所謂的“鋒前增溫”某種意義上是一個關于“冷空氣前鋒”的有趣誤會，換一個角度而言本該是“鋒后增溫”；以這個“誤會”作為前提探究原因導致了無解，進而被“強行解釋”成反物理的錯誤；這個錯誤流傳之廣以至于成為“標準答案”，必須被糾正。

一、北風呼呼的吹，氣溫嗖嗖的漲——再談所謂“鋒前增溫”現象

昨晚北京北風大作，我就知道今天早上的24小時變溫會是紅彤彤一片，果不其然：

這就是所謂“鋒前增溫”現象。如果你在網上尋找答案，基本都是這樣的：“在冷空氣到來之前，處在冷鋒前部的區域一般是被暖氣團所控制，隨著冷鋒逼近，冷空氣把原來占主導地位的暖氣團迅速擠壓到狹窄區域聚集增溫”——錯！大錯特錯！

很遺憾，這個想當然的解釋，其根源應該是來自業內人士，是對“壓縮增溫”這一物理現象的錯誤運用，正確的理解簡單來說分兩步：

1、升溫確實是因為空氣壓縮增溫，但不是暖空氣被冷空氣擠壓，而是冷空氣自己壓縮；

2、空氣的壓縮是下沉運動導致的，不是水平擠壓：只有高海拔的低氣壓大氣下到低海拔的高氣壓區域才會被壓縮，而冷空氣與暖空氣都是沒有剛體邊界的氣體，冷暖空氣及其間氣壓差其實都極小，那個錯誤想象出來的冷擠壓暖是不存在的，退一步說就算有也是小到可以忽略不計的。大氣的宏觀水平運動也就是風，被視為不可壓縮（空氣的爆炸、雷電、聲波等微尺度運動是可壓縮的）。

至于冷空氣為什么會下沉，這個問題過于復雜和專業，為了聚焦，此處不多說，只要記住：在初期，風越大，越有利于上層空氣下沉就行了，所以冷空氣的升溫總是與大風來臨相伴，自然了，既然是西北大風，當然不在代表暖空氣的南風里：

上面24小時的升溫值從宏觀上展示了增溫現象，但其實并不準確，下圖給出的溫度和濕度變化曲線才是冷空氣降溫的直接觀測，時間與上圖大范圍西北強風在北京平原地區刮起的時間是吻合的。

12月5日08時至6日08時北京站溫度和露點溫度變化曲線

（籃框內為5日22時至24時區間）

關于冷空氣造成升溫的現象和解釋，兩年前的今天我曾有詳細的文章（《》）介紹，不再多重復，下面談談為什么專業人士也會搞錯的問題。

二、氣象學是一個天坑：只適合有膽子和無知的人跳

為什么專業人士也會搞錯？根源在于天氣現象的復雜性和大氣科學研究認識的“近似性”。氣象中有太多的事情是我們并不清楚的，認識和學習是一個變化的過程。

事實大白話很殘酷：很多時候很多地方“磚家”也沒搞懂——這個當然也包括我自己！

殘酷嗎？比這個更殘酷的是：這玩意其實是永遠也搞不懂（你想要的那種懂）的！或者說這玩意其實已經搞懂了：它永遠只能是近似和不確定的，它的真理有前提，是相對的。

下面我嘗試用最簡單的話來說這個最根本的原因：

大氣受物理規律制約，物理規律本來很清晰很簡單，但問題是大氣是無數相互位置和物理屬性都不停變化的氣體分子組成的流體，這就麻煩了，因為可以有無窮種時空大小且變化的組合體和運動（我們把它叫做不同尺度），不同尺度的組合體作為整體的物理變化規律是不一樣的。

比如說聲音振動和雷電擊穿空氣這樣的微尺度組合，那是要考慮壓縮效果的，但其空氣分子的運動我們氣象基本是不考慮的，太微小了，至于地球旋轉的影響就更微不足道；但空氣流動（刮風）這樣的尺度，空氣壓縮在水平方向上就不考慮了，空氣分子的運動是考慮的核心，如果小范圍的運動地球旋轉影響還很小，但千公里的大氣流動，地球旋轉就起到至關重要的作用了。

問題來了，誰影響了你身邊的氣溫？不是哪一個尺度，是所有尺度！

對這些不同尺度組合體的空氣運動，大氣科學的很多研究成果和科學認知，其實有作為前提條件的假設，應用的時候又有作為有效性的近似。天氣現象背后的原因，是很多這些認知的綜合。

可以想象了么？假設+近似+很多假設與近似的組合=無窮的坑。

我們“氣象專家”是真正的磚家：一生都在搬這科學認知的磚。職業生涯就是不斷從一個坑跳到另一個坑的歷史，有的坑甚至一生也沒出來（沒搞懂），沒跳出來也就罷了，還有可能根本就不知道自己在坑里（以為搞懂了其實未必），何其悲呼！

氣象學是天坑，只適合有膽子和無知的人跳，我是后者。

三、影響氣溫變化的幾大主要物理原因

影響氣溫變化的物理原因可以從內外熱量變化兩方面來認識。內，就是不考慮外部加熱因素，只考慮自身運動會產生的熱變化（能量形勢會轉移，熱能可以由其它能量轉換），這叫“絕熱變化”；外就是外部加熱或者對外部加熱，這叫做“非絕熱加熱”，其實非絕熱加熱中還有即內又外的因子，潛熱轉換。算了，還是

簡單來說吧，造成氣溫變化有四個主要物理原因，從理解的易到難分別是：

1、冷（暖）空氣：最容易理解的冷空氣來降溫暖空氣來升溫，這叫做冷暖平流。

2、晝夜溫差：這個也很容易理解，但稍微復雜，因為不再是平流的單一考慮，而是收支的雙方博弈。收：太陽照射得到熱量；支：地表向寒冷外太空放射熱量。晴天：白天收大于支，夜晚無收入純支出，晝夜溫差大，晝暖夜冷。陰天有云：白天收減小，支也減小，晝夜溫差小。

3、水的影響：空氣中的水汽，在人類生活的地面可以有固態、液態、氣態三種相態，所以轉換頻繁，轉換的時候就伴隨著潛熱的吸收和釋放。融化、蒸發的過程需要吸收環境熱量導致環境冷，反過來凝結和凍結的過程會釋放出潛熱加熱環境。“下雪不冷化雪冷”，就是固態轉液態吸收了空氣潛熱導致氣溫下降的體現，雷暴雨很冷也有這個因素，是下落過程冰雪融化和雨滴蒸發共同的作用。

4、壓縮升溫膨脹降溫：這個最難，既有跟常識相關的部分（熱脹冷縮的反向），又不被認知。大家都知道物體會熱脹冷縮，尤其對于氣體變化程度更大。但熱脹冷縮之后會發生什么呢？很簡單，自然規律：一個原因導致了結果那么這個結果就會消減原因。也就是一個氣塊熱了會膨脹，膨脹之后溫度就下降了，如果不是：熱脹了，脹了還熱？那這世界就不存在了。

在大氣層中，由于空氣重力的累積，越往高空壓力越小，越接近地面壓力越大，由于大氣沒有水平剛體邊界，所以水平方向接近等壓。所以空氣上升必然膨脹，下沉空氣必然壓縮，空氣水平流動沒有壓縮膨脹。

要點來了：冷氣團的到來除了提供冷平流之外，某些情況下還會伴隨空氣的下沉運動。

對于我們討論的鋒前增溫過程，上述第3種潛熱因素，在地面沒有降水的背景下沒有影響，第2種晝夜溫差的影響主要是輻射作用體現，也可以不考慮。所以只剩下了1和4。很遺憾，4因為比較難，比較隱蔽所以容易被忽視，于是都只盯著1了，然而這就過于簡單了。

簡單當然是必要的：冷空氣來了，天要變涼了。這就是公眾天氣認知，但是如果想刨根問底兒找原因，那么上面這四種物理原因在不同地理環境下不同的時間可以組合出各種現象和答案，復雜到出現反常識現象“冷空氣升溫”，復雜到我們氣象科學從業者也常常會犯錯誤。

四、“鋒前增溫”實在“鋒后”

鋒：天氣學上定義為物理要素（風、溫度、濕度、氣壓等等）不連續分布的邊界區域（也就是變化大的區域），比如弱風區和強風區的交界，高溫區和低溫區的交界，高濕區和低濕區的交界等。它們經常一體，自然了，它可以作為劃分不同性質氣團交界面的特征，這就是我們常說的鋒面。鋒面往暖區跑就是冷鋒，往冷區跑就是暖鋒，不怎么動就是靜止鋒。

這看起來很簡單：假如有冷鋒，那冷的一側就在后面肯定就是冷空氣唄。所以增溫的一側肯定就是在冷鋒的前面了唄，所以這就是鋒前增溫了。

但問題就在于老天爺一點都不簡單：當冷氣團前沿的下沉壓縮增溫貢獻大于冷平流的降溫貢獻時，氣溫就會不降反升。

這在華北大地是常見現象，尤其是疊加了第二階梯地形下到平原之后的諸多原因（焚風只是其一）之后。

問題的根源來自“鋒面”的定義，這是人類一百多年前的認知，來自沒有垂直觀測的年代，來自歐洲中高緯那樣的地理環境（所謂挪威學派），是一種對于大尺度大氣水平運動的近似認知。它的很多知識點有它誕生的時代背景局限，更適合誕生的地理背景下的大尺度水平運動，就好像牛頓運動定律只在宏觀物理世界有效一樣。當情況復雜時它的局限就出來了，就好像進入微觀高速世界需要應用相對論而不是牛頓運動定律一樣。

比如說：上面那些經典的氣團和鋒面理論中，代表冷暖空氣邊界的鋒面溫度和風基本是一體的，邊界也是一致的。但在冷空氣超級大范圍超級厚實的西伯利亞，在冷空氣來到大地形西高東低的東亞的時候，在它們白天過蒙古高原夜晚下華北東北平原的情況下。很多東西變了，風還是冷空氣的西北風，但因為下沉增溫在地面它氣溫升高了，不冷了，風和溫度一起度量的鋒面產生了矛盾，何去何從？

依照溫度定義，冷鋒只好退到了氣溫沒升的地方，于是增溫就變成鋒前了。鋒前？讓我們看看錯誤認知是如何被這個已經不適應的定義帶歪的吧：1，鋒前的暖平流大多數時候都很微弱，解釋不了這個巨量升溫；2，升溫又經常都在后半夜木有太陽啊，也沒有凝結凍結現象或者說微不足道，2、3的非絕熱加熱肯定解釋不了；4，只可能是絕熱加熱項——壓縮增溫了，鋒前暖區是沒法對應下沉運動的，怎么辦。。。咦！冷空氣沖過來了啊，暖空氣肯定被擠了——想當然，錯誤就此誕生。

可惜了，錯在臨門一腳。根源就是死抱著“溫度暖的一邊一定是暖氣團”這個看似無比正確而其實不一定的觀點上，把自己束縛住了。前提已錯，結論自然難對。

看到這里如果還不能理解，還質疑鋒前鋒后的問題，那么。

五、再給點宏觀證據：

很宏觀很大尺度的，不可能錯的氣團證據。

昨晚到今晨，華北的大范圍升溫區域究竟在鋒前還是鋒后的，其實是一目了然的，地面因為受到下沉運動溫度影響過于復雜，有時候不能真正反映冷平流（冷空氣），用850hPa等壓面要素看得會更清楚些。下面就是對850hPa等壓面的實際觀測和計算。

這個問題很重要，它不僅僅是“鋒前增溫”問題，而是牽涉到如何理解全部的氣溫升降問題，自然也與高溫相關，只要人們想知道“冷暖的為什么”，這個知識點都是繞不過去的，故而即便其專業，也只能不厭其煩寫它。兩年前說過這個問題，兩年后網上依然幾乎找不到正確認知，慢慢來吧。