“歷史同期罕見(jiàn)”“北京近十年最強(qiáng)”，首席預(yù)報(bào)員直呼“從業(yè)以來(lái)首次經(jīng)歷”……“暴走”的華北大風(fēng)已刮上熱搜，對(duì)南京也造成了不小影響。南信大大氣科學(xué)學(xué)院災(zāi)害性天氣分析與預(yù)報(bào)方向的曹潔教授，應(yīng)邀從科學(xué)視角拆解這個(gè)自然界的“超級(jí)大風(fēng)扇”。

Q：歷史罕見(jiàn)的大風(fēng)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(guò)12級(jí)的大風(fēng)。此次大風(fēng)，349個(gè)國(guó)家級(jí)氣象站4月12日的風(fēng)力突破了當(dāng)?shù)?月同期的歷史極值。北京市氣象臺(tái)發(fā)布近10年首個(gè)大風(fēng)橙色預(yù)警，足見(jiàn)其罕見(jiàn)程度。

與歷史同期相比，這次大風(fēng)的極端性主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

①風(fēng)力等級(jí)強(qiáng)。北方多地出現(xiàn)9-11級(jí)陣風(fēng)，局部地區(qū)甚至超過(guò)14級(jí)，這樣的風(fēng)力在內(nèi)陸地區(qū)實(shí)屬罕見(jiàn)，相當(dāng)于在北方內(nèi)陸瞬時(shí)出現(xiàn)了與臺(tái)風(fēng)同等級(jí)的大風(fēng)。

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(guó)自?xún)?nèi)蒙古到華南地區(qū)，幾乎席卷了大半個(gè)中國(guó)；此外，冷暖空氣對(duì)峙導(dǎo)致內(nèi)蒙古和東北出現(xiàn)強(qiáng)烈的暴風(fēng)雪天氣。

③持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。強(qiáng)冷空氣南下的寒潮天氣一般影響1-2天。然而，這次大風(fēng)受西北氣流源源不斷的“充能”，導(dǎo)致我國(guó)北方地區(qū)大風(fēng)要從4月11日一直持續(xù)到14日。

Q：同樣是渦旋，極端大風(fēng)現(xiàn)象中北方的冷渦與臺(tái)風(fēng)有什么不同？

“別看它們表面相似，其實(shí)內(nèi)里大有不同！”曹潔教授說(shuō)，從科學(xué)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(jī)制完全不同。北方的渦旋系統(tǒng)屬溫帶氣旋，又稱(chēng)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(tái)風(fēng)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(gè)別狠角色如“炸彈氣旋”外，溫帶氣旋的平均強(qiáng)度和生命史通常弱于臺(tái)風(fēng)。臺(tái)風(fēng)是中心風(fēng)力超過(guò)12級(jí)的熱帶氣旋，生命周期可達(dá)數(shù)十天，遇到強(qiáng)臺(tái)風(fēng)或超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，更加不好惹。

從切身感受上看，此次華北大風(fēng)與臺(tái)風(fēng)風(fēng)力等級(jí)持平的是陣風(fēng)風(fēng)力，而此次大風(fēng)的8級(jí)左右平均風(fēng)力可以近似理解為瞬間出現(xiàn)的超13級(jí)大風(fēng)與持續(xù)的5級(jí)風(fēng)取平均值，這些都與臺(tái)風(fēng)中心附近較長(zhǎng)時(shí)間、較大范圍穩(wěn)定維持12級(jí)左右大風(fēng)，完全不同。

Q：此次華北極端大風(fēng)形成的主要因素有哪些？具體機(jī)制是怎樣的？

專(zhuān)家表示，這場(chǎng)極端大風(fēng)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(shí)期，冷暖空氣頻繁交鋒。此次大風(fēng)開(kāi)始前，西伯利亞地區(qū)已積聚了大量冷空氣，而我國(guó)自3月以來(lái)地面溫度持續(xù)偏高，冷暖氣流“針?shù)h相對(duì)”，形成強(qiáng)烈的氣壓梯度力，在較大范圍觸發(fā)平均風(fēng)力超過(guò)8級(jí)的北風(fēng)。

曹潔教授自制氣壓梯度力示意圖

此外，午后太陽(yáng)輻射強(qiáng)，高低空之間發(fā)生強(qiáng)烈熱量和動(dòng)量交換，形成上升和下沉氣流的湍流，而高空存在的強(qiáng)風(fēng)與低空之間出現(xiàn)的摩擦力，對(duì)下沉氣流而言相當(dāng)于推力，帶動(dòng)它們加速，即“高空風(fēng)動(dòng)量下傳”，從而在地面形成超過(guò)9級(jí)的陣風(fēng)，風(fēng)向紊亂、持續(xù)時(shí)間短，危害極大。

地形、城市等復(fù)雜下墊面對(duì)大風(fēng)也有明顯的影響。不過(guò)，對(duì)于寒潮冷空氣大風(fēng)這個(gè)“噸位”的極端大風(fēng)，南京周?chē)降氐目臻g尺度較小，對(duì)風(fēng)速影響較小。

Q：本次大風(fēng)會(huì)造成哪些連鎖的天氣現(xiàn)象？大風(fēng)過(guò)后氣溫會(huì)回暖嗎？

華北遭受極端大風(fēng)影響，強(qiáng)風(fēng)裹挾沙塵形成沙塵暴，一路南下；北方冷暖氣團(tuán)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(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣。

4月13日21時(shí)全國(guó)空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI) PM2.5實(shí)時(shí)地圖

曹潔告訴記者，隨著大風(fēng)過(guò)程逐漸結(jié)束，各地氣溫將呈現(xiàn)不同變化趨勢(shì)：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(huì)快速回暖，但仍需警惕強(qiáng)對(duì)流天氣的突襲?！斑@場(chǎng)極端天氣事件再次提醒我們，面對(duì)復(fù)雜多變的氣候系統(tǒng)，做好防范準(zhǔn)備至關(guān)重要?！辈軡嵳f(shuō)。

Q：近年來(lái)華北極端大風(fēng)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(qiáng)。許多人好奇，華北極端大風(fēng)事件是不是變得更加肆虐？相反，華北冬春季8級(jí)以上大風(fēng)日數(shù)呈減小趨勢(shì)。

南京信息工程大學(xué)和北京市氣象臺(tái)近年一項(xiàng)合作研究，使用我國(guó)氣象臺(tái)觀測(cè)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(jí)以上大風(fēng)天的日數(shù)，呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。這些統(tǒng)計(jì)結(jié)果說(shuō)明每年冬春季出現(xiàn)大風(fēng)頻次降低，但不能說(shuō)明風(fēng)力等級(jí)也會(huì)減弱，即華北超12級(jí)的極端大風(fēng)不會(huì)跟著“退休”了。

曹潔教授自制北京8級(jí)以上大風(fēng)天數(shù)逐年變化圖

鏈接：“大風(fēng)天生存指南”來(lái)了！

①與冷空氣大風(fēng)中心位置“遙遙相望”的大風(fēng)，易局地突發(fā)雷暴大風(fēng)、冰雹、短時(shí)強(qiáng)降水、甚至龍卷等強(qiáng)烈的災(zāi)害性天氣，一定要聽(tīng)從氣象預(yù)警信號(hào)指引，非必要不外出。尤其是體重較輕的同學(xué)小心被吹跑了！

②遠(yuǎn)離高大建筑物、廣告牌、臨時(shí)搭建物、大樹(shù)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(fēng)速會(huì)加大。

④建議佩戴護(hù)目鏡、口罩，保護(hù)眼睛和呼吸道。除了防護(hù)沙塵暴，冷空氣大風(fēng)還會(huì)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(yán)重過(guò)敏。

揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞  楊甜子

校對(duì) 王麗麗