“歷史同期罕見”“北京近十年最強”，首席預(yù)報員直呼“從業(yè)以來首次經(jīng)歷”……“暴走”的華北大風已刮上熱搜，對南京也造成了不小影響。南信大大氣科學學院災(zāi)害性天氣分析與預(yù)報方向的曹潔教授，應(yīng)邀從科學視角拆解這個自然界的“超級大風扇”。
Q：歷史罕見的大風到底有多大？與歷史同期相比，處于什么水平？
曹潔介紹，每年4月，華北、江淮很少出現(xiàn)超過12級的大風。此次大風，349個國家級氣象站4月12日的風力突破了當?shù)?月同期的歷史極值。北京市氣象臺發(fā)布近10年首個大風橙色預(yù)警，足見其罕見程度。
與歷史同期相比，這次大風的極端性主要體現(xiàn)在三個方面：
①風力等級強。北方多地出現(xiàn)9-11級陣風，局部地區(qū)甚至超過14級，這樣的風力在內(nèi)陸地區(qū)實屬罕見，相當于在北方內(nèi)陸瞬時出現(xiàn)了與臺風同等級的大風。
②影響范圍廣。冷空氣“一瀉千里”，裹挾沙塵，自北向南影響我國自內(nèi)蒙古到華南地區(qū)，幾乎席卷了大半個中國；此外，冷暖空氣對峙導(dǎo)致內(nèi)蒙古和東北出現(xiàn)強烈的暴風雪天氣。
③持續(xù)時間長。強冷空氣南下的寒潮天氣一般影響1-2天。然而，這次大風受西北氣流源源不斷的“充能”，導(dǎo)致我國北方地區(qū)大風要從4月11日一直持續(xù)到14日。
Q：同樣是渦旋，極端大風現(xiàn)象中北方的冷渦與臺風有什么不同？
“別看它們表面相似，其實內(nèi)里大有不同！”曹潔教授說，從科學性上看，雖然都是快速旋轉(zhuǎn)的天氣系統(tǒng)，但二者的熱力結(jié)構(gòu)和生成機制完全不同。北方的渦旋系統(tǒng)屬溫帶氣旋，又稱鋒面氣旋，常伴隨著冷暖空氣交匯形成的鋒面，為冷心結(jié)構(gòu)，平均直徑有1000公里，十足“高冷”。而臺風屬熱帶氣旋，在海上誕生，有著深厚的暖心結(jié)構(gòu)，水平尺度更小。
從極端性上看，除個別狠角色如“炸彈氣旋”外，溫帶氣旋的平均強度和生命史通常弱于臺風。臺風是中心風力超過12級的熱帶氣旋，生命周期可達數(shù)十天，遇到強臺風或超強臺風，更加不好惹。
從切身感受上看，此次華北大風與臺風風力等級持平的是陣風風力，而此次大風的8級左右平均風力可以近似理解為瞬間出現(xiàn)的超13級大風與持續(xù)的5級風取平均值，這些都與臺風中心附近較長時間、較大范圍穩(wěn)定維持12級左右大風，完全不同。
Q：此次華北極端大風形成的主要因素有哪些？具體機制是怎樣的？
專家表示，這場極端大風的形成是多重因素共同作用的結(jié)果。春季本就是大氣環(huán)流調(diào)整的時期，冷暖空氣頻繁交鋒。此次大風開始前，西伯利亞地區(qū)已積聚了大量冷空氣，而我國自3月以來地面溫度持續(xù)偏高，冷暖氣流“針鋒相對”，形成強烈的氣壓梯度力，在較大范圍觸發(fā)平均風力超過8級的北風。
曹潔教授自制氣壓梯度力示意圖
此外，午后太陽輻射強，高低空之間發(fā)生強烈熱量和動量交換，形成上升和下沉氣流的湍流，而高空存在的強風與低空之間出現(xiàn)的摩擦力，對下沉氣流而言相當于推力，帶動它們加速，即“高空風動量下傳”，從而在地面形成超過9級的陣風，風向紊亂、持續(xù)時間短，危害極大。
地形、城市等復(fù)雜下墊面對大風也有明顯的影響。不過，對于寒潮冷空氣大風這個“噸位”的極端大風，南京周圍山地的空間尺度較小，對風速影響較小。
Q：本次大風會造成哪些連鎖的天氣現(xiàn)象？大風過后氣溫會回暖嗎？
華北遭受極端大風影響，強風裹挾沙塵形成沙塵暴，一路南下；北方冷暖氣團相遇產(chǎn)生暴雪；南方因不穩(wěn)定能量積聚，出現(xiàn)雷暴大風、冰雹等強對流天氣。
4月13日21時全國空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI) PM2.5實時地圖
曹潔告訴記者，隨著大風過程逐漸結(jié)束，各地氣溫將呈現(xiàn)不同變化趨勢：北方地區(qū)由于冷空氣持續(xù)影響，氣溫回升較慢；而南方地區(qū)則會快速回暖，但仍需警惕強對流天氣的突襲?！斑@場極端天氣事件再次提醒我們，面對復(fù)雜多變的氣候系統(tǒng)，做好防范準備至關(guān)重要?！辈軡嵳f。
Q：近年來華北極端大風事件是否增多？與全球變暖之間存在關(guān)聯(lián)嗎？
有研究表明，極端寒潮隨全球變暖而增多、變強。許多人好奇，華北極端大風事件是不是變得更加肆虐？相反，華北冬春季8級以上大風日數(shù)呈減小趨勢。
南京信息工程大學和北京市氣象臺近年一項合作研究，使用我國氣象臺觀測數(shù)據(jù)（黑線）和世界通用的再分析數(shù)據(jù)（紅線），均顯示：1979-2019年冬春季北京市8級以上大風天的日數(shù)，呈現(xiàn)明顯下降趨勢。這些統(tǒng)計結(jié)果說明每年冬春季出現(xiàn)大風頻次降低，但不能說明風力等級也會減弱，即華北超12級的極端大風不會跟著“退休”了。
曹潔教授自制北京8級以上大風天數(shù)逐年變化圖
鏈接：“大風天生存指南”來了！
①與冷空氣大風中心位置“遙遙相望”的大風，易局地突發(fā)雷暴大風、冰雹、短時強降水、甚至龍卷等強烈的災(zāi)害性天氣，一定要聽從氣象預(yù)警信號指引，非必要不外出。尤其是體重較輕的同學小心被吹跑了！
②遠離高大建筑物、廣告牌、臨時搭建物、大樹等，它們是潛藏的“空中殺手”。
③避免穿行在兩棟建筑物之間，受“狹管效應(yīng)”影響，局地風速會加大。
④建議佩戴護目鏡、口罩，保護眼睛和呼吸道。除了防護沙塵暴，冷空氣大風還會將花粉等顆粒帶入云層，在水分和閃電作用下，爆裂成更微小的顆粒，造成嚴重過敏。
揚子晚報/紫牛新聞記者 楊甜子
校對 王麗麗
編輯 丁皓宇
熱門跟貼