前天看到一篇来自著名媒体公号的10万+网络热文,解释这次极端大风过程的原因,大部分说的还是很好的,但可惜有一个低级错误硬伤,另有一个这次没错但可能下次会错的点,本文借此来简单说说大气物理的一点基础知识。
1、“这次大风前,中国北部有明显的升温过程,如4月10日北京最高气温达到了27℃。这既是源于太阳曝晒,也因为冷空气南下,挤压了本地气团,空气密度骤然增加,就像被子盖得厚了,有锋前增温效应。”
解:这是个超级巨大的低级错误!
没有边界的大气流体是不可能被另一大团没有边界的大气流体挤压的。不信试试用打气筒或者针筒,把底部去掉然后推动活塞,看看空气跑得有多快,看看能让被推动的空气密度增加不,要知道这个推者还不是气体而是活塞,而这个管子里被推的空气还是被围住了大部分边界的,没边界的你想想。
所以水平运动中暖气团可以被冷空气推动,但被挤压而增加密度是绝对不可能的。暖气团想要增大密度必须有垂直下沉运动,可暖空气已经在地面了又往何处下沉呢?这个说法完全违背了最基本的物理规律,是对大气物理缺乏基本认知的想当然,源自于对所谓“锋前增温”现象完全不能理解、却又非要解释、从而强行创造出来的说法(所谓“锋前增温”现象的正确解释可参考本号过往文章)。
2、“尤其是,冷风翻越太行山,冷空气趁势下沉,又增加了风势。
解:这个说法需要谨慎,它的成立条件比较苛刻,能不能达成要具体问题具体分析。大多数时候达不到,但这一次粗略推测确实是达到了。
要理解这个问题有难度,因为存在一些“反常识”的物理知识点,试讲如下。
通常来说山上空气虽然温度比平原低,但山上空气也更稀薄(气压更低),实际的密度比平原空气小,当山上的低密度的风冲进山下高密度空气时会被高密度空气压缩而增温,绝大多数时候都会增到比山下空气更暖,以至于即便压缩之后密度仍然比山下空气小,于是会受到推回山上的力作用而减速。
下图是说明空气随高度变化时气压和温度的变化规律, 2025年4月11日20时北京观象台的探空观测,蓝色线条是测得的各高度空气温度,斜红线是干绝热直减率线,代表空气升降时必然遵守的气压和温度变化规律。
整个探空测得的要素如下表中数值:比如海拔499米空气,空气温度19.9℃,气压是941.7百帕;地面是最上排数据,即测站海拔是34米,气温23.6℃,气压994.6百帕。
所以,只有山上空气足够冷,冷到下沉压缩增温之后依然比平原冷才可以实现“俯冲”,这时候它有个专有名词叫做“布拉风”。
至于本次过程,由于冷空气很强,从观测资料看,应该是达到条件了。11日晚间冷空气刚好正冲下山的是时间大概是22时,粗略的推演情形如下图所示,看起来是达成了“布拉风”了:即冷空气可以俯冲而下。
需要说明的是:上述的推演是非常粗糙和近似的,真实自然远比这个复杂。
---全文完---
欢迎关注公众号:涛淘风云