天氣系統(tǒng)是個(gè)龐大的家族,高壓脊、低壓槽、高空急流、低空切變……成員眾多。他們處在不斷地新生、發(fā)展和消亡之中,演繹著大自然中的風(fēng)云變幻,影響著人類的生產(chǎn)生活。而在所有的天氣系統(tǒng)成員中有位不可小覷的“淘氣包”——冷渦,常帶來極端天氣,尤其是在東北地區(qū),冬季的低溫,夏季的雷陣雨,無不讓人頭疼。說到“東北冷渦”你可能感覺有點(diǎn)陌生,但是來過東北的朋友都知道,東北的全年四季分明,冬季寒冷干燥,夏季高溫多雨,而造成這種氣候的天氣系統(tǒng)多是東北冷渦這個(gè)罪魁禍?zhǔn)住?/span>
冷渦,是“冷性低渦”的簡稱,是來自高緯度地區(qū)的一種“中心溫度低于四周同高度的低渦”,其強(qiáng)度隨高度的增加而增強(qiáng)。一般,我們把出現(xiàn)在我國東北地區(qū),持續(xù)時(shí)間在3天以上的冷性渦旋系統(tǒng)稱為東北冷渦。東北冷渦這個(gè)“小鬼”到底什么樣子呢?他是從地面到6000米上空的一個(gè)冷性氣柱,在500百帕天氣圖上至少能分析出一條閉合等高線,并有冷中心或明顯冷槽配合。適合的地形、動(dòng)力和熱力條件,使局部地區(qū)上空經(jīng)常出現(xiàn)冷性渦旋,而東北冷渦系統(tǒng)深厚,高空溫度比較低,當(dāng)?shù)蛯佑屑訜釙r(shí)則會(huì)導(dǎo)致層結(jié)不穩(wěn)定。正是這種不穩(wěn)定的層結(jié),常常帶來短時(shí)強(qiáng)降水、雷暴大風(fēng)、冰雹,甚至出現(xiàn)溫度驟降、白晝?nèi)缫沟忍鞖庾兓.惓?ldquo;淘氣”的東北冷渦,讓我們共同來揭開他的神秘面紗吧。
出生時(shí) 一蹦一跳到東北 溫帶氣旋被誘發(fā)
我國東北地區(qū)處于大興安嶺東側(cè),高空急流的北面,獨(dú)特的地形、鋒區(qū)急流的動(dòng)力和熱力作用使得東北地區(qū)上空經(jīng)常出現(xiàn)冷性渦旋。東北冷渦的老家在北緯35-60度,東經(jīng)115-145度范圍內(nèi)。從4月份開始冷渦這個(gè)“小鬼”被沿途的暖氣團(tuán)托舉著、擠壓著,他的冷氣柱底端時(shí)而著地,時(shí)而騰空,一邊聚集水汽,一邊像個(gè)彈簧人似的一蹦一跳地南下。初春這個(gè)小鬼主要出現(xiàn)在東北平原的北部,大約位于北緯52度左右,且呈緯向分布。有時(shí)候他的小伙伴們也位于東北平原的中部和西北日本海沿岸。一般情況下,出現(xiàn)在北緯40-45度區(qū)域內(nèi)的東北冷渦常常給東北帶來連續(xù)幾天的間歇性降水、持續(xù)多日的氣溫下降天氣。四季各有各的風(fēng)景,而“小淘氣”也是使出渾身解數(shù),它會(huì)適應(yīng)不同的季節(jié),選擇不同的生成方式。夏半年的冷渦多半是由于西風(fēng)槽充分加深后,從槽底切斷而成的,即一般所謂的“切斷低壓”;而冬半年卻常常是由于鋒區(qū)南移,極地低壓南移到東亞大陸,使東亞上空出現(xiàn)冷渦或冷渦帶。從天氣尺度講,冷渦生成初期可誘發(fā)溫帶氣旋,產(chǎn)生區(qū)域性降水,是重要的區(qū)域性降水類型。
發(fā)展時(shí)脾氣暴躁 殺傷力秒殺全場
東北降水較多是受西風(fēng)帶系統(tǒng)的影響并與熱帶副熱帶環(huán)流系統(tǒng)相互作用的產(chǎn)物,并且大多受東北冷渦環(huán)流的控制。大量事實(shí)表明,東北冷渦這個(gè)“淘氣鬼”不大會(huì)和天氣系統(tǒng)的其他兄弟相處,經(jīng)常與臺(tái)風(fēng)、氣旋等打架,造成暴雨甚至特大暴雨。東北冷渦與蒙古氣旋、副熱帶高壓的一場激戰(zhàn)就使得吉林省今年夏天呈現(xiàn)強(qiáng)降雨頻發(fā)、持續(xù)強(qiáng)度大、降雨落區(qū)集中的態(tài)勢。冷渦是從對(duì)流層中高層延伸到低層的冷性渦旋,氣團(tuán)屬性相對(duì)均一,若沒有其他系統(tǒng)的配合不會(huì)帶來大范圍的強(qiáng)降水。究其原因,我們發(fā)現(xiàn)冷渦中的空氣柱處于上冷下暖的不穩(wěn)定狀態(tài),由于東北冷渦高空溫度比較低,當(dāng)?shù)蛯佑屑訜釙r(shí) (如暖平流、太陽輻射)則會(huì)導(dǎo)致層結(jié)不穩(wěn)定,所以這個(gè)小鬼本身脾氣也很暴躁,常常發(fā)生強(qiáng)對(duì)流,產(chǎn)生冰雹、雷暴、局地暴雨等天氣。常年統(tǒng)計(jì)表明,東北的雷暴日數(shù)由冷渦引發(fā)的最多,64%的颮線與冷渦過程有關(guān),冷渦降雹占東北總降雹日數(shù)近一半。東北冷渦在與北上的熱帶系統(tǒng)相交戰(zhàn)時(shí),勢利不敵時(shí)就會(huì)誘發(fā)中尺度對(duì)流系統(tǒng)前來助陣,由于對(duì)流系統(tǒng)尺度小,其突發(fā)性、連續(xù)性、降水量級(jí)、落區(qū)預(yù)報(bào)的高難度性是東北其他任何天氣系統(tǒng)不可比擬的。
維持時(shí)賴著不走 低溫陣雨沒商量
東北冷渦這個(gè)“小鬼”又很調(diào)皮,在其冷性氣柱呈逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的過程中,會(huì)甩出一股股冷空氣來,冷暖交綏就會(huì)產(chǎn)生降水。有時(shí)候冷渦這個(gè)“小鬼”也會(huì)耍賴皮,一直賴著不走,它就像個(gè)鍋蓋一樣籠罩著一片地區(qū),時(shí)而3~5天,時(shí)而賴著在東北達(dá)到10余天,帶來連續(xù)數(shù)日的低溫陰雨天氣。例如,2012年6月這個(gè)小淘氣似乎“戀”上了東北,一個(gè)月有21天徘徊在東北地區(qū),導(dǎo)致吉林省連續(xù)多次對(duì)流性天氣和陣性降雨天氣。東北冷渦在東北地區(qū)的頻發(fā)性、持續(xù)性決定了它對(duì)東北地區(qū)天氣氣候的重大影響。從行星尺度講,東北夏季70%的低溫時(shí)段是由冷渦造成的,近40%的東北冷渦能夠產(chǎn)生連陰雨天氣。他的慢性子,也就是準(zhǔn)靜止性,導(dǎo)致的低溫會(huì)影響水稻、高粱、玉米、大豆等作物春播或幼苗的發(fā)育生長,甚至不能正常生長或推遲生育期。8月農(nóng)作物正處在灌漿乳熟干物質(zhì)積累階段,低溫易造成籽粒不飽滿或空殼而減產(chǎn)。
消散時(shí) 有點(diǎn)賭氣必須搞點(diǎn)小破壞
受阻塞高壓東移的影響,冷渦的小伙伴們也會(huì)接連不斷的東移,來東北侵占他的地盤,而這樣這個(gè)淘氣鬼就會(huì)坍塌、解體,但是由于暖空氣被攪亂了,所以他走得就很不甘心,一般都會(huì)陣雨、小雨下幾天,以示自己的留戀和委屈。當(dāng)然有時(shí)候如果這個(gè)冷渦非常強(qiáng),出了東北他就會(huì)一路凱歌繼續(xù)南下、東進(jìn),去折騰朝鮮半島和日本的人民。2008年3月24日至28日,東北冷渦造成了遼寧連續(xù)5天的連續(xù)性小雨或雨夾雪天氣,冷渦影響期間遼寧全省平均氣溫為4℃,較前期下降了2.4℃。2009年為夏季東北冷渦活動(dòng)異常偏多年,達(dá)52天。2010年,吉林省和遼寧省持續(xù)出現(xiàn)強(qiáng)降雨過程,在先后出現(xiàn)的10次強(qiáng)降雨過程中,有7次與正在消退的冷渦有關(guān)。
一生里“氣候效應(yīng)”功力大 華南長江流域受威脅
東北冷渦這個(gè)小鬼的存在具有明顯的季節(jié)變化,主要集中在夏季。研究發(fā)現(xiàn),梅雨期和華南前汛期的降水量和東北冷渦這個(gè)“小淘氣”竟然存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。因?yàn)樵跂|北冷渦強(qiáng)年,“小鬼”冷渦引導(dǎo)北方 “干冷”空氣南侵,與低層強(qiáng)盛西南暖濕氣流在梅雨區(qū)北緣交戰(zhàn),形成 “上干下濕”的不穩(wěn)定層結(jié),在上升運(yùn)動(dòng)的觸發(fā)下,導(dǎo)致梅雨量偏多,而東北冷渦弱年情況正好相反。所以,東北冷渦這個(gè)小鬼可謂“氣候效應(yīng)”顯著,功力深厚。這種 “氣候效應(yīng)”既影響東北地區(qū)對(duì)流層低層的月平均氣溫,也影響東亞地區(qū)梅雨,乃至華南地區(qū)降水。在華南前汛期,東北冷渦強(qiáng)度與華南降水存在顯著的正相關(guān),東北冷渦強(qiáng)年,前期東亞冬季風(fēng)偏弱,同期東亞夏季風(fēng)異常爆發(fā)提前且偏強(qiáng),西太平洋副熱帶高壓位置偏南,華南地區(qū)低層上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展,降水偏多;反之亦然。
這就是東北冷渦這個(gè)“淘氣鬼“的一生,雖然他脾氣暴躁易怒,雖然他沒有團(tuán)隊(duì)精神,雖然他喜歡拉攏中尺度對(duì)流系統(tǒng)一起上陣,但是無論如何我們都不能否認(rèn)他是東亞重要的天氣系統(tǒng)。因?yàn)闁|北冷渦是大尺度環(huán)流形勢在東北地區(qū)特定條件下的產(chǎn)物,他的形成、滯留和填塞對(duì)大氣環(huán)流起著非常重要的反饋?zhàn)饔谩?/span>