想要“冻”真格还须翻“三山”
来源:中国气象报社   发布时间:2021-02-03
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  壹:天山

  第一道地形屏障,一字排开绵延上千公里,平均海拔有三千米。

  冷空气在前进过程中,往往会遇到山地的阻挡,在北方影响最大的莫属天山山脉;在南方,无疑是武夷山-南岭-乌蒙山。

  影响我国的冷空气,其大本营通常是在西伯利亚,因此大多数的冷空气,进入我国的第一站常常是新疆。一举将准噶尔盆地和塔里木盆地分开的天山山脉,也成为冷空气遇到的第一道地形屏障。

  天山山脉,大致东西走向,一字排开绵延上千公里,平均海拔有3000米。冷空气到了这里,可以说是犯了愁。这就像是古代打仗,遇上了长城,过不去,怎么办?两种战术,一种是小分队寻找天山薄弱缺口实施突击;一种是主力大部队迂回绕行,继续往东走,一部分沿新疆东部、甘肃西部东移南下,另一部分拐弯回流进入塔里木盆地。

  第一种方案的突破口,也就是天山山脉的缺口,主要有两个,一个在乌鲁木齐和吐鲁番之间,经过达坂城,进入天山以南;另一个从七角井(十三间房)冲进塔里木盆地。由于地形缺口非常狭窄,这里形成了“狭管效应”,使得风速显著加大,叠加冷空气翻过山脉以居高临下之势加速下坡,使得新疆达坂城附近形成三十里风区、七角井附近形成百里风区。

  上述两个大风区,阵风超8级是家常便饭,甚至可以超过12级,十三间房的极大风速纪录达到过15级(2006年4月10日,50.8米/秒),堪比强台风的风力。如此强劲的大风也曾经把汽车、火车吹翻。为确保安全,710公里长的兰新高铁新疆段,专门修筑了462公里的防风墙,可以经受12级大风的考验,保证高铁行驶安全,使得百里风区的列车停运天数减少到10天左右。

  天山山脉在冷空气推进中,不仅影响了风的分布,也使得天山南北两侧降水差异很大。北麓处于迎风坡,在地形抬升作用下,冷空气中自带的水汽抬升凝结,形成雨雪,伊犁河谷-乌鲁木齐一带,也成为了新疆降水相对丰沛的地方,乌鲁木齐年降水量在300毫米左右。而在背风坡,吐鲁番盆地的托克逊,年降水不到30毫米,南北两侧相差10倍多。

  贰:武夷山-南岭-乌蒙山

  当冷空气跋涉至此,正所谓强弩之末,不能穿鲁缟。

  北方地形对冷空气影响最大的山脉是天山,在南方,对冷空气推进影响最大的当属福建江西交界的武夷山,湖南江西和广东广西交界一带的南岭,以及云南贵州交界一带的乌蒙山。在冬季,冷空气往往推进到这里,就被挡住,如果此时暖空气凭借地形优势和冷空气长时间对峙,互不相让,就会形成华南准静止锋和云贵准静止锋。处于冷气团一侧的江西湖南贵州和暖气团一侧的福建广东广西云南,会形成明显的温度差。

  有人会说,武夷山、南岭、乌蒙山没有天山那么高大,天山既然都能突破,为何冷空气到这里能被阻拦?相对于在北方前进过程中的势如破竹,冷空气到了南方,不像之前的兵强马壮,有些“人困马乏”,正所谓强弩之末不能穿鲁缟。

  因为在长途奔袭中,冷空气逐渐四散铺开。就像是泼出去一盆水,扩散开来以后,就变成浅浅的一层。冷空气的厚度相比在北方时,变得浅薄,就像打仗,几经征战,人马损耗,实力就不如之前。

  而且到了南方,高空槽的向南引导作用也变弱,向南的冲劲少了,冷空气更多靠着惯性向南推进。因此遇到武夷山、南岭、乌蒙山,普通强度的冷空气还真就被挡住了。既然翻不过去,能不能绕过去?也不容易,因为上述山地,形成了一个半圆弧形,如同一个口袋一样,普通的冷空气进来后,动弹不得,除非本身实力很强或之后有补充,才可能翻过山地。

  可能有人问,一般采用什么指标来判定冷空气是否能翻过上述山地呢?重点看海平面气压场。当1020百帕线翻过武夷山-南岭-乌蒙山,就像是水位超过了堤坝高度,那就意味着冷空气翻山成功。接下来,就该是云南、广西、广东、福建出现明显降温了。

  比如2020年12月底的寒潮过程。12月29日白天冷空气暂时受阻于南岭,13时,南岭南边的广东乳源25.1℃,南岭北侧的湖南郴州7.5℃,两地相距115公里,温差17.6℃。但第二天,寒潮就成功翻过了南岭,30日13时乳源气温降至7.4℃,和前一天的郴州相当。

  云南贵州交界一带,也经常看到巨大的温差。2020年12月17日15时,云南沾益20.7℃,贵州盘县零下1.1℃,相距65公里差21.8℃。(备注:云南经常处于暖区,昆明很温暖,1月平均最高气温15.9℃,而贵阳为8.4℃,冷暖差异大)冬季这里也经常是我国温度梯度(落差)最大的地方。由于冷暖空气的拉锯,云贵静止锋的东西摆动,可能导致一个地方的气温动辄就是10℃以上的大起大落。比如,云南富源,2021年1月1日-5日每天14时的气温(℃):0.1~15.4~2.1~16.0~3.3。气温如蹦极。

  南岭也不是铁板一块,同样是有些缺口的。广西北部就容易被冷空气突破,导致冬季广西的气温,一般会低于同纬度的广东。而针对武夷山地形,冷空气也可以采用迂回包抄战术突破。正所谓明修栈道暗渡陈仓——冷空气一边在江西和福建交界努力囤积,而另一路从地势相对平坦的浙江沿海南下,从福建北部福鼎-宁德-福州沿海进入福建内陆,从福建东西两侧向福建中部会师,这样的形态,就会形成人字形的锋面,这就是地形导致的武夷锢囚锋。

  叁:青藏高原

  躲避寒潮的温暖“”港湾”

  除了上述山地对冷空气前进的阻挡,还有就是青藏高原的巨大地形阻挡。2020年12月以来,12月12日-15日、12月28日-31日,2021年1月6日-1月8日、1月14日-17日寒潮接连来袭,但高原受到的影响不大,尤其是拉萨,持续偏暖。因为冷空气难以爬上高原。云南西部地区也类似,从贵州一带翻过乌蒙山的冷空气,继续向东“逆行上坡”,很难抵达云南西部。所以,从去年12月以来的平均气温距平看,高原地区成为了寒潮的“避风港”——别人被冻哭,高原暖洋洋。

  青藏高原、乌蒙山、南岭、武夷山,不仅对冷空气的行进有影响,也会影响到冬季南方的雨雪分布。由于西风带遇到青藏高原的大地形分流,就像是江水遇到了巨大的桥墩,从两侧绕流,经过高原南侧的一支,就形成了南支槽。南支槽会把孟加拉湾的暖湿空气向我国南方输送。而北方南下的冷空气,受阻于乌蒙山-南岭—武夷山,在四川盆地、贵州到江南一带的地面-低空形成冷空气层——专业说法叫冷垫,可以想象为冷空气铺了一层地毯。孟加拉湾来的暖湿空气,就在这个冷空气的“地毯”上滑升,容易形成较长时间、较大范围的阴雨(雪)天气。

  由于四川盆地和贵州地处西南,距离孟加拉湾相对更近,这里冬季的阴雨往往特别多,光照格外少。常年1月,重庆和周边一带,成为我国日照最少的地方,重庆常年1月平均每天只有40分钟左右的日照。所以川渝地区有首民歌,《太阳出来喜洋洋》。还有个成语叫蜀犬吠日——川渝一带,古代为蜀地,这里的狗很少见太阳,因此看到天空中不明发光体,一阵狂叫。尽管是夸张的修辞手法,但可见当地冬季晴天很难得。类似的成语,还有粤犬吠雪。因为南岭的阻挡,广东冬季气温较高,下雪也不容易,同样少见。

  此外,地形对冷空气的阻挡,不仅仅局限于我国。在越南和老挝之间的长山山脉,也往往会起到阻挡作用,冷空气推进到两国交界的山地就走不动了,冷空气锋面云系的边界和两国的国界线几乎完全重合,这也是地形阻挡冷空气的一个很好的例证!

  总之,空气和水相似,都是流体。遇到物体的阻挡时,大多是绕过去。绕不过去,就堆积起来。当囤积到一定程度足以“漫过去”时,就可以继续前进。

  (作者:信欣 责任编辑:王美丽)

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