全國罕見大風、暴雨,幕後推手是它
來源:南方週末

人間四月天的週末,由北至南,異常天氣正影響全國不少地區。
2025年4月11日,大風+強對流+暴雪+沙塵暴+暴雨,中央氣象台五預警齊發。
4月10日,北京發佈近10年來首個大風橙色預警,12日,15條軌道交通地面高架線路區段停運;4月11日晚,上海雷電大風預警高掛;4月11日6時至12日6時,河南鄭州、洛陽、信陽、駐馬店等地40個國家站最大風速達到或突破4月歷史同期極值;漫天黃沙吹起,不隻影響內蒙古,甚至影響到四川。
這些跨區域的異常天氣,背後有一個共同推手——東北冷渦。
相較於「副熱帶高壓」「熱帶氣旋」等耳熟能詳的天氣系統,冷渦的知名度沒那麼高,可理解為在高空旋轉的冷空氣「漩渦」。
東北冷渦活動於我國東北地區或其附近的高空,坐鎮東北,卻能「攪動」華北地區乃至江浙等地區的天氣。中國氣象局瀋陽大氣環境研究所副所長李得勤告訴南方週末記者,「許多極端天氣背後都有東北冷渦的影子。」
東北冷渦具有多變的情緒,一年四季都能發作——易誘發暴雨、冰雹、雷暴、短時大風甚至龍捲風等強對流天氣,還可能引發沙塵、強降雪等災害性天氣。
隨著氣候變化,氣象學家們發現,東北冷渦的影響越來越大、越來越「不可捉摸」。為了攻關東北冷渦的預報難題,2019年,依託中國氣象局瀋陽大氣環境研究所的東北冷渦研究重點開放實驗室成立;2021年,中國氣象局開始像颱風一樣,為東北冷渦編號。
為何風力最大時段在午後?
4月12日早晨,不少「等風來」的北京居民打開窗戶,發現風平浪靜,鳥語花香。臨近中午,風力開始加大。
中央氣象台首席預報員馬學款告訴南方週末記者,風力如此大的原因是:此次冷空氣勢力較強,而此前華北地區氣溫明顯上升,冷暖氣團交接的鋒面氣壓梯度大,形成地面的強風。而風力最大的時段往往發生在白天特別是午後,因為這一時段熱力條件較好,空氣上下層交換較劇烈,會將高空大風的動量下傳到地面,進一步加強風力。
雖然華北春天颳大風不是新鮮事,但如此強烈的大風仍不多見。馬學款說,在春季強冷空氣來襲時,華北地區經常會出現10級的陣風,但出現12級以上陣風的情況非常少見。
破壞性超強的極端大風不會普遍出現,往往發生在山區山口、樓宇之間等容易產生「狹管效應」的地方。
中國科學院大氣物理研究所研究員、國家重點研發計劃「東北冷渦致災機理及預報關鍵技術」項目首席科學家肖子牛介紹,本次影響全國大範圍的冷渦就是常說的「東北冷渦」。
「春季出現冷渦並不罕見,但像此次這樣強度大、位置偏南的冷渦比較少見,屬於近年來偏強的一次冷渦過程。」肖子牛說。
肖子牛解釋,這次東北冷渦的出現,主要是因為高空大氣環流發生了強烈擾動。4月以來,東北地區以東的西北太平洋上空一直有一個強大的高壓帶,就像一堵「空氣牆」一樣穩穩佇立。這堵「牆」向北延伸到極地,把極地渦旋推向位於北冰洋的新地島,並在東歐平原上空劇烈地製造波動環流,這種波動的能量一路向東傳播,影響到西西伯利亞和蒙古高原一帶,使高空的「脊」和「槽」系統(相當於氣壓的起伏)迅速發展。在這些高壓的「圍堵」和上遊強勁能量的共同作用下,東北地區上空就形成了這次非常強的冷渦。
東北冷渦通常出現在我國東北地區上空,尤其是春末到夏季最為活躍。冷渦中心大多出現在蒙古高原背風坡的大興安嶺和東北平原。根據冷渦中心的地理位置,氣象專家把東北冷渦細分為南渦、中渦和北渦三種。
馬學款在接受南方週末記者採訪時稱,東北冷渦逆時針旋轉,自西向東移動。當冷渦形成後,移動速度會變慢,位於冷渦西側的偏北氣流不斷引導冷空氣補充進入,冷渦對一個地區的影響時間也會因此延長。這正是為何北京等華北地區的大風將從11日夜間持續至13日。
除了持續時間長,大風的極端性也很強。北京市氣象台首席預報員雷蕾稱,北京市部分站點可能會接近或突破1951年以來歷史同期4月的大風極值。11日晚,北京門頭溝監測到13級陣風。這樣級別的大風,可以吹倒直徑30cm左右的樹木、廣告牌、簡易搭建物等。

北京通惠河東三環輔路邊,被大風颳倒的車輛。南方週末記者馮飛|攝
東北冷渦的異常變化與全球變暖密切相關
東北冷渦除了影響東北和華北地區,華中、華東等地的強降水和強對流天氣也有它的「貢獻」。
中國氣象局瀋陽大氣環境研究所副所長李得勤向南方週末記者介紹,東北冷渦會和其他天氣系統聯合,影響華中、華東等地。東北冷渦可以與歐亞中高緯度阻塞高壓、東亞夏季風、西太平洋副熱帶高壓相互配合,共同影響冷暖氣流的對峙位置,進而影響我國夏季的主雨帶分佈和移動。例如,長江流域梅雨降水量背後就有東北冷渦的影子。
東北冷渦對農業、交通、電力等都有威脅。肖子牛介紹,冷渦會導致大範圍的降溫和低溫冷害,在春季可能影響農作物出苗,在夏季如果冷渦活動頻繁,還可能影響糧食作物的灌漿期,出現「啞巴災」——外表看不出異常,但產量會大幅下降。

2025年4月12日,重慶出現浮塵和揚沙天氣。原崢|視覺中國|圖
歷史上的極端天氣,有的正是受到冷渦影響。
2019年,遼寧省鐵嶺市開原市遭遇歷史罕見龍捲風天氣,最大強度達到「超強」級別的四級。四級龍捲風的陣風風速達17級以上,破壞力巨大,能夠夷平房屋、扭曲鐵塔,甚至將重型物體捲入高空。此次災害造成7人死亡,190餘人受傷。
東北冷渦還能與多種天氣系統相互作用,導致更極端的天氣。李得勤稱,東北冷渦通過與西風帶、副熱帶、熱帶系統相互作用,對我國主雨帶的位置和強度均有影響。例如,當東北冷渦遇到近年來增多的北上颱風,一冷一熱兩股天氣系統相遇,帶來持續更久、強度更大的極端降水,極易形成洪澇災害,對東北、華北產生很大威脅。
雖然東北冷渦的破壞力強大,但目前人們對它的認識仍然不夠全面。
「東北冷渦的異常變化與全球變暖有密切關係。」肖子牛說,關於全球變暖背景下東北冷渦多尺度變化特徵和驅動機制,氣象學家們仍然不完全清楚。
李得勤介紹,1960年代,東北冷渦帶來年降水量平均約為45mm,約佔初夏總降水量的61%;2001年以來上升到63mm左右,約佔初夏總降水量的70%。2021-2022年,由於東北冷渦引發的強對流天氣,東北地區初夏降水量甚至超過了近年來汛期的平均降水量。
「只要有東北冷渦出現‘攪局’,各類天氣預報的準確率都會明顯下降。」肖子牛稱。目前東北冷渦的預報準確率並不穩定,在東北冷渦致災天氣發生的位置、強度演變等方面還存在較大不確定性。而且,在全球氣候變暖的背景下,東北冷渦的活動範圍、活躍的時間和演變規律都呈現出一些新的特徵,增加了預報的難度。
「儘管我國氣象工作者對東北冷渦已經有了長期的研究,但是由於受大氣、地形地貌等多種因素的共同影響,其活動範圍、頻次、強度和生命週期十分複雜。」肖子牛表示,東北冷渦活動具有較強的非線性特徵,加之常常與多種天氣產生相互作用,進一步加劇了其形成過程的複雜性與多樣性,其中的科學機理有待進一步探究。
如今,科學家們對東北冷渦的研究正不斷深入。
肖子牛介紹,為突破東北冷渦影響下預報準確率不高的瓶頸,在科技部重點研發項目的支持下開展科技攻關,目前已經初步揭示了一些東北冷渦演變的規律,並將數值預報模式發展和AI技術應用相結合,形成了一批對東北冷渦導致的災害的預報預警新技術。這些科研進展還在不斷充實和完善,需要在未來預報實踐中檢驗和改進。
記者 林方舟 南方週末實習生 劉舒雨