安全应急
秋冬季节中国最主要的天气其实就两种背景:冷空气天气和前冷空气天气。前冷空气天气中危害最大的就是大雾,有的大雾弥漫整天,更多的大雾只在后半夜到凌晨,这时赶路最好等日出后而不要“趁早”。
一、我国秋冬天气两大主流:冷空气和前冷空气
中国大部地区是季风气候,秋冬季节就是冬季风(大陆干冷空气)占主导的季节。冷空气总在一股一股的东移南下:一两天一小股、三四天一大股、七八天一强股,从未间断。所以我国秋冬天气其实挺简单的:冷空气来是一类天气,冷空气没来就是另一类天气。
1、冷空气:来源、移动和影响——大风降温
地球上大范围冷空气产生的主要原理就是热量收支的亏损:地球表面向寒冷外太空不断输出热量,又缺乏足够的日晒收入来平衡,于是温度下降冷空气就在低层大气生产出来了。
此外,高纬比低纬日晒收入少,大陆比海洋热量支出多的特点也影响了冷空气的产出。极地无日晒收入最低,西伯利亚作为最大大陆腹地支出最多,所以在秋冬季节影响我国的冷空气产地就来自这两个地方,而极地冷空气到我国基本必经西伯利亚,所以就说西伯利亚冷空气就够了,在气压场上就表现为西伯利亚高压。
冷空气产生之后往哪里去呢?哪空气变少就往哪去——暖的地方空气要上天所以低层空气会变少于是冷空气就扑过去补充了。
西伯利亚冷空气往暖区跑本来可有东、南、西三个方向,但中高纬强大的西风带引导使得它不可能西去,而在东移南下时地球的自转效应会让它们右转(所以冷空气在我国北方是西北风,在南方是东北风),加之南下时会被青藏高原阻挡,这些原因共同决定了中国冷空气活动的主旋律。
秋冬季影响中国的冷空气天气形势
2、前冷空气:回流、回暖、静稳——破记录的“高温”、雾霾
一股冷空气(冷高压)东移南下后就会进入西北太平洋,右转使得冷空气一定会回流,回流前会被相对暖的下垫面加热,使得它回流时已经变性,相较未来的新冷空气就是暖空气了。回流不仅造成回暖,而且风变小了——水平风小为“静”。
如果这时候再碰上晴朗的天气,那么夜间地面辐射降温就会比较剧烈,这样就会在近地面大气(几百米高度)形成逆温层,即地面比上空温度更低。由于冷降暖升,逆温层将导致地面空气无法向高空运动,相当于加了盖子——垂直不流为“稳”。
逆温层示意:北京站10月28日08时温湿垂直观测
“静稳”形势就是我们常说的“大气污染扩散条件差”,于是人为或自然的大气悬浮颗粒物就会堆积在近地面的低空,在干环境下就造成霾,湿环境下就有利于形成雾。
只要下一股冷空气未到,这种形势就会维持,所以静稳下的回暖、雾和霾天气都可以视作“前冷空气”天气。
秋冬季影响中国的前冷空气天气形势
与冷空气相伴的雨雪天气介于冷空气天气和前冷空气天气形势之间,即可以在地面冷空气来之前发生,也可以在冷空气到达后发生,具体比较复杂,这里就不细说了。
二、持续晴晒回暖造就了破纪录的“高温”
如果冷空气势力总体不强,“前冷空气”天气形势就会维持比较长的时间,就会有持续南风送暖,如果再碰上持续晴晒,气温就会攀升了。近期就是如此,长时间的“前冷空气”形势导致了华北黄淮等地破记录的“高温”——大范围30℃以上的日最高气温,打破历史同期最高气温记录。
过去一周日最高气温
过去一周日最高气温破同期历史极值情况
三、躲大雾、赶路勿贪早——京津冀和江苏
未来5天,依然如此。除了小股冷空气从新疆北部向东经蒙古国再滑过东北地区北部,我国中东大部地区都没有像样的冷空气影响,处于“前冷空气”形势。从过去到未来的这半个多月,如果在10年前,毫无疑问在华北黄淮大地会是大范围长时间的重污染天气。
但,现如今已时过境迁。得益于污染治理的成效,如今与过去同样的天气形势下雾和霾都轻了很多。这种轻一方面是程度轻,另一方面是时间短了。雾、霾造成的致灾性低能见度主要在后半夜到凌晨的最冷时段,也就是最“静稳”时段。
下面的资料给出了过去这周大回暖静稳背景下污染相对最重的时刻(25日凌晨)的PM2.5浓度,峰值在200左右,其它大部时段都是优或者良,可以说远好于当年了。
10月25日0时PM2.5浓度(左)及天津雍阳西道站10月1日至28日逐日PM2.5浓度(右)(生态环境部空气质量检测)
从大雾来看,最重的在江苏,由于回流带来了海洋的水汽,配合江苏的大平原地形和强烈的辐射降温,后半夜到日出之前很容易出现大雾。
过去一周最低能见度实况(红色大雾,紫色浓雾,深紫强浓雾)
未来三天的形势与过去几天非常相似,预计霾的情况也差不多,华北黄淮的大平原靠近沿太行和燕山的这些地区最重,中到重度霾。
28日预报30日环境空气质量预报(生态环境部)
综合来看,霾天气造成的能见度不会太低,低能见度主要是大雾,重点是京津冀周边和江苏两个地方:
未来三天静稳形势示意
大雾在日出前几个小时最重,上午明显减弱或散去,所以建议上面两个区域的车辆最好不要在这个时段上高速公路,大雾的概率极高,还有可能遇到致命的近乎失去能见度的团雾。
这个形势至少在11月2日之前都是主流,那之后冷空气会日趋强大。
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