关于衡量冷空气强度的标准

tom.hp · 发表于 2010-10-30 10:02

最近刚刚过去的强冷空气让大家还记忆犹新，这股冷空气使得全国大部分地区降温都达到了8-12度，CMA把它定义为下半年影响我国的首次寒潮天气，也是入秋以来最强的冷空气过程。不过这里也许一些人会提出质疑，单从降温上来讲，貌似还不如9月下旬中秋期间的那次强冷空气，那为什么这次还会被定义为入秋以来最强的冷空气呢？

其实这就牵涉到关于衡量冷空气强度的标准问题。这点其实在论坛和Q群里曾经也讨论过一些，但也没有得出很确切的结论。因此趁着最近冷空气活动比较频繁，在这里彻底讨论一下衡量冷空气强弱的标准，大家对此都可以各抒己见。我追击冷空气已经有10余载，颇有一些心得，这里先和大家分享一下。

关于冷空气的强弱，大家首先想到的是降温幅度。的确，在一般情况下，降温的大小是决定冷空气强弱的首要因素。因此如果只根据这点来衡量，刚刚过去的冷空气的确在降温幅度上不如9月中秋那次冷空气。

不过只用这一个标准来衡量所有的冷空气是不是过于局限呢？我们还是从这2股强冷空气来着手分析。大家可以发现，9月中秋那次冷空气虽然降温幅度非常猛烈，但从中有一个很大的特点，就是降温之前全国大部分地区气温都非常高，远远超过那时的气候值。比如东北不少地区最高气温还在30度以上，而长江中下游地区日平均气温也在30度以上；而降温之后并没有出现剧烈的负距平气温，而只是稍微负距平了一点点。拿上海来说，降温之前是30度，正距平7度，降温之后是19-20度，负距平2-3度。过程降温达到了10度以上，但气温总体还是正距平的。

再来看这次强冷空气，冷空气来临之前全国气温虽然还是正距平，但正距平幅度不大，一般也只有1-3度；而降温之后，全国中东部地区都负距平4度以上，局部地区达到负距平6-8度。同样拿上海来说，降温之前日平均气温是20-21度之间，正距平3度，降温之后日平均气温为12-13度之间，负距平4度，虽然降温幅度为8度左右，小于前者，但气温呈现负距平是远远大于前者的。

从这个实例可以看出，衡量冷空气强弱的标准不能仅仅限于降温幅度，降温以后的气温距平也是一个非常重要的因素。试想一下，比如处于隆冬季节的1月份，冷空气到来之前气温已经比较低，比如拿上海来说，在-2-4度左右，冷空气来了以后最低气温降至-6度，日平均气温跌破冰点，从降温幅度来说的确不大，但从气温距平来说是持续的负距平，难道可以说这股冷空气是弱冷吗？

所以在冬季，气温距平这个因素尤其重要，有时重要性会超过降温幅度。

tom.hp · 发表于 2010-10-30 10:05

除了以上2个因素，另外比如气压梯度、对流层低层降温幅度、中高层位势变化等等也可以反映冷空气的强弱，但一般只是作为参考而已。这边再来展开说一下对流层低层降温幅度与地面降温幅度的联系。

对流层低层，一般我们是取850hPa层面为主，因为这一层面的温度变化会直接影响到近地面气温。还是从9月中秋和10月霜降这2股冷空气来分析。从天气图分析的图中我们可以看到，前者给850hPa层面带来的降温小于后者（前者为降温12度左右，后者为降温16-17度），但从地面降温数值来看，正好相反。这是什么原因呢？

先看降温之前的情况：9月中秋那次冷空气到来之前，副高控制我国中东部大部分地区，盛行下沉气流，加上以晴到多云天气为主，地面气温高于850hPa层面好多；而10月霜降这股冷空气到来之前，中东部地区大多以阴雨为主，地面气温相对比较接近850hPa层面气温。

再看降温之后的情况：降温之后这2股冷空气都有一个共同点，就是天气没能完全放晴，特别是南方地区，天空云量很多，这就妨碍了辐射降温，使得地面和850hPa层面的气温再次被拉开。比如上海上空850hPa层面气温都已经降至0度以下，地面气温仍有12-15度左右。

在这2点共同作用下，使得这2股冷空气带来的低空降温和地面降温幅度正好相反。

因此低空降温幅度也是衡量冷空气强度的一个因素，但通常只能作为参考。

同样，中高层比如500hPa层面位势变化也不能具体反映冷空气的强度，因为冷高压是低层和近地面的天气系统。关于冷空气的不同类型，可见：《2008-09年我国秋冬季（08年11月-09年2月）气候回顾和总结》第7楼的第8点。

从以上分析可以看出，衡量冷空气强弱的因素有很多，比如降温幅度，降温前后气温距平，气压变化（梯度），低层温度变化等等，但这些因素存在主要和次要，我们分析冷空气的强度时要综合各种因素，然后从主次依次着手，不能盲目过于依赖某一个因素。

开尔文 · 发表于 2010-10-30 10:27

其实嘛，我觉得体感也是一个重要的衡量因素（其实对公众而言，体感等于一切。我管你降温多少，我感到冷了就是了）。这股冷空气，一举让华南差点由夏入秋，如此剧烈的在门槛边上的天气变动，给人的感观是大于一般的冷空气的。这股冷空气，让南海之滨的汕尾的民众都知道秋天来了。

当然，具体到各个地方，同一股冷空气给人们的感受可能不完全一致，所以体感是非正规的衡量因素。

爱我海坛 · 发表于 2010-10-30 10:56

我来YY。

目前，认同率最高的冷空气判别标准如下。
（此法由tom.hp发明，爱我海坛整理，请勿盗版，保留所有权利）
判别原理：根据冷空气强弱导致『tom.hp』打喷嚏次数的多少，来判定冷空气的强度

打喷嚏次数（每日）对应降温幅度（24h）    对应冷空气强度
200以上          12以上（摄氏度，下同）       非常强
100-200                8-12                            强
50-100                   4-8                            中等
0-50                      0-4                               弱

iceperple · 发表于 2010-10-30 13:41

扯一句~地形对冷空气的判别没有影响么？

大家都知道近地面冷平流延伸的时候会受到地形的严重影响，那判别冷空气强度是否需要加入地形的因素呢？
比如南方A地北侧有山脉，而其南侧的B地则位于平原上，根据资料看B地的过程最低和降温常常超过A地，那么如果某日有一波冷空气南下，并出现了A地降幅超过B地，我们说他的强还是弱呢？

我觉得需要另外参考一个标准，那就是“降温幅度”相对于“历史同期冷空气的平均降温幅度”，这个同期最多在前后1候，具体地点时间具体考虑。

另外很赞同开尔文的说法，对民众来说冷空气的强度判别直接由体感温度决定。以这次冷空气上海的情况说，开始降温的第一第二天有偏北大风，体感很冷，而出现辐射最低的那天则没有前几天冷。就民众来说肯定说刮风那天冷，而气象是为人服务的，研究中可以用气象标准，但对外的预报中则应该采用体感来判别，而非单项温度。

tom.hp · 发表于 2010-10-30 17:47

扯一句~地形对冷空气的判别没有影响么？

这只是局地性，而冷空气的强弱基本是以整块地区的降温情况而言，所以地形暂时不考虑加入影响冷空气强弱的因素。

举个例子，同一股冷空气，济南降温幅度一般都会大于石家庄，而同一次升温，济南升温幅度也会大于石家庄，这就是地形因素。

对于“降温幅度”相对于“历史同期冷空气的平均降温幅度”，这个比较难具体衡量，因为现在气温的气候值取值都存在异议，更不用说冷空气降温幅度的气候值了。

比如对于9月下旬和10月下旬这2股强冷空气，其实在历史上并不少见，所以还算属于正常的天气变化范围。

嫉妒鉨dē帥 · 发表于 2010-11-1 00:38

这次冷空气，CMA说是近5年以来最强的一股，冷空气强度和同期冷空气强度还要做对比吗？
专家的话：
经综合分析，21日开始的这次强冷空气过程将可能是近5年同期最强的一次冷空气过程。但其强度和影响均不及2002年10月下旬出现的强冷空气过程。
　　以北京为例，2002年的强冷空气造成北京10月27日出现了零下3.4℃的最低气温，而目前影响北京的强冷空气过程，预计26日至27日北京最低气温将在1℃左右，其最低气温将高于2002年10月27日。

dujuan · 发表于 2010-11-1 03:55

“冷空气强度”是个很学术化的说法......
公说公有理婆说婆有理的东西......降温幅度气压神马的，随他去......

吾等小民只关心冷的程度

PS. 偶然发现兲朝和泥轰在寒冷天气预警上的标准很不一样.....（天气预警是公共气象服务的范围）

模板：
***小时内，最低气温将要下降**℃以上，最低气温小于等于**℃，陆地平均风力可达**级以上；
　 OR 最低气温已经下降**℃以上，最低气温小于等于**℃，平均风力达**级以上，并可能持续。

——不同的***对应不同的颜色
------------------------------------------------------------------------------------------------------
北海道·宗谷地方    5月～10月：平均气温将出现5℃以上的负距平且至少持续2天
　　　　　　　　 11月～4月：最低气温将出现8℃以上的负距平
秋田县、宫城县    冬期：最低气温将低于-7℃ OR 最低气温将低于-5℃并持续数天
                     夏期：（略）
关东地方             冬期：最低气温将低于-6～-9℃（各地不同温度）；
                     夏期：（略）
鹿儿岛县·奄美地方  最低气温将低于5℃（不论冬夏）

——只有一种“低温注意报”，木有神马“蓝色”“黄色”....很黄很暴力...

eoj329 · 发表于 2010-11-2 16:31

同一股冷空氣影響不同地區,可能因冷平流流動的主體方向及路徑不同,造成不同地區的降温幅度和温度距平變化各有不同.所以同一股冷空氣的影響可能對於某些地方比較強,而相對於某些地方來說比較弱.

比如,09至10年的冬季數字上是全國偏暖,但可以認為冬季冷空氣對中國影響及破壞是偏弱嗎?現實情況顯然是相反,尤其在北方地區更是杯具.

另外冬季由於冷空氣叠加效應會刷出低温,所以也必須注意同時間段內不同冷空氣的作用過程.比如C號冷空氣補充使某地出現-20度的最低氣温,但並不代表C號冷空氣是最強.低温的出現可能由於A號冷空氣使某地氣温由2度降至-12度,接着由B號冷空氣繼續補充使某地的積温進一步下降至-18度,最後C號冷空氣到來再令某地氣温降至-20.

假如-20度比某地旬內距平負4度,那麽上旬內那波冷空氣才是導致氣温負距的主因?那一股又是最強?

現實大氣中不論大橫槽或大經向的形勢,冷平流的補充是存在持續補充的可能性(當然也有可能不持續補充),有時候很難從表面的最高温度或最低温度來判斷冷空氣的誰強誰弱,温度距平也可能不太靠譜.而書本理論上的直觀論述也都強調了平均降温幅度,所以寒潮的爆發很多時集中在秋春節候,冬候很少.如何精確論述"強冷空氣"真的比較學術化.

阿克顿 · 发表于 2010-11-2 16:38

除了平均气温，冬季极端最低气温也应该算一项重要的比较因素。

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[科普知识] 关于衡量冷空气强度的标准

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