“歷史同期罕見”“北京近十年最強”,首席預報員直呼“從業以來首次經歷”……“暴走”的華北大風已刮上熱搜,對南京也造成了不小影響。南信大大氣科學學院災害性天氣分析與預報方向的曹潔教授,應邀從科學視角拆解這個自然界的“超級大風扇”。
揚子晚報/紫牛新聞記者 楊甜子
1、歷史罕見的大風到底有多大?與歷史同期相比,處于什么水平?
曹潔介紹,每年4月,華北、江淮很少出現超過12級的大風。此次大風,349個國家級氣象站4月12日的風力突破了當地4月同期的歷史極值。北京市氣象臺發布近10年首個大風橙色預警,足見其罕見程度。
與歷史同期相比,這次大風的極端性主要體現在三個方面:
一是風力等級強。北方多地出現9~11級陣風,局部地區甚至超過14級,這樣的風力在內陸地區實屬罕見,相當于在北方內陸瞬時出現了與臺風同等級的大風。
二是影響范圍廣。冷空氣“一瀉千里”,裹挾沙塵,自北向南影響我國自內蒙古到華南地區,幾乎席卷了大半個中國。此外,冷暖空氣對峙導致內蒙古和東北出現強烈的暴風雪天氣。
三是持續時間長。強冷空氣南下的寒潮天氣一般影響1~2天。然而,這次大風受西北氣流源源不斷的“充能”,導致我國北方地區大風從4月11日一直持續到14日。
2、同樣是渦旋,極端大風現象中北方的冷渦與臺風有什么不同?
“別看它們表面相似,其實內里大有不同!”曹潔教授說,從科學性上看,雖然都是快速旋轉的天氣系統,但二者的熱力結構和生成機制完全不同。北方的渦旋系統屬溫帶氣旋,又稱鋒面氣旋,常伴隨著冷暖空氣交匯形成的鋒面,為冷心結構,平均直徑有1000公里,十足“高冷”。而臺風屬熱帶氣旋,在海上誕生,有著深厚的暖心結構,水平尺度更小。
從極端性上看,除個別狠角色如“炸彈氣旋”外,溫帶氣旋的平均強度和生命史通常弱于臺風。臺風是中心風力超過12級的熱帶氣旋,生命周期可達數十天,遇到強臺風或超強臺風,更加不好惹。
從切身感受上看,此次華北大風與臺風風力等級持平的是陣風風力,而此次大風的8級左右平均風力可以近似理解為瞬間出現的超13級大風與持續的5級風取平均值,這些都與臺風中心附近較長時間、較大范圍穩定維持12級左右大風,完全不同。
3、華北極端大風形成的主要因素有哪些? 具體機制是怎樣的?
專家表示,這場極端大風的形成是多重因素共同作用的結果。春季本就是大氣環流調整的時期,冷暖空氣頻繁交鋒。此次大風開始前,西伯利亞地區已積聚大量冷空氣,而我國自3月以來地面溫度持續偏高,冷暖氣流“針鋒相對”,形成強烈的氣壓梯度力,在較大范圍觸發平均風力超過8級的北風。
此外,午后太陽輻射強,高低空之間發生強烈熱量和動量交換,形成上升和下沉氣流的湍流,而高空存在的強風與低空之間出現的摩擦力,對下沉氣流而言相當于推力,帶動它們加速,即“高空風動量下傳”,從而在地面形成超過9級的陣風,風向紊亂、持續時間短,危害極大。
地形、城市等復雜下墊面對大風也有明顯的影響。不過,對于寒潮冷空氣大風這個“噸位”的極端大風,南京周圍山地的空間尺度較小,對風速影響較小。
4、本次大風會造成哪些連鎖的天氣現象? 大風過后氣溫會回暖嗎?
華北遭受極端大風影響,強風裹挾沙塵形成沙塵暴,一路南下;北方冷暖氣團相遇產生暴雪;南方因不穩定能量積聚,出現雷暴大風、冰雹等強對流天氣。隨著大風過程逐漸結束,各地氣溫將呈現不同變化趨勢:北方地區由于冷空氣持續影響,氣溫回升較慢;南方地區則會快速回暖,但仍需警惕強對流天氣的突襲。
5、近年來華北極端大風事件是否增多? 與全球變暖之間存在關聯嗎?
有研究表明,極端寒潮隨全球變暖而增多、變強。許多人好奇,華北極端大風事件是否變更多?相反,華北冬春季8級以上大風日數呈減小趨勢。
南京信息工程大學和北京市氣象臺近年一項合作研究,使用我國氣象臺觀測數據(黑線)和世界通用的再分析數據(紅線),均顯示:1979~2019年冬春季北京市8級以上大風天的日數,呈現明顯下降趨勢。統計結果說明每年冬春季出現大風頻次降低,但不能說明風力等級也會減弱,即:華北超12級的極端大風不會跟著“退休”了。
來源:揚子晚報
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