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寒潮带来大暴雪,背后究竟是哪种天气系统在作怪?

寒潮带来大暴雪,背后究竟是哪种天气系统在作怪?

今年下半年第一次寒潮以“大哥”之势汹汹而来,东移南下时迎头撞上暖湿空气,结果被暖空气踏“哥”而行一路北上,冷暖纠缠出一场典型的“温带气旋”暴风雪天气。

听下面这首歌,或许能在面对暴风雪时多一分淡定:“寒风萧萧 飞雪飘零 长路漫漫 踏歌而行 。。。。。。”

一、强势南下的寒潮冷空气——冻麻了的北方人

昨天以来北方大部气温剧降,狂风劲吹:

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上图粉色代表8级以上瞬时阵风观测事件,橙色10级以上,黑色接近12级,这影响范围可比台风大多了,局地点上瞬时风力也毫不逊色。

这狂风劲吹的结果就是降温:

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北京平原地区的气温只有3℃左右:

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今天早上顶风骑车可给我冻麻了。

二、寒潮下的暴风雪

北京虽然冻麻了,但比起内蒙还差了很多,不光降温幅度和最低温度被碾压,而且昨天以来内蒙古的锡盟、赤峰和通辽这些地方还下了大到暴雪:

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上图紫色的区域是雨转雪的区域,虽然总降水量大,但是降雪量暂时还不多以雨和雨夹雪为主,论总降水量当然还是南边的雨大,毕竟暴雪10毫米的量如果下成雨也就是个中雨量级。

网上应该有很多风雪照片了,这里介绍几张气象观测场里的观测设备:

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天气现象仪:赤峰站6日08时天顶拍照图

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雪深仪:赤峰站6日08时积雪状况

三、造成暴风雪的天气系统——温带气旋

造成这一场暴风雪的天气系统,与大家经常能听说的北美暴风雪是一样的,叫做温带气旋(有叫冬季风暴的),不过在大陆的温带气旋强度一般要比北美和欧洲的弱不少。在卫星云图上是这个样子:

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2023年11月6日11时风云4A可见光图像

同为气旋,温带气旋的云系与热带气旋(台风、飓风)围绕中心浑圆的云系大不相同,常一半有云一半无。叠上等压线图来看看:

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2023年11月6日11时风云4A可见光图像及08时海平面气压

因为温带气旋是冷暖空气交汇的结果——太极阴阳,而最典型的热带气旋是在单一暖湿的热带气团中产生——有阳无阴。当然了台风也有太极阴阳型的,前文提到过,大陆南海的秋台风、以及台风绕过副高进入西风带后变性的时候都是。

四、温带气旋冷暖气流的立体交汇——暖空气踏“哥”而行

实际上,上图只是给出了温带气旋的冷暖相交的最简单二维平面图像的一部分,三维的全貌要复杂得多。下面简单介绍下三维图像中的最重要的暖湿上升气流部分——形成暴雪的关键。

让我们回顾温带气旋是形成发展的:5日早上08时寒潮自西北东移南下,西南暖湿气流向大陆北方狂飙,气旋就这样被“搓”出来了。

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2023年11月5日08时约1500米高度的低空风

配合温度和湿度场让我们知道这是大陆干冷空气与海洋暖湿空气的交锋:

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11月5日08时约1500米高度的气温(左)和风场、大气总水汽含量(右)

随着寒潮向东南、暖湿气流向东北,交汇加剧、气旋发展也东移,到5日20时,其中心从河南来到了辽宁,如下图:

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2023年11月5日20时约1500米高度的低空风

如果我们把视野从低空向上扩展到3公里、5公里、10公里的中高空我们会看到,这个旋转中心其实是在向着西北,也就是冷区一侧倾斜和变化的:

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2023年11月5日20时约3000米高度的风

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2023年11月5日20时约5000米高度的中空风

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2023年11月5日20时约10000米高度的高空风

完整的气旋结构只在低层,在高层就表现为高空冷涡了,而暖空气卷进气旋中心是会向上走的,概念图如下:

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上图用不同颜色代表了北上暖湿气流的不同爬升高度,也描绘了其旋转和高层向东流出,在来到气旋中心附近之前斜升的很缓慢,如果没有对流条件就不会有很强的降水甚至没有云,来到气旋中心附近后陡然升高,上升运动强烈,云层厚实,降水量就大起来,加上下边又脚踩冷空气(踏“哥”而行)温度比较低,所以落地表现为雪,这样暴雪天气就出来了。可以配合云图再来体会一下这支上升气流以及相关云系。

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最后,请大家密切关注气象台的天气预报和相关防范解读,大风寒潮暴风雪真不是闹着玩的。

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寒潮天气示意图

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