大风天一定降温吗？

作者：曹洁（中国科学院大气物理研究所）、赵玮（北京市气象台）

文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）

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我们常常听到的天气预报说，“未来24小时，xx地区将出现一次大风降温过程”。所以，大家会觉得：大风=降温。不过，真是这样吗？

还记得上周北京的大风么？

（图片来源：北京晚报微信公众号）

3月17日北京气象台发布大风黄色预警，“预计18日午后北京将出现6级左右偏北风，阵风可达8、9级”。当时不少小伙伴瑟瑟发抖：18日气温会下降多少？会不会像美股一样触发熔断？

然而……并没有。

大风影响地区气温不降反升？

先看冷空气入京之前，这场大风给河北带来的风速和气温变化吧。

从石家庄气象站风速（下图绿线）和温度曲线（下图红线）可见：3月18日凌晨1 -2时风速增加8.1米/秒，升温7.8℃。等等！凌晨时分、北风呼呼吹（风速超过学校附近的车辆限速），气温不降反升？

（图片图源：作者提供）

再看冷空气进京以后，北京市观象台记录显示：15-22时风速增加，极大风速22.1m/s（是百米记录保持者尤塞恩·博尔特速度的两倍多），16时达到最高气温26.2℃。这是今年3月以来的最热的一天，也是阵风最大的一天（北京延庆23.7米/秒、房山26.5米/秒均打破了当地3月纪录）。

（图片来源：改自网络）

到底什么样的风会带来降温？

我们一起来看3月上半月北京几次大风过程的气温和风速分别怎样变化。

（图片来源：作者提供）

3月1日、3日、5日、10日、12日北京地区都出现了4级左右偏北风（上图蓝色方框圈出区域），而对应时刻气温都在升高。看来3月18日的大风增温不是特殊事件！为什么大风没有带来快速降温天气？

温度变化十分复杂，通常我们考虑三要素——冷暖平流、辐射和垂直运动。对于冷空气影响下的大风天气，冷平流带来上游冷空气，会降温；白天晴朗无云、太阳直射，会升温；空气翻山下沉，则升温。一降两升，怎么判断？真让人头大！

（图片来源：作者提供）

强冷空气南下，北风翻山，下沉增温作用，会扛住冷空气先头部队带来的降温，当地温度不降反升；随后冷空气主力到达，强冷平流会让辐射和垂直运动靠边站，当地才开始大幅降温。

如果是西北来的干燥弱冷空气，翻过太行山-燕山，下沉增温抵消平流降温，小北风使空气变干，同时吹走雾霾，大气通透，晴朗无云利于光照加热，山下地区（从石家庄到北京）气温蹭蹭飙升，而且空气变得更加干燥，易发山火。

简言之，强冷空气来袭，北风来不降温，风停天更冷；弱冷空气过境，升温防山火。

带你认识北京的风

常听北京天气预报的朋友会发现：在没有明显天气过程时，北京白天一直都是北转南风2、3级，夜间南转北风1、2级。不是天气预报员在偷懒，而是由地形造成的“山谷风”环流。

北京位于山地和平原的过渡带，白天太阳照射，山坡升温快，热空气膨胀上升，平原冷空气补充，风由平原吹向山地，为偏南风；晚上山坡降温快，冷空气收缩下沉，风由山地吹向平原，为偏北风。风向的转换时间，随着季节气温变化时间不同而不同。

（图片来源：作者提供）

总结一下，风作为常规气象要素里唯一一个矢量，既有大小，又有方向。对于北京而言，强冷空气来袭，北风来不降温，风停天更冷；弱冷空气过境，升温防山火。没有明显天气过程时，白天北转南风，夜间南转北风。

（致谢：感谢《大气科学进展》金玲、河北省气象台金晓青为本文提供数据和文本支持。）

参考文献:

1.贺庆棠，1988：气象学。北京：中国林业出版社。

2.陆汉城，杨国祥，2004：中尺度天气原理和预报（第二版）。气象出版社，302pp。

3.尹炤寅，乔媛，沈建红，杜春燕，郭文利，2016：北京天气漫话。气象出版社，200pp。

4.周淑贞，1997：气象学与气候学．华东师大：高等教育出版社。

5.Cao, J., and Q. Xu, 2011: Computing streamfunction and velocity potential in a limited domain. Part II: Numerical methods and test experiments. Adv. Atmos. Sci., 28(6), 1445-1458.

6.Cao, J., L. Ran, and N. Li, 2014: An application of the Helmholtz theorem in extracting the externally induced deformation field from the total wind field in a limited domain. Mon. Wea. Rev., 142, 2060-2066.

7.Lutgens, F., E. Tarbuck, and D. Tasa, 2014: The atmosphere: an introduction to meteorology (12th edition). Pearson, 528pp.

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