自然与人-28.7   寒潮暴发过程

李开乐

    摘要：高空高压脊前槽后的向南下沉气流堆积成了强大的地面冷高压，其前方（东方）暂时稳定不动的低压槽一开始东移，整个冷空气堤坝就会逐渐垮塌，随后，与冷高压连通一气的西风急流上的大量冷空气，就会向东南方向倾泻而形成了寒潮过程。

    我们就以乌拉尔高压系统为例来具体说一说寒潮的暴发过程吧！在北半球的冬天，当乌拉尔高空高压脊挺得越来越高，拱得越来越北的时候，由高压脊前的向南下沉气流所堆积而成的地面冷高压环流系统，就会越来越强大。这时，与高压脊相配置而位于高脊东侧的非永久性的高空低压槽（如彩图28.7的棕色粗曲线GH所表示的高空地带即为“槽”），为了配合高压脊前对冷空气的下沉堆积（高空槽后的气流也是边向南而边下沉的），也已经甩得太偏南了，它无力再继续坚守岗位，必须随着高空西风急流的拉动而东移归宿到恒定性的东亚大低压槽那里去。我们从“自然与人-28.5”的分析，可知地面高压环流东缘和高空低压槽后（即槽的西面）都是下沉气流（见彩图28.7的红细斜线区）。实际上，高空西风急流正是一个储存了大量软弹力势能的“大水库”，而由高空高压脊前的向南下沉气流所堆积而成的地面高压环流系统是最靠近水库大坝的“大蓄水池”。在效果上，这个高压系统东、南边缘的整个地面地带，对应上面高空的高压脊前至低压槽底的整个上下空间（即彩图28.7的地面A、B、D一带，与高空的红细斜线区之间），彼此相对应而上下配合在一起的，南北向又略拐向西南的一条空间宽阔带，就好像是冷空气的无形堤坝。当那个想要东移归宿到东亚大低压槽那里去的，非永久性的高空低压槽（如GH）开始东移之后，一方面，高压脊前受到拉动便会使高压脊加速了空气下沉而加强了地面冷高压系统，从而增大了它与周围环境的气压落差。另方面，高空低压槽的东移，就会动摇了冷空气的那道无形堤坝，使地面冷高压环流失去平衡，因而其东部及东南部边缘的冷空气，便有如堤坝漏水似的从地面往东南流淌。地面大量冷空气向偏南加速流淌所形成的高速气流会使压强变得很小，这就似乎在堤坝底下形成了一些涵洞一样，会将相对应的，上空本来就是下沉的高空空气，猛烈往下抽吸了下来，起到了河堤大管涌的作用。到了此时，地面冷高压系统的大管涌，在高空低压槽向东移动的紧密配合之下，最后就会使整个冷空气堤坝完全垮掉，造成了高空急流的大量冷空气向着堤坝大决口，汹涌澎湃地倾倒到了地面形成大泛滥，终于袭击了它向东和向南所掠过的广大地域。一次强寒潮就这样暴发了。
    上述就是寒潮过程最朴素的原形，是只有骨架而没有肉的寒潮过程的物理本质。一般冷空气过程也道理相似。随着大量冷空气逐渐向东南方向泛滥，地面和高空的环流系统也逐渐向东南方向移动。如果天气形势演变成了类似彩图28.7那样的情况而且比较稳定不动（高空低涡位于中国东北附近），在冬天就会造成中国中南部地区的较长严寒和雨雪天气；在暮春时节则会有较长的低温阴雨天气。

彩图28.7： 寒潮暴发示意图
（棕色线条为高空气压形势，黑色线条为地面气压形势，蓝色大风标杆
为地面风，红细斜线区为强冷空气下沉并向南倾泻的主要高空区域）