冷空氣
簡介
【冷空氣】(cold air)全球各處空氣的溫度是不同的,在水平方向上和垂直方向上都有差別。冷空氣和暖空氣是從氣溫水平方向上的差別來定義的。我們可以在水平面上根據(jù)各點的溫度值繪制等溫線(連接相同溫度點的曲線,見附圖),這樣便分出了高溫區(qū)和低溫區(qū)。位于高溫區(qū)的空氣稱為暖空氣,位于低溫區(qū)的空氣稱為冷空氣,位于它們之間的區(qū)域稱為過渡區(qū)。如果過渡區(qū)中的等溫線十分密集,則稱此過渡區(qū)為鋒區(qū)或鋒。所以鋒區(qū)或鋒的較高溫一側(cè)是暖空氣,較低溫一側(cè)是冷空氣。
冷空氣強度
冷氣團多數(shù)在極地與西伯利亞大陸上形成,其范圍縱橫長達數(shù)千公里,厚度達幾公里到幾十公里。冷空氣過境會帶來雨、雪等,使溫度陡然下降。每次冷空氣入侵的強度不一樣,有強有弱,降溫幅度有多有少。冷空氣像潮水一樣涌動,受其影響范圍廣,可達到2千公里以上。由于移動的路徑不同,受影響的區(qū)域也不同。
根據(jù)強弱程度,我國將冷空氣分為五個等級:弱冷空氣、中等強度冷空氣、較強冷空氣、強冷空氣和寒潮。
弱冷空氣使某地的日最低氣溫48小時內(nèi)降溫幅度小于6℃的冷空氣。
中等強度冷空氣使某地的日最低氣溫48小時內(nèi)降溫幅度大于或等于6℃但小于8℃的冷空氣。
較強冷空氣使某地的日最低氣溫48小時內(nèi)降溫幅度大于或等于8℃,但未能使該地日最低氣溫下降到8℃或以下的冷空氣。
強冷空氣使某地的日最低氣溫48小時內(nèi)降溫幅度大于或等于8℃,而且使該地日最低氣溫下降到8℃或以下的冷空氣。
寒潮使某地的日最低氣溫24小時內(nèi)降溫幅度大于或等于8℃,或48小時內(nèi)降溫幅度大于或等于10℃,或72小時內(nèi)降溫幅度大于或等于12℃,而且使該地日最低氣溫下降到4℃或以下的冷空氣。
入侵我國冷空氣的源地
天氣預(yù)報中,常常提起“一股從西西伯利亞來的冷空氣前鋒今天上午達到新疆北部……”、“來自蒙古國的一股冷空氣進入我國內(nèi)蒙古東部至河套西部一帶,冷空氣將東移南下……”這樣一類言語。入侵我國冷空氣的產(chǎn)地在西西伯利亞還是在蒙古國?它的“老家”在哪里?
其實,遙遠的北冰洋、嚴(yán)寒的西伯利亞是冷空氣的發(fā)源地。冷空氣最初都來自北冰洋地區(qū),然后經(jīng)過西伯利亞地區(qū)得到加強。因為這些地區(qū)的緯度高,冬季黑夜漫長,白晝很短,日照時間非常少。在極地,甚至?xí)霈F(xiàn)極夜,太陽從不露臉蛋。因此,大地從太陽那里得到的熱量十分微弱;而夜間,地面卻向太空輻射損失許多熱量,近地層大氣隨著地面不斷冷卻,氣溫越來越低,冷空氣堆積在一起將變得越來越多。這一團溫度極低的冷空氣堆在西北氣流的引導(dǎo)下,將自北向南推進,影響蒙古國、我國的北方、我國東部或我國大部地區(qū)。
入侵我國的冷空氣路徑
根據(jù)資料統(tǒng)計,95%左右的冷空氣都要經(jīng)過西伯利亞中部(70°~90°E, 43°~65°N)地區(qū)并在那里積累加強。這個地區(qū)就稱為寒潮關(guān)鍵區(qū)。從關(guān)鍵區(qū)入侵我國主要有四條路徑:
(一)西北路(中路)冷空氣從關(guān)鍵區(qū)經(jīng)蒙古到達我國河套附近南下,直達長江中下游及江南地區(qū)。循這條路徑下來的冷空氣,在長江以北地區(qū)所產(chǎn)生的寒潮天氣以偏北大風(fēng)和降溫為主,到江南以后,則因南支鋒區(qū)波動活躍可能發(fā)展伴有雨雪天氣。
(二)東路冷空氣從關(guān)鍵區(qū)經(jīng)蒙古到我國華北北部,在冷空氣主力繼續(xù)東移的同時,低空的冷空氣折向西南,經(jīng)渤海侵入華北,再從黃河下游向南可達兩湖盆地。循這條路徑下來的冷空氣,常使渤海、黃海、黃河下游及長江下游出現(xiàn)東北大風(fēng),華北、華東出現(xiàn)回流,氣溫較低,并有連陰雨雪天氣。
(三)西路冷空氣從關(guān)鍵區(qū)經(jīng)新疆、青海、西藏高原東南側(cè)南下,對我國西北、西南及江南各地區(qū)影響較大,但降溫幅度不大,不過當(dāng)南支鋒區(qū)波動與北支鋒區(qū)波動同位相而疊加時,亦可以造成明顯的降溫。
(四)東路加西路 東路冷空氣從河套下游南下,西路冷空氣從青海東南下,兩股冷空氣常在黃土高原東側(cè),黃河、長江之間匯合,匯合時造成大范圍的雨雪天氣,接著兩股冷空氣合并南下,出現(xiàn)大風(fēng)和明顯降溫。
冷空氣與鋒面
在氣象學(xué)上,冷空氣和暖空氣交匯時會產(chǎn)生帶狀的界面,稱為「鋒面」。鋒面帶,短的數(shù)百公里,長的有幾千公里,由下而上逐漸隨高度變寬,并呈現(xiàn)傾斜狀態(tài),冷空氣位在下方,暖空氣位于上方,結(jié)構(gòu)正如圖所繪的樣子。
鋒面會隨冷暖空氣的移動而前進,由于移動情形的不同而分為冷鋒、暖鋒、滯留鋒、囚錮鋒四種,并造成四種不同類型的天氣型態(tài);在臺灣最常見的是冷鋒和滯留鋒。當(dāng)冷空氣推鋒面向暖空氣方向移動時,稱為「冷鋒」,這種鋒面過境,地面氣溫會降低變冷。冷鋒移動有快慢之分,跑得慢的冷鋒,暖空氣上升較慢平穩(wěn),而出現(xiàn)層狀云,降雨緩和;跑得快的冷鋒,暖空氣受冷空氣猛烈沖擊快速上升,造成濃厚的積雨云,這時地面就會下起雷電交加的大風(fēng)雨。
若暖空氣的勢力強過冷空氣,而鋒面向冷空氣方向運動,就形成「暖鋒」,會使經(jīng)過地區(qū)的氣溫增高。暖鋒的鋒面前方是一大片范圍廣闊的云雨區(qū),連綿數(shù)百公里,造成持續(xù)不斷的降雨,降雨型態(tài)是和冷鋒不同的。
冷鋒或暖鋒是在冷、暖空氣某一方勢力較強時發(fā)生的鋒面。但假使冷、暖空氣兩方勢均力敵,鋒面便無法迅速移動,而徘徊、停留于原地,造成冷鋒與暖鋒同時出現(xiàn)的云雨天氣。
冷空氣與降水
冷空氣入侵的主要影響是帶來降溫和大風(fēng),有時也會出現(xiàn)大范圍的雨雪天氣,這是冷、暖空氣交匯作用的結(jié)果。當(dāng)暖濕空氣的條件不好、環(huán)流條件不利時,冷空氣入侵也不一定會帶來降水天氣,因此,并不是冷空氣愈強,所產(chǎn)生的雨雪天氣也愈強。
冷空氣與寒潮、寒流
冷空氣 根據(jù)中國氣象局發(fā)布八個國家氣象新標(biāo)準(zhǔn),新發(fā)布的冷空氣等級標(biāo)準(zhǔn)表示,冷空氣是指使所經(jīng)地點氣溫下降的空氣。其劃分原則是受冷空氣影響的地區(qū),在一定時間段內(nèi)日最低氣溫下降的幅度以及日最低氣溫值兩個指標(biāo)。冷空氣等級共分5級。將冷空氣分為五個等級:弱冷空氣、中等強度冷空氣、較強冷空氣、強冷空氣和寒潮。
寒潮 寒潮是我國境內(nèi)常見的一種災(zāi)害性天氣,發(fā)生的次數(shù)較多,活動范圍廣大。寒潮,顧名思義是寒冷的空氣像潮水一樣奔流過來的意思,屬于空氣(冷空氣)流動的一種形式。但并不是說所有的冷空氣侵襲過來都叫寒潮,一般是冷空氣侵襲到某地以后,若能使那些地方的溫度在一天(24小時)內(nèi)降低10攝氏度以上,同時那一天的最低溫度又在5攝氏度以下時,我們才把這股冷空氣叫作寒潮。但因各地受地理環(huán)境和氣候條件影響,寒潮標(biāo)準(zhǔn)也不相同。由中央氣象臺2006年制定的我國冷空氣等級國家準(zhǔn)中規(guī)定寒潮的標(biāo)準(zhǔn)是:某一地區(qū)冷空氣過境后,氣溫24小時內(nèi)下降8℃以上,且最低氣溫下降到4℃以下;或48小時內(nèi)氣溫下降10℃以上,且最低氣溫下降到4℃以下;或72小時內(nèi)氣溫連續(xù)下降12℃以上,并且最低氣溫在4℃以下。寒潮一般都伴有大范圍的大風(fēng)天氣,大風(fēng)之后,嚴(yán)寒便接踵而至,會給漁農(nóng)、交通、建筑、花卉甚至人們的健康帶來危害,所以,寒潮來到之前氣象臺要發(fā)出寒潮警報。
寒流 寒流是指海洋里的海水從高緯度海區(qū)向低緯度海區(qū)的大規(guī)模流動現(xiàn)象,是屬于洋流(海水)流動的范疇。寒流雖然對沿海地區(qū)的氣候有一定影響,但寒流到底不是寒潮。當(dāng)寒潮或冷空氣南下時,人們會有一股股寒流入侵肌膚的感覺,大家通常把寒潮誤稱為寒流,其實是習(xí)慣性的語言錯誤。
冷空氣對農(nóng)業(yè)的影響
冷空氣來襲,要加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理,減輕大風(fēng)寒潮對農(nóng)業(yè)的影響。各地需做好溫室大棚的防風(fēng)加固工作;華北、黃淮、江淮等地要防范低溫霜凍、寒潮天氣對農(nóng)業(yè)的危害;新疆等地要抓緊時間搶收棉花,內(nèi)蒙古等牧區(qū)要做好牲畜的防風(fēng)防寒工作。
大棚設(shè)施、牧區(qū)放牧或轉(zhuǎn)場、交通運輸?shù)纫龊梅里L(fēng)或防雨(雪)工作,已成熟還未收獲的農(nóng)作物、水果等應(yīng)搶晴或嚴(yán)霜前及時收獲(采摘),防范露地和大棚蔬菜、瓜果等遭受低溫、霜雪危害。東北等地區(qū)應(yīng)充分利用農(nóng)田封凍前的有利時機,抓緊深松整地,為明年農(nóng)業(yè)豐收奠定基礎(chǔ);
冬麥區(qū)已播種、出苗(局部已分蘗)的冬小麥應(yīng)根據(jù)雨情、墑情、苗情等,加強田間管理,適時防治病蟲草害,以培育壯苗。西北地區(qū)東南部、華北地區(qū)中南部、黃淮等地的局部地區(qū)還未播種冬小麥的地塊應(yīng)抓緊騰茬、整地,施足底肥,搶墑或造墑及時播種,以確保冬前壯苗;
冷空氣對人體的影響
首先,強冷空氣能使空氣中濕度顯著降低,鼻咽粘膜因此而變得干燥,以致發(fā)生細(xì)小的皺裂,感冒病毒便可乘虛而入。與此同時,由于氣溫的下降,鼻咽部的局部溫度可降至32℃左右,這樣的溫度正適合粘膜裂口內(nèi)的病毒生長繁殖。再加上呼吸道受強冷空氣刺激,可引起局部血管收縮,使粘膜分泌的免疫球蛋白相應(yīng)減少,這就更為感冒病毒的入侵和繁殖提供了有利條件。
其二是強冷空氣襲擊前后的2-3天內(nèi),平均氣溫和最低氣溫驟然下降,人體的體溫調(diào)節(jié)功能對這種突如其來的寒冷刺激難以適應(yīng),如果不及時添衣服保暖,就特別容易受涼,引起機體抵抗力下降,給各種不同類型的感冒病毒入侵造成可乘之機。
另外,由于氣溫下降,支氣管粘膜上皮的纖毛活動減少,氣管排泄異物的功能減退,呼吸道上的細(xì)菌容易向下蔓延,使慢性氣管炎病多發(fā)或加重;肺炎雖是由病菌引起的傳染病,但它的發(fā)生、惡化也與冷空氣活動有關(guān)。
強冷空氣通過當(dāng)?shù)貢r,發(fā)病率和死亡率將會增加。嬰幼兒由于肺功能不強或不健全,當(dāng)天氣突變時,務(wù)必防御感染肺炎的危險;結(jié)核病患者也易在冷空氣通過之前15-20小時,到冷空氣過后7小時之間病情加重。
