今年冬天寒潮席捲中國的底層地理邏輯，究竟是什麼？

上個月從中旬到下旬 全國氣溫可謂冰火兩重天 11月14日至23日 全國大部地區比常年同期偏高2到4攝氏度 有的地區偏高4到6攝氏度 而從26日開始 京東以來最強寒潮南下新疆 阿勒泰等部分地區風力達9級 降雪深度超1米 一些牧場的氣溫驟降到零下40攝氏度 緊接着這股寒潮自西向東 從北到南橫掃中國中東部 多地降溫幅度達12到20攝氏度 比如北京29日最高氣溫只有零下3攝氏度 哈爾濱最低氣溫跌破零下20攝氏度 最低氣溫的零度線 直接壓到了長江中下游到貴州南部一帶 就連有多層地形保護的廣州 氣溫也從20多攝氏度掉到個位數 寒潮一路帶來或雨或雪的降水過程 溼冷這種魔法攻擊讓整個華南都苦不堪言 這次的寒潮如此厲害 那麼寒潮究竟是個什麼東西 對我國究竟意味着什麼 本期視頻是地球操作系統的第9期 涉及寒潮、西風帶波動與全球變暖的關係 信息量比較大 希望你能耐心看完 也希望大家多多支持我們 我們所在的東亞季風區 有夏季風和冬季風 寒潮作爲冬季風裏最活躍的子系統 彷彿冬天的化身 每次都帶着寒冷空氣如潮水般南下 根據冷空氣等級的國家標準 某一個地區在冷空氣過境後 日最低氣溫在24小時內下降8攝氏度以上 或48小時內下降10攝氏度以上 或72小時內下降12攝氏度以上 同時最低氣溫在4攝氏度以下 就屬於寒潮 可見寒潮屬於加強版的冷空氣 不來則已 一來就是高強度大規模降溫 甚至可以自北向南橫掃中國 據長期統計 南下我國的冷空氣95%左右 都要經過西伯利亞的西西伯利亞平原 從亞馬爾、涅涅茨到哈薩克斯坦的這塊區域 就是寒潮關鍵區 多個方向的冷空氣在這裏累積、加強 是寒潮南下的大本營 早在上世紀50年代 我國氣象學家李獻之和陶石巖先生 就開始對寒潮關鍵區進行研究 並搞清楚了冷空氣入侵我國的源頭和路線 每年秋分之後 隨着太陽直射點南移 北極高緯度地區接收的太陽輻射越來越少 冷空氣也越來越強大 這裏就成了影響我國的寒潮側原地 冷空氣主力軍會從新地島以西的洋麪出發 經巴倫之海、新地島、亞馬爾半島 烏拉爾山脈北部進入大本營寒潮關鍵區 冷空氣二方面軍從新地島以東洋麪出發 經喀拉海、泰美爾半島向南到達關鍵區 三方面軍比較遠 來自冰島以南洋麪 橫跨歐洲、黑海、黎海 三方面軍屬於勞師遠征 一般只有與其他原地的冷空氣冰河一觸 才能達到寒潮強度 總之 三路大軍匯聚寒潮關鍵區 莫馬立兵後 再兵分三路入侵我國 最靠北的一路冷空氣 從大本營經西薩燕嶺和蒙古高原北部 到達大興安嶺 再由此南下經渤海入侵華北 繼而席捲華東和兩湖盆地 在其南側 第二路冷空氣沿着阿爾泰山與航海山 翻越蒙古高原腹地 從我國黃河河套附近南下 席捲陝西 山西 河南 湖北 甚至江南地區 給長江以北帶來猛烈的北風和劇烈降溫 到達江南後 引起這裏風區的波動 造成雨雪天氣 最靠南的一路 冷空氣從準噶爾盆地西側進入新疆 沿着天山 祁連山 河西走廊 一路東進南下 主要影響西北和西南地區 後面這兩路冷空氣由於路線比較近 經常在秦嶺東側 黃河長江之間的位置交匯 造成大範圍雨雪天氣 再合併南下到長江中游 造成更猛烈的大風降溫 如此兇猛的冷空氣 其實都來自遙遠的極地和負極地 但問題是 匯聚於北冰洋洋麪 以及西西伯利亞的冷空氣 爲什麼要往中國吹 換個方向吹不行嗎 這就要說到引發寒潮的兩大天氣系統 急窩和大潮 之前的《美國氣象災害》裏我們講過 北極由於極夜的到來 太陽輻射少 空氣寒冷並下沉 在地面是冷高壓 在高空則是冷低壓 上上下下都很冷 高空的空氣不斷向中間匯聚 被強大的地轉偏向力 偏轉爲逆時針的極地窩旋 簡稱急窩 此外 由於陸地的比熱容比海洋要小得多 所以在冬天 陸地降溫更快 西伯利亞和加拿大北部 甚至和北極一樣冷 而高空的急窩 就分裂爲西伯利亞和巴分島兩個窩旋 急窩再向外一圈 就是中高緯度的西風帶 我們知道 高空西風帶的風速極快 甚至能達到每秒30到40米以上 這放在低空 已經是颱風的中心風速了 所以高空的西風 往往能拖拽低空的空氣跟着跑 正是西風帶圍繞着急窩高速旋轉 極地的冷空氣 就被牢牢限制在一定範圍內 不會輕易南下亂跑 相當於一條冷空氣防線 但這條防線 並不是一個規則的原型 如果我們看500百趴的 1月份平均氣壓圖 會發現由於急窩分裂成兩部分 並各自向南偏移 使得西風帶扭曲出了三個突出部 兩大一小 並形成了三個低壓槽 分別是東亞大槽 北美大槽和歐洲淺槽 前兩者是影響中國和美國 超級寒潮的關鍵因素 由於我國基本位於東亞大槽的後部 彎曲的西風帶在中國以北 就會呈現西北東南的走向 拖拽着地面的西伯利亞冷高壓南下 我國冬天的西北風由此形成 這是我國冬季風在氣候層面的原因 氣候是長期天氣過程的總和 東北亞的低壓槽是不斷變化的 每一次寒潮的發生與結束 都對應着一輪低壓槽的形成與轉移 在具體過程中 高空的西風波動會形成 向高緯度彎曲的高壓擠 和向低緯度彎曲的低壓槽 而這些槽和擠 會自西向東順着西風帶移動 在這一過程中 往往會加強、發展、變形 當低壓槽經過寒潮關鍵區 這裏的寒冷空氣 就會被高空的西北風引導向東南方向 並從新疆開始 自西向東橫掃我國 隨着西風帶波動逐漸加大 移動到東西伯利亞的低壓槽也越來越強 寒潮全面南下 由此可見 寒潮爆發的關鍵就是西風帶波動 在中國北方的波動越大 寒潮就越猛烈 由於西風帶的風速非常快 一旦方向偏轉 冷高壓就會在高空氣流的引導下迅速南下 其前端往往會形成一條頗具強度的冷風 相當於寒潮大軍的先鋒 比如這次的寒潮天氣 在高空氣流的引導下 冷高壓迅速南下席捲全國大部分地區 快速移動的冷風 在30日甚至推到了南海上空 前面所說的 以及最近這次的寒潮 都屬於常規類型 頂多算是精英怪 都只是西風帶的波動 把北方的冷空氣吹到了中國 而真正的boss超級寒潮 還得是集窩親自下場 正常情況下 中緯度西風帶會環繞集窩 將集地冷空氣牢牢鎖住 但如果北極異常增溫 導致南北溫差減小 進而導致西風帶減弱 這條防線就會出現局部崩潰 集地渦旋將親自掛帥 突破封鎖南下 把北極直接搬到溫帶 之前美國氣象災害裏講到的 2021年超級寒潮橫掃美國直達墨西哥灣 就是這種情況 而在我國 由於地形阻擋 這種情況相對少見 但並非沒有 2016年1月下旬 一個北極渦旋的次中心 罕見地南下至渤海上空 導致全國大降溫 最低溫度降到零下的國土面積 達到驚人的945萬平方公里 幾乎就是全國零下 廣州市區甚至迎來了 新中國成立後的首次降雪 由此可見 並不是北極越冷 寒潮就越強 限制寒潮的西風帶 原本是南北溫差再平衡的產物 由於全球變暖並不均勻 北極溫度的上升速度 是中緯度地區的2-3倍 所以北極變暖 事實上削弱了西風帶這種再平衡機制 導致西風帶大幅減弱 引發寒潮 這也正是全球整體變暖之下 極端天氣頻發的某種表現 所以暖冬與寒潮並不矛盾 而且今年可能又是一個暖冬 根據國家氣候中心 最新發布的冬季氣候趨勢預測 預計2022年冬季特別是前冬 全國大部地區氣溫 依舊將接近常年同期或偏高 以前我們講過 鄂爾尼諾和拉尼納 與暖冬和冷冬的關係 拉尼納事件對應冷冬的概率更高 1950年以來 15次拉尼納事件 10次都對應我國的冷冬 是偏暖概率的兩倍左右 今年還是罕見的三重拉尼納 但仍然擋不住今年的暖冬趨勢 在全球升溫的大背景下 整個北半球的暖冬頻率都在增加 拉尼納對應冷冬還靠不靠譜 已經產生頗多爭論 關於這個問題 我們會盡快出一期視頻予以解析 我們這個系列視頻做到第9期 如果你一直看下來 會發現不同主題 在底層知識上是彼此關聯的 比如本期的冬季寒潮 就和之前做過的ENSO循環 中國超級高溫 美國氣象災害緊密相關 我們的用意也正是從一個個子項開始 不斷搭建起地球操作系統的全貌 說清人類生存環境的底層邏輯 感謝大家的支持 我們下期再見