“气象万千”的丑寅之冬（连载完结）

开尔文

“气象万千”的丑寅之冬
世纪气象论坛（http://www.21cma.net）
开尔文

   
写在前面：tom管的《09-10年冬季气候回顾与分析》写得相当出色，并激起了我的写作兴趣。在li管的鼓励下，我决定尝试用另外的视点，来回顾、解读和分析这个精彩的丑庚之冬，来作为对tom管的大作的另类补充。
        
由于我的时间和精力有限，没法做到一气呵成，完成全篇的写作；加上也有分析天气图的任务，所以改而采用连载的方式，争取在半个月之内本篇作品。连载期间，欢迎大家踊跃地提出意见，并作积极的讨论，谢谢。
        
全文分为四章，今天更新第一章的一部分。

2010-03-01

第一章 冬季之前

   
1.1卢碧蝶舞——一石激起千层浪
   
为什么选择以卢碧开篇呢？因为在这个精彩的丑寅之冬，天气形势有两大关键词：第一，风车型环流形势；第二，气候带漂移。而风车型环流正式形成并开始演变，初始的振荡源，就是0920号台风卢碧（Typhoon Lupit,0920）。
   
“蝴蝶效应”的说法是，当某处的一只蝴蝶扇动自己的翅膀时，带来的气流变化，通过层层复杂的耦合和演变，最终将导致万里之外的一场风暴。在这个精彩的冬天开始之前，最初舞动蝶翼的，竟会是一个热带气旋系统，这不得不让人感叹大自然的奇妙。
   
秋处露秋寒霜降。霜降节气是二十四节气中秋季的最后一气，而恰恰是在霜降节气当天，影响到后期环流形势的混沌演变，从卢碧开始。
        
我们来看看2009年10月23日（霜降）00UTC的500hpa半球形势。低纬度菲律宾东北有一个低值系统闭合圈，而其东西两侧，是两环副高。东亚东岸，有一波南支短波槽正在接近中。
   
没错，菲律宾东北方的那个闭合圈，就是0920号台风卢碧。距离南海只有一步之遥，然而后来的形势演变，证实了这一步之遥，其实是咫尺天涯。

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曾经是超级台风（JTWC官方正式报文中是Cat.4,135kt；事后年鉴改为Cat.5,140kt）的卢碧，此时已经在鞍型场中被消磨得只剩台风下限等级（JTWC甚至已经降格STS）。强度的减弱，引导层面的变更，西风槽的接近，副高的变化，最终在鞍型场中的卢碧，身不由己地作出了转向的选择，并从转向之时开始了向温带气旋的渐变。
   
在这个时刻，我们还要注意到全球的形势。极涡勉强算是偶极分布，而阿留申和东欧各有一个强大的冷涡。-30℃的等温线，标识了冷区的大致位置。远洋副高相当偏北，显示高低纬度海陆温差相当剧烈。这一切都是风车型环流形成的前提条件，特别是温差，是支持风车型环流、乃至整个冬天天气形势精彩纷呈、气象万千的根源。在这个时刻，万事俱备，只欠一个初始的扰动源。而转向的卢碧，正好成为了这个振荡的源头，从此一石激起千层浪，揭开了冬天之前就确立的风车环流振荡的序幕。
   



   
10月26日12UTC，卢碧已经完全汇入西风槽中，位于日本以南海面。尽管JMA因为卢碧对本土的一定威胁，坚持将卢碧定为STS的上限强度，但其他机构基本已经判定卢碧完成了变性和转化。卢碧以强温带风暴的角色，继续万里的征程，趋向阿留申群岛。与此同时，北美西部的暖脊挺入极地，极高建立并被一众冷涡围观，欧美经向程度极其剧烈，拉开了那边的冬之序幕。我们已经可以从中看到，风车环流的雏形，和若隐若现的气候带漂移趋势。
   




卢碧的最终归宿，是以温带气旋（冷性气团）形式汇入阿留申低压，导致阿留申冷涡强化（10月31日00UTC，阿拉斯加以南一日负变高超过-230gpm），从而促成阿留申冷涡-阿拉斯加阻高偶极子系统相互正反馈强化，并随环流逆时针下传演变，加剧了北美洲经向程度，最终宣告了风车型环流的正式形成。从此，亚欧大陆每一个新的冷堆入海，就在海陆剧烈温差的基础上，激发下一波振荡并下传，风车轮番转动，一个个冷涡就犹如超级大风车的扇叶，转个不停，从秋末一直转到冬季的尾声，也依然没有多少变化。

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关于风车型环流和气候带漂移，这对丑寅之冬的气候关键因子，成因有待进一步的研究和探讨。非典型厄尔尼诺现象，前期太阳黑子的持续沉寂，平流层温度因子的异动，可能的冷暖转折趋势（虽然最终因冷暖转折失败而未能证实），高低纬剧烈海陆温差导致的海气耦合，都可能与之相关。不过，就具体天气回顾来看，最早开启精彩的风车振荡的初始扰动源，应该就是卢碧。卢碧蝶舞，风车从此轮转不息，将我们带入了一个精彩的气象万千的冬天。
   
曾记否，在秋末冬初，世纪气象论坛正是推出了“卢碧的叹息”——10月末低温竞猜活动（http://www.21cma.net/thread-5496-1-1.html ；http://www.21cma.net/thread-5497-1-1.html ）等一系列推广和科普尝试工作，而推起了“世纪之冬” 论坛发展新高潮？台风卢碧，也带给了论坛一个重大发展契机，是论坛的一个重大的转折点。
   

最后我们看看在霜降节气中期，以10月31日为代表的天气图形势。
   
卢碧已经完成历史使命，湮灭在阿留申低压之中。阿留申低涡和阿拉斯加阻高这对偶极子非常明显地呈现，北美、大西洋、欧洲经向活动极端剧烈。若考虑到经向活动中必然出现的切断低压，以略微偏心于北美的极涡为正中心，不是已经说明，一个超级大风车环流已经定型了么？
   
同时，在低纬菲律宾中部，由于卢碧远去而重新打通的副高南侧，活跃着0921号台风银河，趋向中南半岛。
   

   
如果当初卢碧克服那咫尺之遥的距离，闯入南海并避开西风短波槽，一切是否会改变呢？
   
我的答案是：如果那样，或许风车环流的正式确立还需要一段时间。但是在异常的气候背景形势之下，风车总还是会在秋末的一天，出现在北半球的环流之中的。也许，越是追击并学习气候演变，越会觉得气象气候的博大精深和难以掌握；但是，在追击和学习的过程中，所积累的、体会的，都是宝贵的人生财富，都有助于气象灾害防御意识的普及，和气候变化应对能力的提高。

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连载虽然尚未结束，但是希望大家多提提意见和看法，谢谢。

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1.2冬季之前的形势
在本篇回顾与分析中，以二十四节气之立冬作为冬季的开始。冬雪雪冬小大寒，这六个节气明显属于冬天；而由于我国纬度跨度甚大，加上初春时有倒春寒的现象，冬季的结束，暂时以惊蛰（2010-03-06）之前为准。
     
在概览整个己丑-庚寅年的冬天的时候，我们需要首先知道，我们是在什么样的形势下进入冬天的。由于我所回顾的主要重点是放在东亚区域，特别是我们所在的国度——中国，所以我们可以看看入冬之前，中国的天气/气候形势。
     
我们一般人看气候形势，基本上就是看温度和降水，以及相关的距平情况。如果按照专业的角度来看，仅仅回顾这些远远不够，还需要看一系列相关的专业天气/气候学数据，诸如74项环流指数等。不过，既然世纪气象论坛主要以科普为己任，加上我个人水平的限制，在此，我只给大家展示温度、降水及相关距平的情况。
     
首先是温度情况。以2009年11月7日（立冬）为一个参考时间点，我们来看看我国在入冬之前的温度情况。



我们从这张2009年10月8日到11月6日的30天气温距平实况图可以看出，在冬天到来之前，我国普遍还是以偏暖为主。全国一半面积以上的地区，气温距平都超过了1℃；剩下的绝大部分地区，气温也略微偏高1-2℃。这一点比较重要，因为我们可以从中知道，这个冬天的前半段（前冬），冷空气的势力是多么地强大。
     
仅仅看距平是不行的，我们再来看冬天之前的全国最高、最低气温分布情况。

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从11月6日之前的30天最高气温实况图我们可以看到，我国很多地方仍然算是在夏天，南北最高气温的差值并不剧烈。南方仍然有高温的区域，而北方最高气温也不算低（不过主要集中在前期的深秋时节）；只有高原之上，由于地形因素，部分区域气温低迷，不过那里可是长冬无夏的地方，这样的情况并不奇怪。
   

   
但是，只看最高气温也还是不行的。再看看11月6日之前30天的最低气温实况分布，我们会吓一跳：东北北部（大兴安岭山区）最低气温，达到-20℃以下；北方绝大部、西北和高原区域最低气温也都跌破冰点；最重要的是，安徽省大部也成为最低温在冰点以下的地区，这并不多见。
     
从我国北方地区的最高气温和最低气温之间的巨大落差，可以得知，在入冬之前，北方至少已经经历了一波较强的冷空气，甚至寒潮的侵袭。从10月31日的半球形势图可见，除了欧美地区之外，东北亚的强大冷涡，也引出了经向度强烈的竖槽，强冷空气采取偏东路径袭击我国。
     
这是气候带漂移的表现。实际上，在立冬之前，我国由于纬度分布因素，部分地区已算入冬；但即便如此，东北地区等地的入冬时间，较常年大为偏早。这暗示着在下来的这个不会太暖的己丑-庚寅之冬，我国某些区域将经历名副其实的“寒冬” ；在那里，所谓的暖冬将只是一个传说。
     
值得一提的是，气候带漂移现象，在风车型环流形成之后有加剧的趋势，但在风车环流振荡之前，北半球气候带南漂也已经有迹可循。除了东亚区域之外，从10月中旬开始，与我国北方同处北半球中高纬地区的不少国家（主要是处于北美和欧洲这些核心区域的国家）就已提前进入了冬季，多次遭遇了寒流和暴风雪的侵袭；北半球有相当一部分地区，打破了最早下雪的纪录。这可以从天气图存档记录中看得出来。仔细查看2009年10月的半球500hpa天气图形势，就可以看出，剧烈的经向度已经比较频繁地出现了，西风振荡相当强烈。

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除了气温情况，我们还得看看降水的形势。首先来看11月7日之前30天的降水实况分布。




     
在迈入冬季之前，我国的降水分布情况，是大部偏于干旱，但从降水量实况来看，绝对偏少值是有限的。然而，如果就气候平均值来算降水百分率距平的话，那偏旱情况大为严重。实际上，中国大部都是明显的季风气候区，到深秋就已经转为降水稀少，只有华西地区比较容易限于连绵的阴雨之中，但降水量也较为有限。从降水量实况图看，降水最多的区域集中在海南和华南西南部，这是拜神台0917号台风芭玛所赐（传奇的长征、数入数出之后登临海南岛，并在北部湾焕发变态的第二春）。




   
值得注意的是云贵区域，尤其是云南省。入冬之前这里的降水距平偏少程度，已经相当严重。这埋下了云南等地秋冬初春连旱的隐忧，并在后来演变为事实。在11月之前，这里本该如华西地区一样有一定的秋雨，但是“秋水未时至” ，导致三防配置的错乱（水库蓄水量不足），使得这个冬天当地的干旱，显得格外严重。
     
另外，江南和华南大部也偏于中旱。不过，在下来这个精彩纷呈的冬天，由于环流形势（气候带漂移，北中南支波动频密，西风振荡的经向程度强烈等）有利于东亚区域出现多波型降水，江南地区、华南中东部地区的旱情，后来是在这个冬天成功地趋于缓解了。
     
简单概括一下，我们是在全国大部区域气温较多年平均值偏高、降水较常年平均值偏少的情况下步入丑寅之冬的。而在气候带漂移迹象已经呈现、风车型环流振荡正式确立的情况下，北半球其他两个核心区域——北美和欧洲提前迎来了貌似寒冷的冬天，暗示着东亚这个冬天，不会那么平淡和流于寂寞，可以让照本宣科的“主流”官方气候预测言论，多少栽一些跟头。

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第二章 前冬

2.1立冬的预言——这个冬天不太暖 暨冬季环流总简析
为什么选择立冬作为这个冬季气候回顾和分析的开始呢？这是为了呼应我国传统历法中与气象气候紧密相关的公历设置——二十四节气，为我国传统物候气候知识作一个科普尝试。世纪气象论坛相当重视对传统气象科学的重新构建，从而在一个相对科学的氛围之中，让大家加深对气候和环流的认识和理解，而二十四节气追击、分析与展望，正是论坛的突出特色之一。因此，本篇回顾以每一个节气作为回顾的基本单元，向大家重新展示这个冬天的精彩内涵。
     
“冬雪雪冬小大寒” 。立冬是二十四节气中冬的开始。立即是预，而恰好在这个丑寅之冬，立冬节气的天气，预示了冬季前半段（我简称之为“前冬”）的许多气候趋势特点。立冬节气的天气，揭开了这个气象万千的精彩冬天的序幕，并让我们首先意识到这个冬天的不太寻常。与多年来官方媒体狂轰滥炸灌输的“暖冬”气象基调相反，这个冬天首先带给我们的资讯正是一种反动：这个冬天不太暖。
     
特别地，我们是在全国大部气温正距平的情况下迈入己丑-庚寅的冬天的，仅仅一个立冬，就完全扭转了这个态势，着实让人们重新感受到了久违的寒冷的严酷。


世纪气象论坛从立冬（2009-11-07）日开始对每日天气图展开分析，这最终变成了论坛的特色产品之一。因此，这个丑寅之冬，每一天的天气图演变形势，可以通过论坛相关的天气图分析释用产品加以回顾追击。不过，相信很少会有人能有那个时间和精力去完整地回顾；所以，我这里简略地以每一个节气为回顾单位，概述节气之内的天气大致演变趋势。

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立冬节气给人最深刻的印象，就是节气当中（第二、第三候，即2009年11月中旬）的全国性寒潮天气。这波寒潮的爆发，乃至全冬大多数寒潮形势，都源于气候带的漂移。本来在冬季应该较为稳定居于极地附近的极涡系统，分裂为多极形态并几乎同步南下，漂移到中高纬度（基本在北纬50°N附近，纬度甚至更低）。强大的冷气团，在堆积并将强度积累到相当程度之后，在环流的触发之下，主体剧烈南下，导致东亚区域陷于剧烈降温和大规模冷暖气团激荡之中。这一次寒潮，演示了这个冬天后来的全国性寒潮的基本模式，暗示着暖冬至少在前冬阶段，将淡出人们的记忆。
     
我们来看看立冬节气冷空气的大作。由于目前官方气候统计，并非以节气为单位，因而我将每个节气分为两小阶段（第一、第二候；第二、第三候），用两个10天，来说明整个节气的低温和雨雪态势。








立冬的第一、第二候，随着第一波偏北路径的冷空气打击，东北和华北北部地区率先结束气温偏高的形势；而后便是全国性寒潮打击，除了高原大部及西南南部地区之外，全国大部一举从气温正距平，扭转为气温较大幅度负距平的形势。而在第二候的尾声，降温尚未完全结束，寒潮的影响一直延续到立冬节气的第三候。
     
到立冬之末，全国绝大部分地区的气温距平，跌倒罕见的-4℃以上，这在近年来暖化似成不可扭转趋势的情况下，属于震撼性的事件。

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立冬节气中的寒潮，影响突出表现在11月中旬的天气。在此我多用两张实况图片（11月中旬的平均温度距平和最大积雪深度），进一步说明这次寒潮的剧烈程度。







值得一提的是，全冬除了寥寥数次但影响极大的全国性寒潮之外，更多的是偏北偏东路径的小型较强冷空气影响。在立冬伊始，我国就迎来一波偏东路径的冷空气，首先结束东北地区的气温偏高局面。而类似的冷空气影响，在整个冬天，次数相当频繁。根本原因依然是半球大气环流的异常（气候带南漂），而直接原因是东亚区域的西风经向度经常有限。提及这一点，对于理解全冬形势是有帮助的。
   
最后我们在两幅最低气温实况图中，再次感受立冬带给我们的“这个冬天不会太暖”的感受。
     
顺便一提，立冬节气中的寒潮，由于带给全国大部相当剧烈的降温幅度，导致我国不少地区的秋天显得异常短促。中旬的变温，以及前期偏高的基础温度，使得江南中南部很多地方在短短的一周多的时间内，直接从夏天转为冬天。