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[理论研究] 两股东路冷空气带来截然不同的空气和降温

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发表于 2013-1-28 20:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近讨论最为热烈的气象话题就是我国中东部雾霾导致的重度污染。的确,不断上升的PM2.5污染指数很是令人心慌,比如最近几天武汉和北京污染指数又大踏步升高,让很多人都不敢出门,大家的正常生活都在逐步受到影响。

不过对于上海来说,很多人倒是觉得奇怪。25日和27日都是受到东路冷空气影响,路径、强度都相仿,但是为什么前一股冷空气对空气的改善没有半点作用,而后者却一来就把雾霾天一扫而空呢?这到底是神马原因呢?

首先说一下雾霾成因:

秋冬季冷高压主体控制的地区,晴朗少云,风力微弱,地面辐射降温明显,容易在大气层低层形成逆温层,大气流动性差,污染物不容易扩散。汽车尾气、工业排放等这些污染物逐渐累积,加上水汽凝结,部分污染物颗粒被裹在微小水滴中,更不容易扩散,这就是雾霾的形成。

所以分析雾霾天气需要在近地面的大气层中进行。

先上两幅25日和27日上海地区的风力风向图,大家可以很明显发现,25日主要是偏西风,27日则是东北风。好了,就是这2个不同之处,使得这两天的空气呈现天壤之别。

西北风控制下,风是从内陆吹过来,上海处于大陆下风向。由于之前内陆的空气已经污染严重,所以即使吹过来,也是污染物为主,很难扩散;

反之,东北风是从海上吹过来的,上海处于海面的下风向,大陆的上风向。由于海面本来风力就比内陆大,空气容易被稀释,所以从海面上吹过来的空气污染物较少,空气比较清新,上海是其第一个受益点,所以空气自然就转好了。
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 楼主| 发表于 2013-1-28 20:37 | 显示全部楼层
接下去深入分析一下,为什么两股非常类似的东路冷空气带来的风向会有这么大的差异?

上几张地面、850hPa和925hPa层面的实况图,这个问题就变得容易的多。冷高压和冷涡位置不同决定了地面和近地面风向,27日的冷空气路径更加偏东一些,冷流基本从海上过来;而前者25日的冷空气路径略微偏西,冷流有一部分经大陆南下。就是这些区别,导致了空气质量明显的差异性。同样,也就是这些差别,导致了南方地区的不同的降温效果。

首先还是来看上海,虽然低空层面显示27日的冷空气南压更多一些,但25日的冷空气对上海的影响程度比27日却要厉害一些,25日宝山国家站最低气温是-2.4度,而今天是-0.7度;而对华南地区正好相反,今天才出现了下旬的最低值。

这是由于25日的冷空气有一部分经陆地南下,这样上海受到的是直接从内陆来的干冷空气,影响强度当然比27日从海上来的要猛烈一些。因为对于北方来说,海温再低,肯定高于陆地温度,所以对偏北地区的影响而言,海水是一个暖区,海陆热力差占了绝大部分的作用。

而正因为25日的冷空气部分从内陆南下,南岭在这时就起到了隔绝热辐射的保温作用,所以25-26日华南地区气温并没有出现很大的回落。而是到了27日,干冷空气从海上南下,正好就绕过了南岭-武夷山的屏障,华南的气温才会有比较明显的回落。所以华南地区会经常发布“东北寒冷季风”等之类的词。2010年3月10日,也是一股非常偏东的寒潮,把华南大部分地区的气温带入当年最低值,同样也是这个道理。

因此这次两股东路冷空气,乍一看平淡无奇,但可以折射出不同区域不同的气候特点。
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 楼主| 发表于 2013-1-28 21:17 | 显示全部楼层
最后留一个问题,为什么武汉和北京这几天又“黑”掉了?北京今天污染指数直逼500了。。。

回复请设置隐藏,时间截止为1月31日晚上20点。
发表于 2013-1-28 22:54 | 显示全部楼层
随着冷高出海,后部偏南气流流向大陆,所以近地层逆温,而北京更受槽后低层脊位影响(将转全层),逆温层更厚。

本来单纯人类活动逆温一下也没啥,但是我国已经成为世界垃圾工场,所以垃圾逆温层中宣示FB的代价。

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发表于 2013-1-29 08:54 | 显示全部楼层
等解密时间到了,大家就可以看到我上面的发言。

今早,老潘引用他老婆的微博:

新浪微博@张欣:

伦敦50年代也污染,那时候战后大发展,在伦敦建了几家发电厂(现在的泰德美术馆是一个),每家都烧煤。一次雾霾笼罩,市里连公交车都停了,不让人外出,但门窗不好,污染入户,还是死了4千多人。英政府立法治理,很快雾霾就没了。


大家在看《全球同此冷热》时,就可以看到这个片段。
发表于 2013-1-29 12:57 | 显示全部楼层
4# 将臣

可以看看吗?

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 楼主| 发表于 2013-1-31 20:16 | 显示全部楼层
时间到,解除隐藏,老将的回复真是全面和独到。

PS:可惜,只有一个人回答,难道这道题很难乎?

冷高出海,冷高后部控制,最容易出现逆温,这点应该很容易回答。

至于后面一部分,我特意给了27日的925和850hPa低空形势图,温度和位势场都是弱脊位,所以对于逆温层是正反馈效应,结果就是巨大逆温层+近地面大气接近静止。
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