书城自然风雨雷电与气象学(新编科技知识全书)
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第71章 极地来的冷空气

一、什么是寒潮

高纬度地区的寒冷空气,在特定的天气形势下迅速加强南下,往往造成沿途大范围的剧烈降温和大风、雨雪天气,这种冷空气南侵过程达到了一定的标准,才称为寒潮。因为这大规模的强冷空气来势迅猛,有如潮水袭来一般,所以人们称它为“寒潮”或“寒流”。由于寒潮是一种大范围的天气过程,所以一次寒潮影响我国时,波及的地区很广,甚至影响全国。

二、寒潮天气

古往今来,人们就从寒潮对生产、生活和军事活动所造成的影响和危害中,加深了对寒潮活动和寒潮天气的认识。当风云突变,北风或西北风呼啸而来,雨雪交加,气温猛降等天气现象出现时,人们就会说“寒潮”来了。

那么,为什么在强冷空气南下的过程中,会伴随上述的寒潮天气呢?

当高纬度的冷空气团南下时,一旦与暖空气团相遇,在冷暖空气接触的地方就形成了一个交界面。气象学把它叫做“锋面”。寒潮冷空气力量强大,锋面推向暖空气方向前进,这时,我们就称它为“寒潮冷锋”,也叫“冷空气前锋”。

在寒潮冷锋地带冷空气和暖空气相互交锋。由于冷空气的密度比暖空气大,前进中就象楔子一样,插到暖空气的下面,把暖空气抬举向上。上升的暖空气不断变冷,里面包含的水汽就凝结形成浓密的云层,产生了雨、雪天气。在寒湘冷空气前部,冷空气流动的速度很快,总是发生大风,所以寒潮冷空气前锋实际上就是一条风狂雨(雪)暴的地带。它长度可达几百到几千千米,宽度可达几十到几百千米,风力一般可达6至8级,强的可达10至12级。寒潮前锋到达后,一天内温度可骤降六、七度甚至一、二十度,造成刚烈的严寒和冷害。下面分析一下寒潮冷锋过境前后的最突出的天气表现。

1.寒潮冷锋过境的大风

在寒冷的冬季,寒潮到来之前,往往有一段暖和的天气。还经常刮南风,一般风力不大,在地形适当的地区,也会达到5~6级以上。群众中流传有这样的测天谚语:“南风吹到底,北风来还礼”、“南风越是紧,北风越是准”,有经验的人都知道,这预示着天要变坏了。实际上,这回暖的天气,只是寒潮冷锋前的暂时天气现象。当寒潮冷锋一来到,风向风力都会有极明显的变化。由于冷空气的强度不同,锋面坡度也不同,寒潮大风出现的情况也就有差异:有时风向一旦转北,风力就立即增大;有的在风向转北后,风力是逐步增大的。

寒潮大风的最大风速常出现在冷锋过境后三小时左右,风速一般可达5~7级,海上一般可达6~8级。短时大风达到12级的情况也可出现。大风的持续时间一般为一天左右。在初冬时节,寒潮大风如遇有北方小股冷空气不断补充,往往大风可持续3天左右。此时,若寒潮由西路入侵我国,会带来黄土高原的黄土,则出现天昏地暗的天气。春天,北方土地解冻,表土干燥疏松,遇到寒潮大风会引起扬沙,能见度恶劣。有时,扬沙大风可延伸至长江流域。

2.寒潮过程中的降温

寒潮冷锋过境后,气温随即下降,继而出现霜冻和结冰。每次寒潮降温的强度和持续的时间是不同的,一般有以下同帅情况降温幅度较大:冷空气影响前,气温回暖显著,则寒潮前锋过后降温幅度大;若寒潮南下后,白天云量很多,日照弱,到晚上云消天晴,则降温幅度大;若在寒潮冷锋的后面,有大范围的强冷空气引导气流,则降温幅度大,持续的时间也较长;在山的迎风面和山谷、盆地等地形条件下,冷空气易受阻或堆积,降温幅度也要大些,持续的时间也会长些。

3.寒潮影响时的降水

一年四季的冷空气南下,都会影响各季节的降水。我国东部是季风气候,从华南春雨到长江流域的梅雨,以及夏季的华北雨季,都是洋面上暖湿空气与冷空气相遇而形成的。

在冬季,由洋面上吹来的暖湿空气很难到达高纬度地区,因此,在寒潮影响时,我国淮河以北的西半部地区很少降水。而在淮河以南,降水机会较多,有时在华南能造成较大区域的降水,但降水强度一般不太大。如遇东移的冷空气回流,在东北和华北也会造成大范围降雪。

春季是寒潮引起降水机会较多的时期。华北地区可有雨、雪,但多半降水时间较短,降水量较小。长江流域到华南地区,在寒潮南侵时,则经常产生降水,偶尔伴有雷暴、冰雹出现,有时还会形成连绵的阴雨天气。

夏季的冷空气极少能达到寒潮标准,但由于夏季水汽条件好,只要有冷空气南下,就会造成降水。一般降水强度较大,次数较多,持续时间也较长。在盛夏,随着季风的加强,降水区能达到较北、较西的地区。

秋季寒潮影响的降水带变化较大,这和西太平洋上副热带高压控制的位置有关。这个高压位置偏南时,雨带也偏南;高压偏北时,雨带也偏北。特别是深秋时节,寒潮引起的降水,在华北、长江流域持续时间都不长,冷空气过后,立即就转为“秋高气爽”的天气了。