让人又爱又恨的冷涡

刘浩 申莉莉

在四季更替之中，有一种天气系统可以稳稳地在时空中穿行，不惧寒暑。从秋季的寒潮到冬季的暴雪，从春季的沙尘暴到夏季的强对流，这些灾害性天气都可能跟它有瓜葛，它便是冷涡。

在众多天气系统中，冷涡可谓个性十足。它看上去移动缓慢、静如处子，甩出的冷空气却可以动如脱兔、千里奔袭。冷涡的中心及前部（东部）容易产生降水，东南部最容易产生雷雨、大风、冰雹、龙卷等强对流天气。当然，除了制造灾害性天气，它还可以制造好天气。比如，它的后部（西部）往往盛行偏西气流，可以吹散雾和霾，让天空湛蓝如洗，俗称“冷涡蓝”。

变化多端、喜怒无常，冷涡的这些“分裂型”特点让人们对它又爱又恨。

虽是“弃子” 却也高冷

冷涡孕育于风力巨大而持久的西风带中。由于地转偏向力的影响，西风带并不是严格与纬线平行，而是南北甩动，宛若一条绸带在中高纬度上空穿行，这样的波动便是西风波动（又称罗斯贝波）。在高空中，西风带的波动会产生向南“凹陷”的槽和向北“凸出”的脊，如果遇到阻塞高压的前堵后追，“不堪压迫”的深槽便会另起炉灶，从西风带中剥离。当出现旋转中心时（在500百帕天气图上有一条以上的闭合等高线），冷涡便产生了。从这个角度讲，冷涡可以被视为西风带的“弃子”。

冷涡是“冷性低涡”的简称。涡在流体中十分常见。众所周知，水中的漩涡比周围的水面低；与之类似，冷涡的气压也比四周低，属于低压系统，故而以“低”呼之。从温度方面看，冷涡的中心温度低于四周同高度区域的温度，因此以“冷”名之。虽然冷涡中心的气压低，但它的高度一点儿也不低，中高纬度地区对流层的中上部（5000米左右）是它经常出没的区域，如此看来，它确实配得上一个“高”字。

总而言之，虽是西风带的“弃子”，冷涡却展现出了“高冷”范儿。

根据所处的地理位置，冷涡可分蒙古冷涡、华北冷涡和东北冷涡等，其中最有名的当属东北冷涡。按照监测标准，东北冷涡的存在范围为北纬35°～60°、东经105°～145°，持续时间为3天以上。它是影响我国中东部地区的主要天气系统之一，也是本文的重点探讨对象。

四季在线 强弱有别

与季节性非常强的台风不同，东北冷涡一年四季都在刷存在感，是一个“天选”的天气系统。根据《东北冷涡强度定义及特征分析》1的统计，每年1月、5月和12月是东北冷涡“打卡”次数最多的月份，7月和8月是它“打卡”次数最少的月份。东北冷涡的生命周期多为3～6天，个别可超过10天。

根据《东北冷涡气候研究进展及展望》2的统计，每年4—10月，东北冷涡的“在线”时间最长；其中，5月和6月最为突出—月均“在线”15～20天。也就是说，最多的时候，一个月中有半数以上的时间都会出现东北冷涡。根据东北冷涡的特点，气象工作者用涡中心和外围的位势高度差、温度差等指标来确定它的强度，并进行了强度等级划分。统计结果显示，就出现的频次而言，中等强度冷涡最多，弱冷涡次之，超强冷涡最少。从季节上看，冷涡最容易在冬季出现且强度较强；在夏季出现的日数较少且强度较弱。

动静结合 捉摸不定

我们可以做一个小实验：顺着一个方向摇晃盛着水的水杯，当摇晃达到一定速度时，漩涡就出现了。漩涡的深浅与摇晃的速度有直接关系—摇晃速度越快，漩涡旋转得越快，涡更深；如果速度足够快，涡甚至可以碰触到杯底。漩涡的中心大致位于水杯的中心，但也會上下左右变动，尤其是速度比较快的时候，中心位置的变动就比较频繁，但始终在水杯内。

东北冷涡的特点与水杯中的漩涡类似。虽然东北冷涡中心的移动缓慢，但快速的旋转让其中心位置的变化存在很多不确定性。同时，旋转的角速度并不固定，而是忽快忽慢，因此其外围的冷空气很容易出现离心运动。也就是说，东北冷涡看上去“文质彬彬”，但也会趁人不备，搞“突然袭击”—甩出一股冷空气。

夏季，在烈日的炙烤下，华北平原的气温节节攀升，高温日（日最高气温大于等于35℃）频频出现早已不稀奇。中低层的偏南暖湿气流也时常来“串门”，给这里增添水汽，增加不稳定能量。当大气层结呈现一定的不稳定状态时，对流随之产生。如果没有其他天气系统的配合，这样的对流只不过是“瞎折腾”，成不了气候，降水量一般比较小，持续时间也很短，我们称之为“局地热对流”。如果有其他天气系统配合，情况就大不相同了。如果把不稳定的大气比作干柴，那么冷空气便如同烈火，让强对流天气一触即发。东北冷涡甩出的那一股股冷空气到达炙热的华北平原后，会形成“上干下湿”“上冷下暖”的不稳定层结，让对流变得更加旺盛，从而产生强对流天气，如雷电、短时强降水、大风、冰雹甚至龙卷。今年6月1日午后，辽宁海州、法库、开原三地均遭遇了龙卷，历史罕见，这背后便是东北冷涡在“捣鬼”。

东北冷涡会在西风带的裹挟下缓慢东行，不过，如果前进的道路上遇到阻塞系统，它的移动就会变慢，甚至出现停滞、少动的情况。这里说的“少动”是指它在东西方向上移动缓慢，但它的旋转是持续的，冷空气也会被不断地甩出，所以触发强对流的“脚本”会在华北地区接连上演好几天，直至冷涡移走或消散，大气环流重归平静。虽然“脚本”类似，鉴于各地的大气层结并不同，所以冷涡造成的强对流天气具有很强的局地性，表现为有的地方可能光打雷不下雨，有的地方可能雨疏风骤，还有的地方则可能风雨雷电齐上阵。

捉摸不定的东北冷涡带来的强对流天气让人捉摸不透。下次当您听到“未来几天都有雷阵雨”的天气预报时，不妨查看一下500百帕天气图，找找图中有没有闭合等高线，看看是不是东北冷涡惹的祸。

东北冷涡的能耐可不仅限于此。炎炎夏日，它甩出的冷空气还可能与西风带、副热带高压以及台风等天气系统配合，制造出暴雨甚至特大暴雨。2022年8月8日，韩国首尔及周边地区曾遭遇了一场特大暴雨。当时，东北冷涡显著偏强；与此同时，西太平洋的副热带高压（简称“副高”）较常年同期强度偏强、位置偏北。冷涡甩出的冷空气与副高边缘的暖湿空气在朝鲜半岛“狭路相逢”、强强碰撞，让那里的降水持久而猛烈。

總之，坐镇东北的东北冷涡影响区域不限于东北，还会影响华北和华东甚至华南。跟其他天气系统配合时，引发的灾害性天气也不仅是暴雨，华北、华东的强对流和江淮的梅雨，都可能跟它扯上关系，这些灾害天气影响大，局地性和不确定性也很强。东北冷涡动静结合，捉摸不定的脾气给天气预报工作增添了许多变数，与之相关的灾害性天气是气象灾害防御工作中的重点和难点。

主动出击 破解难题

2022年4月，东北冷涡研究重点开放实验室与中央气象台、沈阳中心气象台联合发布的第一期《东北冷涡监测预报公报》（以下简称《公报》）与公众见面，东北冷涡从此有了正式编号。《公报》包含了东北冷涡路径、强度、影响、实时天气监测、预报和服务建议等信息，这意味着气象部门在对东北冷涡的监测、预报预警等方面的能力迈上了新台阶。

面对变化多端的东北冷涡，气象部门从业务和科研两个方面入手，见招拆招。

观测方面，根据东北冷涡的脾气秉性，气象部门升级改造了东北三省和内蒙古的600多个自动气象站，新建或升级了10多部新一代天气雷达和微波辐射计、闪电定位仪、固态降水观测仪等具有针对性的观测设备，再加上气象卫星和飞机探测的助力，监测东北冷涡变得更为科学和便利。从孕育、诞生到发展、消散，东北冷涡的生命史被气象工作者们观察得一清二楚。在精密监测的基础上，气象工作者们对东北冷涡所引发的灾害性天气的预报预警也更有底气了。目前，气象部门可以提前60小时发布强对流天气预报，风雹、龙卷等极端天气的潜势预报准确率也在不断提升。精细的预报预警为防灾减灾工作提高了针对性，打好了“提前量”。

科研方面，气象工作者们坚持“缺什么就研究什么”和“在实践中检验研究成果”。东北冷涡的影响机理、演变规律成为气象科研的焦点问题。气象部门建立了东北冷涡历史个例库，对东北冷涡引发的强对流过程进行了细致梳理和总结。基于上述资料，东北冷涡的生命史、云系特征、引发的强对流天气的分布特征等谜团将被一一解开，这个让人又爱又恨的天气系统将变得不再神秘。

随着科研、业务水平的不断提升，我们坚信，在不久的将来，气象工作者们将不再谈“涡”色变；公众在疾风骤雨来临前，也会多一份从容淡定。风雨过后，让我们一起走到户外，尽情享受冷涡带来的蓝天。（感谢河北省气象灾害防御和环境气象中心景华高工对本文的指导）

【责任编辑】谌 燕