近期正是东北冷涡活动频繁之时。
作为我国中高纬度地区天气的重要塑造者,东北冷涡从何处来?因何而生?它与华北冷涡、蒙古冷涡等有何不同?它与极端天气有关吗?
一起来系统拆解东北冷涡的生命轨迹看看吧。
尽管东北冷涡是冷涡"家族"中对我国影响最大、范围最广、最具典型的冷涡,但在气象学领域,"冷涡"作为一种高空冷性低压系统,根据发生区域和特征,在我国还有华北冷涡、蒙古冷涡、高原冷涡等。它们既有共性,也有差异性。
从地理分布来看,这四兄弟的"老家"各不相同。东北冷涡是其中"定居"最稳定的成员,它生成于贝加尔湖的东南方,活动范围覆盖我国东北、华北北部及朝鲜半岛。每年春末夏初,它经常在东北平原引发冰雹、雷暴大风、短时强降水和龙卷等强对流天气。
华北冷涡则是由西风带低压槽或切断低压南移至华北上空,冷空气与华北平原的暖湿气流交汇,其形成于华北地区上空的冷性低涡系统,属于高空大气环流中的一种涡旋结构。与东北冷涡相比,华北冷涡移动速度快、中心强度弱、生命史短(通常1至3天),更像一位"急性子游客"。它在春季至初夏最活跃,易引发华北地区的短时强降水。
蒙古冷涡的"籍贯"在蒙古国中西部的戈壁荒漠,是冷涡兄弟中位置最偏西的成员。夏季频繁东移南下,影响范围也有可能延伸至我国东北、华北乃至长江流域。
而高原冷涡常活跃于平均海拔超4000米的青藏高原,它分为高原中东部和高原西部两个主要活动中心,在 1989—2016 年间,气象卫星监测到其识别个数有增加趋势,受高原大地形和中尺度地形影响显著。
在天气影响方面,这"四兄弟"各有"独门绝技"。东北冷涡的降水分布零散,以短时强降水、雷暴大风为主,还能直接输送冷空气。而华北冷涡的降水集中于午后至傍晚,常伴冰雹。此外,它还是华北沙尘天气的"幕后推手",春季北风裹挟蒙古国沙尘南下。
蒙古冷涡的降水持续时间长、范围广,与西南季风结合时可导致流域性洪水。青藏高原冷涡在夏季更为活跃,其降水特征与周边大气环流和水汽条件紧密相关,当其与特定环流形势配合时,可能在高原地区引发局地强降水等天气,影响高原的生态与人类活动 。
"四兄弟" 也存在诸多共同点。从本质上来说,它们都是冷性低压系统,中心温度明显低于四周,这种结构使得它们都具有一定的稳定性,能够持续影响所经地区的天气,雷雨、大风是它们的"标配",虽然降水形式和强度有所不同,但都能在一定程度上缓解当地的旱情。
冷涡内部及其外围环流中蕴含着大量中小尺度对流系统,生命史短、空间尺度小,同时还伴有低空急流、锋面等。但冷涡真正的威力在于"组团"作战。
冷涡与其他天气系统/因子叠加时产生的"1+1>2"放大效应,正是极端灾害背后的"隐形推手"。
组合一:冷涡+北上台风
东北冷涡经常与台风、气旋等"打架",造成暴雨甚至特大暴雨。东北冷涡通常会使台风受到强烈的低层冷空气的影响,使其内部结构受到破坏,降水范围和风力都会减弱。当东北冷涡位置在台风西方时,台风可获得更多热带水汽的供给,有助于其增强。
北上台风在接近东北地区时,东北冷涡的位置和强度会对其路径有显著影响。若东北冷涡处于台风移动方向的前方 ,会抵消台风的北方推力,使台风逐渐向西偏南偏移。若东北冷涡在台风后方,那么台风会受到东北冷涡吸引,偏向东北方向运动。
同时,一冷一热两股天气系统相遇,台风直接横扫地面,而冷涡通过 "动量下传"将高空强风"砸"向地面,形成瞬时强风。
东北冷涡与台风的相互作用主要表现为两种形式。一是台风北上时直接与冷涡结合。二是台风残余环流与冷涡在西风带中合并,这种耦合通常导致降水范围扩大、极端性增强,易引发洪涝和强对流灾害。
组合二:冷涡+地形
东北冷涡在春末夏初最为活跃,极地冷空气在西风带低压槽后方南下,与来自黄海或渤海的暖湿气流交汇,温度梯度增强。蒙古高原和东北平原的地形会导致冷空气堆积,增强东北冷涡的滞留性。而华北冷涡则是西风带低压槽或切断低压南移至华北上空,冷空气与华北平原的暖湿气流交汇而形成的。受燕山和太行山脉对冷空气的阻挡作用,冷涡常在华北平原上空滞留或缓慢东移。
东北地区,特别是辽宁西部、吉林东部等区域,地形复杂多样,对冷涡带来的气流有显著的动力抬升和阻滞作用,对水汽辐合和降水局地增幅有重要影响。
来源:中国气象报
作者:林禹彤 刘倩 王鹏
责任编辑:刘丹