#大气科学[超话]##科学科普#【冷涡科普】冷涡是指存在于中、高纬度地区对流层中、上层的冷性的闭合低压环流系统,全年各月季均可出现。 大型冷涡水平尺度可达1000km以上,系统深厚,在700百帕上开始明显,在500百帕上最清楚。它的形成多数是由于高空西风槽不断加深,最后槽的南部为暖空气切断所致。这种冷气团与母体分离的冷涡,就是切断低压。
云雨天气多在它的东南方。小型冷涡水平尺度约500km,厚度2-3km。如高原涡、西南涡、东北冷涡等。 春、夏季节出现在我国东北和蒙古地区的冷涡常给我国北方地区带来大风、冰雹、暴雨、雷电等强对流天气。由于它的影响范围大而且往往会持续数天,因此所造成的灾害特别严重。
高空冷涡可从数千米的对流层中部一直垂直伸展到10公里的高空,冷涡中的空气柱处于上冷下暖的不稳定状态。所以,常会产生阵雨、雷阵雨甚至雷雨大风或冰雹等不稳定天气,有时,强烈发展的冷涡也会造成较大范围的暴雨天气。由于冷涡后部(西侧)不断有小股冷空气南下,又因冷涡移动比较缓慢,因此,在受高空冷涡影响的区域内将造成连续数天的阵性降雨天气。
东亚地区的高空冷涡常形成于贝加尔湖附近,然后经蒙古国,我国内蒙古和东北地区缓慢东移,常根据其所处地理位置而称为蒙古冷涡、华北冷涡和东北冷涡等,其中以东北冷涡最为著名。
冷涡举例—东北冷涡:我国东北是北半球切断低压三大频发区(南欧、北美、东北亚)之一。东北冷涡作为东亚大气环流的重要天气系统,对东亚天气气候有重要影响,是造成东北地区低温冷害、持续阴雨洪涝、突发性强对流等灾害性天气的重要天气系统。同时,对我国华北、华中、华东的天气也有直接影响。
东北冷涡的老家在北纬35度-60度,东经115度-145度范围内,生成后也集中在东北地区及其附近上空活动。它是从地面到6000米上空的一个冷性气柱,在500百帕天气图上至少能分析出一条闭合等高线,并有冷中心或明显冷槽配合。这个冷性气柱呈逆时针方向且不断旋转,在它旋转的过程中,会有一股股冷空气被甩出来,产生降水。
由于东北冷涡是个深厚的天气系统,移动缓慢,维持时间比较长,其影响一般为3-5天,甚至更长。俗话说,东北冷涡性无常,在东北冷涡的影响下,可能出现低温、连阴雨、冰雹和雷雨大风等强对流天气,造成灾害。 东北冷涡一年四季都可能出现,但夏季出现的几率要明显大于冬季。东北冷涡活动的最大密集带从4月份开始逐渐向南移动,6月份达到最南端,冷涡也达到其活动的最强盛期。
东北冷涡的气候效应—梅雨期降水量和东北冷涡存在显著的相关关系,东北冷涡越强,梅雨量很可能偏多,东北冷涡越弱,梅雨量很可能偏少。因为在东北冷涡强年,冷涡能够引导北方干冷空气南侵,与低层强盛西南暖湿气流在梅雨区北缘交汇,形成上干下湿的不稳定层结,在上升运动的触发下,导致梅雨量偏多,而东北冷涡弱年情况正好相反。所以,频繁的东北冷涡活动具有显著的气候效应,这种气候效应既影响东北地区对流层低层的月平均气温,也影响东亚地区梅雨。
东北冷涡为何易导致局地暴雨? 由于冷涡是从对流层中高层延伸到低层的冷性涡旋,气团属性相对均一,若没有其他系统的配合不会带来大范围的强降水,但由于东北冷涡高空温度比较低,当低层有加热时(如暖平流、太阳辐射)则会导致层结不稳定,常常发生强对流,产生冰雹、雷暴、局地暴雨等天气。
另外,东北冷涡的准静止性,可使这类天气反复发生。 不均匀地形有利于中尺度系统的产生和发展:地形抬升、纬向次级环流和小股弱冷空气共同作用是大暴雨产生的重要原因。
特定的环流形势和充沛水汽条件能够产生区域性暴雨:虽然冷涡暴雨更多的表现为局地强对流天气,但是如果西太平洋副热带高压北进后,低纬天气系统对西风带低值系统降水产生加强作用,同时有充沛的水汽输送,则能够产生区域性大暴雨,冷涡长时间维持则可能出现大范围洪捞灾害。
