汛期天氣的「控制者」
雨帶南北擺動，高溫佔據「半壁江山」，在汛期變化多端的天氣背後，副熱帶高壓和颱風（熱帶氣旋系統）是公眾最熟悉的天氣系統家族「明星」成員。但事實上，這個家族十分龐大，還有溫帶氣旋、低渦、高空冷渦、低空切變線、低空急流、青藏高壓等眾多成員。他們不斷新生、發展和消亡，彼此關聯又相互獨立，演繹著大自然中的風雲變幻，影響著人們的生產生活。
圖為影響夏季降水的天氣系統。（東北冷渦和江淮氣旋為低壓系統，用字母D表示；青藏高壓和副熱帶高壓都為高壓系統，用字母G表示）
圖/文 李慧
地圖來源：標準地圖服務官網
審圖號：GS（2016）1569號 自然資源部 監製
01
高空冷渦
High-altitude cold vortex
7月25日凌晨，持續晴朗數日的福建省開始打雷下雨，閩清兩小時降雨量高達180毫米，「輕鬆」達到大暴雨標準。在雷雨襲擊之下，福建多地酷熱明顯減輕，福州當天12點氣溫只有25℃左右，十分舒適。
這場雨可不是梅雨，而是低渦的「兄弟」——冷渦帶來的，是黃海冷渦拋下來的小股冷空氣誘發了福建的雷雨。冷渦，是「冷性低渦」的簡稱，是來自中高緯度地區的一種具有深厚冷空氣的高空氣旋性渦旋，其強度隨高度的增加而增強。它有兩個特點：一是冷性氣團；二是逆時針旋轉。西部有冷空氣不斷補充南下，與南方的暖溼氣流匯合，容易形成雷陣雨天氣。一般情況下，冷渦雷雨大多發生在東北、華北，偶爾能到江蘇。這一次冷渦系統影響到福建極為罕見。
根據地理位置的不同，冷渦也有蒙古冷渦、華北冷渦和東北冷渦等不同的名稱，其中以東北冷渦最為著名。在東北地區，冬季的低溫、夏季的雷陣雨大都跟它有關。還有研究稱，京津冀地區除短時強降雨外，強對流天氣有一半以上都與冷渦有關。北京地區與冷渦有關的雷暴大風佔總雷暴大風天氣的近70%。而且，在冷渦生成初期，還可能誘發溫帶氣旋，產生區域性降水，是重要的區域性天氣系統。
02
青藏高壓
Qinghai-Xizang high
7月26日，一張從成都遙望百公裡之外雪山么妹峰的照片火了，與此同時，溫江氣象站最高37.3℃，打破紀錄；7月27日，成都平原高溫升級，市區老站達39.7℃，局部超過40℃。那幾天，除吐魯番之外，成都平原及附近地區成了全國最熱的地方。
這場高溫背後，並非大家熟知的副熱帶高壓，而是青藏高壓。青藏高壓是盛夏期間中心位置位於青藏高原上空的高壓反氣旋，環流強、尺度大、位置穩，是夏季副熱帶對流層上部最主要的環流。
在四川盆地上空，青藏高壓和副熱帶高壓總會「打架」。前者乾燥、溼度小，來自涼爽的青藏高原，如果它「贏得主場」，就會擠走可能帶來降水的低渦、切變線等，帶來純淨湛藍的天空和快速升高的氣溫；後者從海上來，帶著大量溼熱的空氣，一旦佔據先機，就會出現高溫悶熱的桑拿天。所以，這一次，在青藏高壓的控制下，成都空氣能見度極好，當然，溫度也快速上升了。
03
低渦
Low Vortex
從6月26日夜間至6月27日，四川盆地出現大到暴雨。6月27日早8點至28日早8點，重慶28個區（縣）出現暴雨，國道319線黔江段因暴雨引發滑坡阻斷交通，另有多條公路出現塌方。而後，降雨主陣地不斷東移，相繼轉戰江漢、江淮、黃淮等地。
這一降雨過程背後便是鼎鼎大名的「西南低渦」，也簡稱為「西南渦」。低渦是大氣低層中心氣壓較低的空氣渦旋，當低渦中有較強的輻合上升氣流（負責把水汽抬升至高空，凝結成小水滴或小冰晶），可產生雲雨天氣。我們一般把形成於四川西部地區，在700百帕高度上具有氣旋性環流的閉合小低壓系統稱為西南渦。
青藏高原東部橫斷山脈和四川盆地之間十分複雜的地形與高原上以及高原東南側的大氣環流相互作用，共同促使了西南低渦的形成。整個系統與地面相距1500~3000米，並逐漸向東移動，所到之處，大雨傾盆。西南低渦從出現到消亡一般不到48小時，但發展東移後生命史最長可達5~7天。在此次過程中，四川盆地受冷暖氣流的共同影響，6月26日夜間形成西南低渦系統，隨著偏南暖溼氣流增強，水汽輸送充沛，6月27~28日在東移高空槽配合下，西南低渦一路東移，相繼影響江漢、江淮、黃淮等地。
04
低空切變線
Shear line in lower level
7月6日至9日，從西南地區東部至長江中下遊地區，出現了連續強降水天氣，重慶、貴州、江漢、江淮、江南北部等地出現暴雨，有些地方的降雨量還達到大暴雨級別。長江中下遊幹流水位持續上漲，監利以下江段全線超警。
主導這場降雨的是名為「低空切變線」的天氣系統。切變線是呈氣旋（北半球逆時針方向）性轉變的兩股不同方向水平氣流的分界線，實際上也是兩種相互對立氣流間的交界線。比如西南風和東北風之間有一條對立的線，這條線就是切變線。
在切變線上，經常存在氣流的水平輻合和上升運動，容易產生雲雨天氣。切變線一年四季均可出現，但以春末夏初最為頻繁，6月和7月份的大部分強降雨都與低空切變線和低空急流有關。春季切變線主要在華南活動，稱為華南切變線；春夏之交多位於江淮流域，稱為江淮切變線；7月中旬至8月主要出現在華北地區，稱為華北切變線。由此可見，它的活動區域與副熱帶高壓脊線位置南北擺動有關。切變線上的降水量分布很不均勻，常在輻合較強、水汽供應充沛的地區形成暴雨。
05
低空急流
Low-level jet stream
7月6日至9日，西南地區東部至長江中下遊地區出現的連續強降水天氣，若不是低空急流的「鼎力相助」，光靠低空切變線，下不了這麼大一場雨。
一般來說，降水的出現需要水汽和動力抬升條件，後者的作用是使水汽冷卻凝結形成降水。而要形成暴雨，需要上述兩個條件可以持續較長時間。可以說，水汽是一切降雨的必要條件。低空急流，正是一位向低空大氣輸送水汽及熱量和動量的「快遞小哥」。
它將來自熱帶洋面的暖溼空氣向北輸送到較幹較冷空氣的下方，便形成了不穩定的大氣結構，產生強烈的上升運動，從而帶來暴雨、冰雹等對流性降水。風力大時，可達到8級（20米/秒）以上，相當於熱帶風暴的近中心風力，有時甚至出現龍捲風天氣。在華南地區，低空急流一般為西南或偏南氣流，多出現在副熱帶高壓的西側或北側邊緣。每年4月到6月，「副高」第一次北跳前，在其西側往往有較強的暖平流，在一定的天氣條件配合下，低空容易出現類似於漩渦的天氣系統，如果再與南支槽配合，往往會造成華南地區暴雨甚至特大暴雨。低空急流的強度具有明顯的日變化，夜間和清晨會有明顯增強，而白天和傍晚相對較弱。
06
溫帶氣旋
Extratropical cyclones
7月21日至7月22日，山東南部多地24小時降雨量普遍超過100毫米，達到大暴雨級別，有些地方甚至逼近特大暴雨。7月22日晚至7月23日，從渤海灣經山東到安徽、江蘇多地雨勢猛烈，且伴隨著雷暴大風等激烈天氣。渤海海峽、黃海北部和中部海域還出現9～10級、陣風11級的大風，客船停航。
如果22日晚上有機會看到氣象雷達拼圖，你會發現上述地區的大片強對流回波很像颱風來時的樣子。其實，這場強降雨、大風的「幕後推手」是溫帶氣旋，與熱帶氣旋（發展到一定強度即為颱風）同屬於氣旋。
溫帶氣旋又叫「溫帶低氣壓」或「鋒面氣旋」，是活躍在溫帶中高緯度地區的一種近似橢圓形的斜壓性氣旋。從結構上來看，它是一種冷心系統，中心氣壓低於四周，且具有冷中心性質。它們一年四季都可出現，在陸地和海洋上均能生成。根據發源地不同，還被分為蒙古氣旋、江淮氣旋和東海氣旋等。在西風帶的幫助下，溫帶氣旋自西向東移動，移動過程中常帶來多風多雨天氣，並伴有暴雨、暴雪或其他強對流天氣，有時近地面最大風力可達10級以上。
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