将跌破0℃,而华南除海南以外最低气温也将低至10℃以下(图9)。

此外,由于存在南支槽前暖湿气流配合,大部分地区还将有明显降水过程(图10-12),其中北方多地会迎来新一次降雪过程,而长江中下游大部则将迎接雨转雪过程,以湖南西部的降雪最为突出。

本轮寒潮强度较强,降温幅度猛烈且过程低温将创新低,需要注意应对天气变化,湖南部分地区还需要注意强降雪的影响。特别值得注意的是周末影响高峰期正是研究生初试之时,考生们也更需要注意强寒潮的影响,做好防寒保暖。


从万里之外格陵兰长夜的半晌温暖,到眼前寒潮即将气吞万里山河,看似遥远的天涯冷暖,却在全球环流的长风里,跨越群峰与沧海,拂过炊烟或荒野紧密相连——或许,正是风最早拥抱了整个世界。

#年末寒潮来袭#


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