我国属于典型的季风气候区，从气候平均看，冬半年，我国受强大的西伯利亚高压控制，干冷偏北季风从大陆中高纬度吹向低纬度地区，在适当的大气环流配合下，强冷空气向南入侵影响我国大部地区，带来剧烈降温、大风以及雨雪冰冻、持续低温等灾害性天气，从而形成寒潮天气过程。
影响寒潮天气过程的关键要素之一是冷空气堆的强度，但每一次寒潮天气过程中冷空气的来源、强度和路径都有所差异。总体来说，影响我国的寒潮冷空气一般在西伯利亚至蒙古高原一带积聚加强，从而形成西伯利亚冷高压或者蒙古高原冷高压，在适当的天气系统配合下，冷高压系统向低纬度地区移动，伴随冷空气自北向南、自西向东影响我国。其中，强寒潮能够影响我国大部地区直至南海，而中等或弱寒潮天气则一般止步于南岭或云贵高原。寒潮的持续时间与天气形势稳定性、冷空气南下速度、是否有补充冷空气等因素相关，而寒潮带来的降温幅度则与冷空气自身强度、平流降温、辐射降温、云量以及地形、下垫面等复杂因素相关。极涡是北半球冬季极区对流层中上层气旋式涡旋，是大规模极地极寒冷空气的象征。当极涡中心偏向亚洲中高纬度时，极地锋区南压，会造成亚洲地区冷空气势力活跃、天气波动振幅增大，从而有利于寒潮天气的发生发展。因此，极涡活动状况可视为寒潮前的“信号枪”。西伯利亚冷高压或蒙古高原冷高压是地面上的大型反气旋环流，是亚洲地面冷空气堆的标志性天气系统，其强度可作为冷空气强度“指标”，其中心移动路径则代表了冷空气的移动路径，是寒潮天气过程中最关键的地面天气系统。冷高压前缘通常有地面冷锋，并伴有剧烈的降温、升压、大风等天气现象。寒潮冷高压、寒潮冷锋可视为寒潮天气过程的“运动员”。在适当的天气系统配合下，寒潮冷高压前方将配合地面气旋等天气系统发展，地面气旋将进一步增大气压梯度，有利于更强的大风天气产生，甚至卷起地面沙尘形成沙尘暴；气旋前部通常也有强烈的上升运动，在水汽条件配合下，有利于形成大范围的雨雪天气。
在寒潮天气过程中，夏季控制我国主要雨带的副热带高压系统相对次要，但在适当的天气系统配合下，副高边缘的暖湿气流北上，增强了亚洲大陆地区的水汽输送，有利于形成较强的暴雪、冰冻天气。此外，南支槽、高原槽等西风带系统也有利于水汽输送或者大尺度抬升，从而形成大范围雨雪天气。实际上，寒潮暴发的关键机制均与西风带大型天气系统波动相关。冷空气的堆积条件要求西伯利亚或蒙古高原冷高压持续加强，通常要求在极涡偏心背景下，在异常稳定的西风带大型长波槽（脊），如乌拉尔山阻塞高压、亚洲中高纬切断冷涡系统等高空形势主导下，极地冷空气源源不断在寒潮关键区堆积，冷空气持续加强。随着天气系统发展演变，当阻塞高压形势逐渐“崩溃”，或者冷涡横槽自北向南迅速转向完成东亚大槽重建过程中，引导地面冷高压南下，从而形成寒潮天气。因此，高空西风带长波槽脊演变对冷空气向低纬度地区倾泻以及发展加强起到关键的引导作用。此外，如气旋、南支槽、准静止锋等西风带系统均与大范围雨雪天气密切相关，也是寒潮的关键天气系统。
来源丨 中国气象局气象宣传与科普中心（中国气象报社）
编辑 | 中国气象局气象宣传与科普中心（中国气象报社）全媒体记者 叶奕宏
