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初雪 东北季风 低气压

东北冷涡

我国东北是北半球切断低压三大频发区(南欧、北美、东北亚)之一。东北冷涡作为东亚大气环流的重要天气系统,对东亚天气气候有重要影响,是造成东北地区低温冷害、持续阴雨洪涝、突发性强对流等灾害性天气的重要天气系统。同时,对我国华北、华中、华东的天气也有直接影响,例如,2009年6月影响豫皖苏晋鲁浙鄂的强风暴天气。

目录

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1 简介
2 详解
3 时空分布
4 影响前夏天气的主要环流系统
5 冷涡活动的“气候效应”
6 冷涡系统为何易致局地暴雨
7 近年出现情况
8 相关研究

东北冷涡 - 简介

东北冷涡

东北冷涡是造成东北地区低温冷海、持续阴雨洪涝、冰雹和雷雨大风等突发性强对流天气的重要天气系统,对东北地区的天气气候有重大影响。他的老家在北纬35-60度,东经115-145度范围内;生成后也集中在东北地区及其附近上空活动。东北冷涡是从地面到6000米上空的一个冷性气柱,在500百帕天气图上至少能分析出一条闭合等高线,并有冷中心或明显冷槽配合;这个冷性气柱呈逆时针方向且不断旋转,在它旋转的过程中,会有一股股冷空气甩出来,产生降水。由于东北冷涡是个深厚的天气系统,移动缓慢维持时间比较长,其影响一般为3~5天,甚至更长。

东北冷涡 - 详解

初春时沈城遭遇到一个比较少见的天气系统——东北冷涡。

东北冷涡的老家在北纬35-60度,东经115-145度范围内,生成后也集中在东北地区及其附近上空活动。它是从地面到6000米上空的一个冷性气柱,在500百帕天气图上至少能分析出一条闭合等高线,并有冷中心或明显冷槽配合。这个冷性气柱呈逆时针方向且不断旋转,在它旋转的过程中,会有一股股冷空气“甩”出来,产生降水。由于东北冷涡是个深厚的天气系统,移动缓慢,维持时间比较长,其影响一般为3~5天,甚至更长。俗话说,“东北冷涡性无常”,在东北冷涡的影响下,可能出现低温、连阴雨、冰雹和雷雨大风等强对流天气,造成灾害。 东北冷涡一年四季都可能出现,但夏季出现的几率要明显大于冬季。东北冷涡活动的最大密集带从4月份开始逐渐向南移动,6月份达到最南端,冷涡也达到其活动的最强盛期。

冷涡密集区初春主要出现在东北平原的北部,位于北纬52度左右,且呈纬向分布。另一个主要的密集区位于东北平原的中部和西北日本海沿岸。

从统计分析资料来看,初春季节出现如此偏南且维持时间较长的东北冷涡实属历史少见,历史上仅在1975年3月29~31日、1994年3月24~25日、1997年3月29~30日出现过,为十年一遇。

东北冷涡 - 时空分布

东北冷涡

东北冷涡一年四季都可能出现,但夏季出现的几率要明显大于冬季。东北冷涡活动的最大密集带从4月份开始逐渐向南移动。冷涡密集区初春主要出现在东北平原的北部,大约位于北纬52度左右,且呈纬向分布。另一个主要的密集区位于东北平原的中部和西北日本海沿岸。一般情况下,出现在北纬40-45度区域内的东北冷涡常常给辽宁带来连续几天的间断性降水、持续多日的气温下降天气,40-45度区域内的东北冷涡在初春时节出现频率较低。

我国对东北冷涡作了大量研究,在业务预报中也总结了一些经验,但仍有许多问题没有得到较好的解决,例如,冷涡带来的天气有多种表现形式,有些产生强的暴雨天气,有些没有任何降水,怎样区分冷涡降水的强度一直是未解决的问题;夏季冷涡降水大都是对流降水,突发性和局地性强,降水落区的预报一直是业务难点;冷涡带来的洪涝和夏季低温都是长时间持续的结果,冷涡持续性的预报目前还没有好的方法。

东北冷涡 - 影响前夏天气的主要环流系统


东北冷涡天气特点在国内研究很多。东北冷涡一年四季均可出现,6月是东北冷涡活动的盛期,也是东北的冷涡雨季,其次是7月。平均每次冷涡过程持续4天左右,最长可达13天。东北冷涡是影响东北地区前夏天气的主要环流系统,其盛期几乎与江淮梅雨同期。

东北冷涡经常产生局地暴雨,占总数的22%,区域性暴雨较少,仅占7%,未出现过大范围特大暴雨。降水分布有明显的季节性,反映出暖湿气流在冷涡降水中的重要性。

东北冷涡在东北地区的频发性、持续性决定了它对东北地区天气气候的重大影响。从行星尺度讲,东北夏季70%的低温时段是由冷涡造成的,近40%的东北冷涡能够产生连阴雨天气。从天气尺度讲,冷涡生成初期可诱发温带气旋,产生区域性降水,是重要的区域性降水型。然而东北冷涡最引人关注的特点是连续几天在一个地区附近产生短时暴雨等强对流天气。在东北冷涡的形成、发展、持续,甚至消退期均可伴随暴雨、冰雹、雷暴、短时大风,甚至龙卷等强对流天气。由于对流系统尺度小,其突发性、连续性、降水量级、落区预报的高难度性是东北其他任何天气系统不可比拟的。

东北冷涡 - 冷涡活动的“气候效应”


研究发现,梅雨期降水量和东北冷涡存在显著的相关关系, 东北冷涡越强, 梅雨量很可能偏多, 东北冷涡越弱, 梅雨量很可能偏少。因为在东北冷涡强年,冷涡能够引导北方“干冷”空气南侵, 与低层强盛西南暖湿气流在梅雨区北缘交汇, 形成“上干下湿”的不稳定层结, 在上升运动的触发下,导致梅雨量偏多,而东北冷涡弱年情况正好相反。所以,频繁的东北冷涡活动具有显著的“气候效应”,这种“气候效应”既影响东北地区对流层低层的月平均气温,也影响东亚地区梅雨。 从对东北冷涡与华南前汛期降水的统计分析发现, 前汛期东北冷涡强度与华南降水存在显著的正相关, 东北冷涡强年, 前期东亚冬季风偏弱, 同期东亚夏季风异常爆发提前且偏强, 西太平洋副热带高压位置偏南, 华南地区低层上升运动发展, 降水偏多; 东北冷涡偏弱年, 前期东亚冬季风偏弱, 同期东亚夏季风爆发推迟且偏弱, 西太平洋副热带高压位置偏北, 华南地区低层下沉运动发展, 降水偏少。

东北冷涡 - 冷涡系统为何易致局地暴雨


事实上,东北冷涡是造成东北地区局地暴雨的主要天气系统,它在区域性大暴雨或区域暴雨中所占比例相对要小得多。根据黑龙江省气象局1985年~1994年出现的冰雹过程统计分析发现,83次冰雹过程中由冷涡系统影响的占75.9%,1972年~1991年哈尔滨气象站观测到的55次飑线中与冷涡有关的有35次。 由于冷涡是从对流层中高层延伸到低层的冷性涡旋,气团属性相对均一,若没有其他系统的配合不会带来大范围的强降水,但由于东北冷涡高空温度比较低,当低层有加热时(如暖平流、太阳辐射)则会导致层结不稳定,常常发生强对流,产生冰雹、雷暴、局地暴雨等天气。另外,东北冷涡的准静止性,可使这类天气反复发生。 不均匀地形有利于中尺度系统的产生和发展:地形抬升、纬向次级环流和小股弱冷空气共同作用是大暴雨产生的重要原因。数值试验表明,大小兴安岭和长白山等地形对嫩江、松花江流域东北冷涡的暴雨形成有重要的作用,特别是对暴雨的落区和范围影响最大,对强度的影响次之。 特定的环流形势和充沛水汽条件能够产生区域性暴雨:虽然冷涡暴雨更多的表现为局地强对流天气,但是如果西太平洋副热带高压北进后,低纬天气系统对西风带低值系统降水产生加强作用,同时有充沛的水汽输送,则能够产生区域性大暴雨,冷涡长时间维持则可能出现大范围洪涝,例如1998年松嫩流域大洪水。

东北冷涡 - 近年出现情况

2008年3月24-28日,东北冷涡造成了辽宁持续5天的连续性小雨或雨夹雪天气,24-28日全省平均降水量4.5毫米,居历史同期第六位,冷涡影响期间全省平均气温为4℃,较前期下降了2.4℃。从统计分析资料来看,初春季节出现如此偏南且维持时间较长的东北冷涡属历史少见,历史上仅在1975年3月29-31日、1994年3月24-25日、1997年3月29-30日出现过,为十年一遇。

东北冷涡 - 相关研究

对东北冷涡及其引发的天气现象一直是气象科技工作者关注和研究的问题,我国对东北冷涡暴雨的研究可追溯到1950年,先后有多位气象学家对东北冷涡产生的暴雨、雷暴、冰雹等进行研究。但由于东北冷涡的“不定性”,导致预报员对东北冷涡对流性降水的强度、落区、时间很难把握,以致东北冷涡的强对流预报一直成为困扰预报员的难点。近年来,东北地区气象工作者在借鉴前辈研究成果的基础上,针对东北冷涡强对流天气的预报问题,开展对东北冷涡诱发中尺度系统的机制及其演变规律的研究,希望通过研究,揭示东北冷涡的内部结构特征及其中尺度系统发生发展的物理机制、东北冷涡中尺度对流系统的结构特征等,提高东北冷涡强对流天气的整体预报水平。相信在气象工作者的努力下,揭开东北冷涡的面纱之日很快就会到来。

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