冷空氣的奇幻旅程
專家顧問：國家氣候中心首席預報員 宋文玲
中央氣象台高級工程師 蔡薌寧
編者按：冬季，我國多地冷空氣活動頻繁，常導致大風、降溫和雨雪天氣。那麼，影響我國的冷空氣從何而來、兵分幾路？在我國曾有哪些「壯舉」？今冬冷空氣影響幾何？
殷儒 製圖
前行中的冷空氣，你將選擇哪條路？
中國氣象報記者 趙曉妮
央視新聞主播有一條關於冷空氣的段子——
「你好，我是偏東路徑的冷空氣，最近挺想大家的，所以今天早上就迫不及待地從東北那邊先進來了。一個沒忍住，給吉林長春帶來了今年入冬以來的首場降雪，雖然比往年稍晚了一些。」
冷空氣，熟悉又陌生，一起感受下它的奇幻旅程。
從西伯利亞的中轉站再次出發
漫長的冬季，從極地蜂擁而來的冷空氣在西伯利亞中部叢林與曠野上空集結。
這時候，這裡的黑夜力量強盛，而白晝不得不盡量蟄伏等待。淡漠的太陽不足以溫暖大地，但地面卻向這片廣袤的空間釋放著凌厲的寒氣。而從極地來的冷空氣就像是「粗魯的野蠻人」，不斷從北方趕來，呼嘯的風聲便是其粗糲的歌聲。
氣溫越來越低，冷空氣堆積在一起，直到某個時機，這片地區對冷空氣的容載量終於達到某種極限，於是這幫傢伙就要繼續上路，在西北氣流引導下踏上南下征程。
為什麼選擇南下？原因在於海陸熱力性質的差異。冬季在陸地上形成強大的高氣壓，在海洋上形成低氣壓，它們之間就有了氣壓梯度，這樣就產生了水平氣壓梯度力，促使大氣由氣壓高的地方向氣壓低的地方流動，形成了平常所說的風。由於地球的自轉，所以風沿地表作水平運動就會受到地轉偏向力影響，在北半球向右偏轉成西北風。這個西北風主要來源於蒙古、西伯利亞一帶，而且是從高緯吹向低緯。
冷空氣要前往的目的地似乎有些遙遠，自北向南，將穿過或抵達蒙古國、中國的北方、中國東部或中國大部地區。
但路途並非只有一條，或許，在出發前，它們還得吟誦詩人羅伯特·弗羅斯特的那首《未選擇的路》：「黃色的林子里有兩條路，很遺憾我無法同時選擇兩者，身在旅途的我久久站立，對著其中一條極目眺望，直到它蜿蜒拐進遠處的樹叢。」
四條通向中國的道路
儘管很多冷空氣實力強勁，但要從西伯利亞來到中國，還要循著四條固定路線：西北路（即中路）、東路、西路及東路與西路匯合而成的線路。
這四條線路的出現與北半球海陸分布情況有關。冬季，廣闊的太平洋和大西洋偏暖，而陸地則十分寒冷，因此在大氣環流中，大陸東部地區很容易出現槽區，冷空氣南下線路正是沿著槽區而出現。
讓我們跟著冷空氣，探尋這四條進入我國的路徑。
路徑一：西北路
從西伯利亞出發後，冷空氣沿著阿爾泰山與杭愛山翻越蒙古高原，從內蒙古地區進入我國。
人們常在天氣預報中聽到「一股較強冷空氣將自西向東影響我國」這句熟悉的播報，講的就是從西北路徑上風塵僕僕趕來的冷空氣。
這一路上並未遇到高大地形阻礙，很快，冷空氣就可以推進到我國河套地區。這裡是黃河衝擊形成的平原，冬季寒冷乾燥。循這條路徑下來的冷空氣，在長江以北地區所產生的寒潮天氣以偏北大風和降溫為主。
從河套地區再往南走，冷空氣便可直達長江中下游及江南地區。即使在冬天，來自南方的暖濕氣流依然可以抵達這裡。當冷空氣與其相逢，便會產生雨雪天氣。
路徑二：東路
選擇東路的冷空氣將不得不翻過整個蒙古高原，再沿著大興安嶺、太行山從東北方向推進。該路徑經過地形的影響，常常給人的感覺是冷空氣是從東北方向來的。
東路冷空氣抵達我國華北北部後，在冷空氣主力繼續東移的同時，低空的冷空氣會折向西南，經渤海侵入華北，再從黃河下游向南可達兩湖盆地。
而走過這麼多山山水水的冷空氣，常使渤海、黃海、黃河下游及長江下游出現東北大風，華北、華東出現迴流，氣溫較低，並伴有連陰雨雪天氣。
路徑三：西路
選擇西路的冷空氣，則一路「摸」著高大山脈的邊緣而來。
沿著天山北界，冷空氣經新疆、青海、西藏高原東南側南下。在新疆，它常常掀起狂風，還常常與從西部來的暖濕氣流「激烈交鋒」，帶來暴雪天氣。
不過，雖然其對我國西北、西南及江南各地影響較大，但降溫幅度不大，只是當南支鋒區波動與北支鋒區波動同位相而疊加時，才可以造成明顯降溫。
路徑四：東路+西路
一股冷空氣的力量已經讓人膽寒，如果兩股冷空氣經過長途跋涉後彙集起來，波及範圍可能會更廣。
在冷空氣南下我國的過程中，的確存在這種情況。東路冷空氣從河套下游南下，西路冷空氣從青海東部南下，當兩股冷空氣在黃土高原東側，黃河、長江之間匯合時，可造成大範圍雨雪天氣。
不僅如此，兩股冷空氣還會合二為一，一起南下，帶來大風和明顯降溫天氣。
風停了，雨停了，大氣依然在運動
當冷空氣沿著不同路線長途跋涉到我國，掀起陣陣狂風，或者與暖氣團合作帶來一場雨雪天氣後，這次旅行似乎有了一個終點，在這些激烈的天氣過程中，冷空氣終於釋放出能量與熱情，也「洗」去了一身的疲憊，一切終於恢復平靜。
而大氣運動依然在大自然中進行，新的冷空氣重新在西伯利亞集結，然後南下，重新尋找旅行的意義。
「冷空氣」的前半生：從北極到西伯利亞
中國氣象報記者 張格苗
當居住在中國北方的人們開始穿上厚厚的棉衣，我知道，又該是我「閃亮登場」的時候了。你可能已經聽到《天氣預報》節目主持人說：「隨著一股來自西伯利亞的冷空氣南下，我國氣溫將出現大幅跳水。」沒錯，我就是那股冷空氣，能屈能伸、實力強勁。
我的家鄉在新地島以西，那裡屬於北冰洋，太陽總是離那裡很遠，常常只有斜陽照過來。在漫長的冬季，更是無盡的暗夜。所以，我的家鄉冷極了，氣溫往往低於零下四五十攝氏度。
所謂「一方水土養一方人」，我在那裡誕生，「體寒」便稱得上是從娘胎裡帶出來的毛病。事實上，我的母親北極冷渦孕育了不少兒女，但各有各的歸宿。有的去了美洲，有的去了歐洲。聽說，我很可能抵達一個遙遠的國家——中國。
當然，目的地不是我自己選的。經年累月，有太多祖輩和兄弟姐妹沿著大氣環流的「道路」和高低不同的地勢去了不同的地方。這故事，要追溯起來，幾乎從地球上有生命的時候就開始了。
我從家鄉出發，經過巴倫支海，走過俄羅斯的歐洲部分，好不容易翻過烏拉爾山，沒想到一下子掉進了廣袤的西西伯利亞平原。平原周圍，是阿爾泰山、蒙古高原、哈薩克丘陵、天山山脈等地勢海拔高的地方，我被徹底困在了那裡。
西西伯利亞平原是一個冰窖。看上去，這裡跟我的家鄉差不多冷，可是體感溫度卻不同。堅硬而古老的地殼不像柔軟而溫暖的海洋，寒冷乾燥，晝夜之間，氣溫下降得極快。在這裡，牛奶被凍成冰塊，露天放置的鋼鐵失去韌性，一折就斷。
還好，越來越多小夥伴的到來，讓我不至於太孤單。從冰島以南洋面遠道而來的小夥伴的家鄉比我的家鄉稍微暖和一些，但他的路途太遙遠，給我講所經之地歐洲南部、地中海、黑海、裏海的時候，看上去有些疲憊。從新地島以東洋面來的小夥伴可就近多了，他從北極沿著中西伯利亞高原邊緣而來，但他的家鄉比我的家鄉更冷。
隨著時間推移，我們冷空氣越聚越多。終於，廣袤的西西伯利亞平原也容不下我們龐大的「身軀」，擁擠著、流動著，我們衝破限制，兵分幾路，奔向最終目的地——中國。
盤點「好動寶寶」冷空氣的「壯舉」
中國氣象報記者 宛霞
「在全球變暖的大背景下，近幾年強冷空氣以上等級的冷空氣事件較上世紀五六十年代明顯減少，但冷空氣強度的極端性卻表現得更加明顯。」中央氣象台高級工程師蔡薌寧說，這從能量守恆角度很容易理解，冷空氣的源地彷彿住著一個「好動寶寶」，每次都是小打小鬧根本不盡興，必須來一場劇烈運動才能消耗掉「好動寶寶」的能量，讓其「消停」一陣子。
於是，就出現了所謂的「世紀寒潮」「Boss級寒潮」。
據蔡薌寧介紹，近幾年對我國造成較大範圍影響的冷空氣事件主要有三個。
第一名當數2016年1月21日至25日的寒潮天氣過程，其也曾被冠以「世紀寒潮」「Boss級寒潮」等名頭。
此次寒潮造成我國多地最大降溫幅度達8℃到14℃，局地超過14℃。寒潮過程使中東部多地出現極端低溫，造成233個縣（市）最低氣溫跌破當地建站以來同期歷史極值，內蒙古東北部過程最低溫度達-48℃，江南大部過程最低溫度普遍下降到-4℃以下，氣溫0℃線南壓至華南中部一帶。
「這次寒潮過後，經過十多天休整，這位『好動寶寶』又滿血復活，在2016年2月11日至15日我國春運期間，再次發動第二次寒潮過程。」蔡薌寧介紹，這次過程降溫幅度大，影響範圍廣，對春運造成較大影響。冷空氣經西北、華北、東北一路南下影響至江南、華南及西南地區東部，除青藏高原大部及雲南外，全國大部地區過程最大降溫幅度達8℃到16℃。寒潮帶來的大風、降溫和雨雪天氣嚴重影響春運，內蒙古、甘肅、山西、河北、山東、重慶等地高速公路部分路段臨時封閉或通行受阻，瀋陽、大連、煙台等地部分航班延誤或取消。
「我國並不是只有冬天才會受到大範圍冷空氣影響，春天的冷空氣勢力也不容小覷。」蔡薌寧說。
2017年4月8日至12日，我國出現了一次全國性強冷空氣過程，西北、華北、東北、黃淮、華南等地降溫幅度普遍在6℃以上，西南、江漢、江淮、江南等地降溫幅度達10℃到12℃，東北、黃淮、江淮等地伴有4級到6級偏北風。
「春天的冷空氣與冬天相比，除了帶來大風降溫影響外，更容易造成南方地區的強降水。4月份來自南海和西太平洋的暖濕氣流逐漸活躍，不斷向北輸送水汽，並與北方南下的冷空氣在長江中下游交匯，使這一帶出現了區域性暴雨天氣過程。」蔡薌寧說，在此次過程中，湖北、江西、浙江等地降水量達50毫米到100毫米，局地超過100毫米，暴雨影響範圍達17萬平方公里。
今冬冷空氣威風不減 公眾防寒取暖需有策
中國氣象報記者 崔國輝
在2017年尚未入冬時，國家氣候中心預測今冬氣溫較常年正常略偏暖。果不其然，監測數據顯示，2017年12月，全國平均氣溫（-2.2℃）較常年同期（-3.2℃）偏高1℃。
然而，回想過去的一個多月，大家對「暖」的感受並沒有那麼深刻，反倒是幾次冷空氣過程令人印象深刻，而監測數據也印證了這一點。2017年12月，我國共有5次冷空氣過程，較常年（3.9次）偏多，其中有4次為一般性冷空氣過程，12月11日至12日為強冷空氣過程。進入1月以來，已有1次一般性冷空氣過程和1次強冷空氣過程。根據預測，1月後期至少還會受到兩次冷空氣影響，預計將較常年同期（3.4次）偏多。
面對威風不減的冷空氣，公眾防範更要講究策略，針對冷空氣的特點，逐一布防，才能做到萬無一失。
冷空氣最大特點是帶來降溫，強冷空氣襲擊前後的兩三天內，平均氣溫和最低氣溫驟然下降。在暖濕氣流配合較好、環流條件適宜的情況下，冷暖空氣交匯還會帶來雨雪天氣，進一步降低體感溫度。人體的體溫調節功能對這種突如其來的寒冷刺激難以適應，如果不及時添衣保暖，便容易受涼，導致機體抵抗力下降。
同時，冷空氣來襲往往伴有大風。冷暖氣團之間存在一股無形的氣壓梯度力，正是這股力量促進了風的形成。冷空氣隨風侵入衣物，便會帶來一番寒徹骨的感受。因此，公眾在穿衣時更要注重衣服的防風性能。
最容易被人們忽略的是冷空氣的乾燥。在冷空氣南進過程中，冷氣團有上升運動，絕熱膨脹過程使冷空氣乾燥無比。因此，強冷空氣能使空氣濕度顯著降低，鼻咽黏膜容易因乾燥而受損，這時流感病毒便可乘虛而入。
此外，冷空氣來臨前的短暫升溫頗有迷惑作用——當人們看到《天氣預報》播報「明天冷空氣南下」時，當天往往天氣晴朗、格外溫暖。這是由於冷空氣與高空槽聯繫緊密，我國地處西風帶，高空槽前往往是西南氣流，槽後則是自北而來的冷空氣。當較強冷空氣來臨時，冷鋒前的西南暖濕氣流往往也會明顯發展，造成鋒前的明顯升溫。因此，如果冬季的某一天突然變得很暖和，那麼往往預示著冷空氣即將到來，更加不可放鬆警惕。
鏈接：冷空氣檔案
概念
冷空氣是使所經地點氣溫下降的空氣團，其範圍縱橫長達數千公里，厚度達幾公里到幾十公里。
冷空氣等級劃分
根據2017年修訂的冷空氣等級國標，採用受冷空氣影響的某地在一定時段內日最低氣溫下降幅度和日最低氣溫值兩個指標，劃分為弱冷空氣、較強冷空氣、強冷空氣和寒潮四個等級。
弱冷空氣——日最低氣溫48小時內降溫幅度小於6℃。
較強冷空氣——日最低氣溫48小時內降溫幅度大於或等於6℃但小於8℃，或日最低氣溫48小時內降溫幅度大於或等於8℃，但未能使該地日最低氣溫下降到8℃或以下。
強冷空氣——日最低氣溫48小時內降溫幅度大於或等於8℃，且使該地日最低氣溫下降到8℃或以下。
寒潮——日最低氣溫24小時內降溫幅度大於或等於8℃，或48小時內降溫幅度大於或等於10℃，或72小時內降溫幅度大於或等於12℃，而且使該地日最低氣溫下降到4℃或以下（其中48小時、72小時內的降溫指的是日最低氣溫連續下降）。
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