冷空气南下和寒潮的成因

今晚报纸、电视都开动了大功率“鼓噪”中央气象台发布的天气预报：“今晚明晨上海的气温将普遍下降并会带来阴雨天气现象。”我充分相信中央气象台的预报，因为目前的科学手段可以精确预报明天的天气情况，也可以预报一星期的短期天气情况，依次推断某一个地区今后半月的天气情况的中长期预报。不过无论目前气象卫星监控、还是计算机分析气象变化，随着时间的推移其预报精度也会逐渐扩大误差。因为目前的科学发展认知还暂时不能准确预报瞬息万变的地球气象变化，往往其短期预报准确率大概在95％以上，而中长期预报准确率在80％以下。明显地，中长期预报要比短期预报有明显差异。短期预报对市民的出行至关重要，他们关心主要是出行的方便与否。就像我孩子那样每天上班前总是询问我：“今天会不会下雨？我是否需要带伞？”我的回答基本上根据报纸、电视上的气象预报。同时向窗外张望片刻后回答自己观察的局部气象预报：“1、2小时内不会下雨，但是下午你回家需要撑伞。”她有点半信半疑，可是几次我的回答都是让她不得不信服我的预报。

中长期预报对类似我的航海职业来讲至关重要，因为一条跨洋航线设计时就得考虑整个航行时间内的气象发展趋势，如中国跨太平洋航行到美国需要12天左右的时间，那么作为船长就应该对目前的天气和12天左右的中长期气象预报给予全神贯注。假如从中长期预报中了解了气象发展态势，那么就可以制定航线避开敏感的恶劣气象条件，避开大风浪区域。现在，航海上都采纳了由气象导航公司推荐的气象航线，一般情况下效果很明显，对船舶大洋安全航行提供了比较可靠的保证。但气象导航公司有时也会预报失误导致船舶坠入大风浪的危险境地，此刻在现场的船长如果根据手头的气象资料并具有分析气象能力的话，他可以指挥船舶逃离大风浪区域，选择比较安全的洋区航行到目的地。不过一般情况下大洋航行中遭遇大风浪的机会甚多，特别是冬季的太平洋基本上都是大风浪的天气情况。除非航线画到中部太平洋的夏威夷岛南部才可能躲避冬季特大气旋系统形成的大风浪。

然而我对这个预报准确率并不介意，也对某次气象预报员的评价气象失误“振振有辞”的解释感到大可不必。我想简单说明的是目前我们上海在秋冬季节形成的冷空气南下气象条件和寒潮的成因，同时凭经验介绍一下冷空气南下之前的异常气象现象。

气象学上有这样的定义：“空气在一个相当大的范围内、在水平、垂直方向上物理属性（如温度、湿度和稳定度）相对比较均匀的大块空气称为气团！”气团在水平范围可达几百到几千公里，垂直范围可达几公里到十几公里。气团相对均匀的性质是辐射、乱流、对流、蒸发、凝结、大范围垂直运动的物理运动过程中进行充分的热量和水汽交换所致。

气团的性质分类与其发源地的物理特性有关，气团是在极地冰天雪地的下垫面下形成的，气团气温很低称为冷气团。在海上形成的，因为有大量的水分且温度低，气团的性质就湿润称为冷湿气团。如在炎热的赤道地区形成的气团性质就气温很高就称为暖气团。

由于地球是在不断旋转，由此气团会在地球旋转偏向力的影响下会产生移动，随着地理位置移动和下垫面的变化气团也会渐渐发生性质的变化，冷气团向低纬度移动，下垫面气温变暖，冷气团随着变暖，成为变型气团，实际上也是气团在移动过程中的能量交换。

我国处于西风带的地理位置气流川流不息，不太容易形成气团，所以不是气团的发源地。冬季影响我国的主要气团是极地冷气团；因为冷气团在复杂的移动中物理性质受到了气象形势的影响有闭合的环线，其内部气压从里到外逐渐下降，中心气压很高，我们称为冷高压。夏季为低纬度的热带海洋气团其闭合的内部气压也很高，所以称为副高压。如夏季影响我国的太平洋副高就是这样性质的气团，它带来了夏天持续的、甚至一个多月的炎热。

在冬季因为太阳在黄道上逐渐移向南纬，从而导致北半球低纬度的暖湿气团南移，而逐渐加强的北方冷气团在地球旋转力的推动下带着寒冷大举南下东扩，一般情况下冷气团形成后在源地停留一段时间聚集能量，在适当气场变化下开始了移动，随着移动把寒冷留下了。而自己也吸收了当地的热量，使得自己慢慢的变暖，越向南方推移，它的寒冷就会变得越弱。最终变性为暖气团，冷气团过境前因为气压梯度很大，等压线密度大，所以会有剧烈的气象产生。过程为轻雾、浓雾、下雨、刮大风，在海上、大洋上会产生大风浪的海况，过境时会降雨，气温下降，然后在2－3天后再回暖，一般冷气团生成、移动、发展、消亡周期为5－7天。对于这样的移动，在中央气象台预报中称为冷空气南下。

在某地的人群就会感受了这样变化：在24－48小时内气温骤降了10°C，同时这一天的气温低于5°C，像这样的一次冷空气的活动造成的气温变化在气象学上称为“寒潮”。因为我国幅员辽阔，不同的区域对“寒潮”的天气现象有不同天气数值来定义，但基本上相同。寒潮视冷空气的强度分为“寒潮、强寒潮”，寒潮的酝酿和爆发与一定天气形势密切相关，形成的过程比较复杂，因为篇幅关系就不一一罗列了。

在上海浦东地区有这样的一条农谚：“三早雾露发西风！”讲的就是寒潮来临前的天气渐行变化，从气象变化解释这条农谚具有科学道理。

举一个例子说明这个问题：

上海处在中纬度地区，当秋冬季节来临后，北方冷空气活动加强，频频来袭并带来了降雨天气，简单来说就是将上海整个夏季、秋季日晒聚集的热能不断削弱。带有寒意的秋风让人们嗦嗦发抖，一场秋雨一场冷，人们感觉天气逐渐变冷了，而这样的变冷基本上比较均衡而使人们有一个适应的过程，这样的的变化气象学上称为一般冷空气活动。

当强冷空气南下时，因为上海气温比较温暖潮湿在冷空气先遣部队吹着微微秋风过来时，暖湿空气开始在微弱冷空气作用下开始了凝结水滴并浮在空气中能见度下降、人们眼前并不模糊的轻雾。在冷空气继续推进下第二天更冷，而风速也正好适宜形成雾的条件，所以还是出现了比第一天较厚重的雾。第三天早晨暖湿气流还在与冷空气对峙，南方暖湿气流不断补充，北方冷空气不断加强，势均力敌。最后，冷暖气体混合凝结变成了更浓的雾天了。

基本上三次雾天出现后，在第三天的下午开始淅淅沥沥的下雨了，而雨滴不大，西北风却渐渐增大，大风带来了急剧的寒冷，上海地区的气温很快下降。如果气温下降了10°C，在同一天气温低于5°C的话，就是“寒潮”侵袭了。

因此，生活在上海地区的人们如果在深秋初冬时发现早晨有雾、第二天还是有雾并且趋浓，那么就必须准备厚实的抗寒衣服了，第三天还是大雾的话，那么早晨就得拿伞出门了，而且携带御寒衣了，说不定就在今夜明晨“寒潮“来临了。

假如是强寒潮入侵的话，那么上海零下温度来临，在偏远的农村河流中就会结冰了。

当然，雾的形成是多方面的，并不一定有雾就说明“寒潮”来了。

假如在冬日，白天阳光直射大地，晚上又是晴朗的夜空，此刻的条件空气失温快，大地失温慢，极易产生辐射雾！早晨干枯的草上有霜，如果南方暖湿空气浓度加大也会是迷雾天。

曾经在40年前小学二年级语文课上专门有一课描述冬天的雾的文章，我依稀记得语言文字，原文大意：“早晨，农舍的四周都是浓雾，白茫茫的一片，数十米外只听到声音却看不见人，走到外面头上马上被浓雾潮湿了。东方一轮红日冉冉升起，在浓雾中太阳变成了一个巨大的火轮，让人们清晰地看到了太阳美丽和温暖的红光。迷雾在太阳的爬升中渐渐散去，太阳的颜色从通红变成鲜红，然后渐渐变白，最后太阳发出了刺眼的光芒悬挂在天空。而河水中的水汽还像烧开了热水，一缕缕水汽向空中散逸，冬天的早晨是美好的。”

当我写本篇文章时，我张望了一下窗外的天气、温度和风速，天上也没有剧烈的云系移动。由此，我估计本次冷空气南下的威力并没有到达“寒潮”的强度，至多算一次一般冷空气活动。假如明天凌晨下雨的话，估计明天早上气温会下降。如果明天中午下雨，那么晚上气温很低了。假如没有冷空气南下补充的话，在后天早晨达到最冷点，以后气温回升。

根据目前的季节和经验，频繁的冷空气南下将使气温不断走低。我估计爆发“寒潮”的机会将出现在本月的下旬后期，或者在12月初。