|
冬季也會有高溫？今年12月中旬以來，歐洲西部和南部受一種特殊的高壓控制，形成偏暖偏干的天氣。這種現象還有個很形象的名字叫“熱穹頂”。到底是怎么回事，看完今天的文章就知道啦。  Q1
什么是熱穹頂？ 
熱穹頂，是高空的高壓如同穹頂一樣罩住地面，使近地面大氣急劇升溫的天氣現象。對于受“熱穹頂”控制的地區而言，就如同在高壓鍋中一樣，會經歷高溫的炙烤。
Q2 熱穹頂?！罢帧痹谀膬?？ “熱穹頂”經常出現在北半球40°~60°中緯度的區域內。比如太平洋東部阿拉斯加地區、大西洋東部到歐洲西北部，在亞洲則經常出現在烏拉爾山及鄂霍次克海地區。中國東北和華北地區偶爾也會出現熱穹頂現象。
Q3 熱穹頂是如何形成的？ 要理解這個問題，我們得知道什么是西風急流，還得弄明白什么是極地低渦。為了找到這兩個家伙，我們得從基礎的內容先說起。來，一起看看熱力環流。
如圖所示，若近地面受熱，空氣在垂直方向膨脹上升，近地面空氣減少，形成低壓，高空形成高壓。同理，若近地面遇冷，空氣在垂直方向收縮下沉，近地面空氣增多，形成高壓，高空低壓。可以直觀地看到，同一地點，近地面和高空的氣壓中心的高低狀況是相反的。【注】同一地點，近地面的氣壓值永遠高于高空。近地面低壓中心的含義是，在同一水平面上，該地的氣壓低于周邊地區。 利用上述原理再去觀察三圈環流示意圖。關注極地地區，緯度高氣溫低，氣流遇冷收縮下沉，近地面形成極地高壓，高空形成低壓。
而位于中緯地帶的副極地高氣壓氣流上升，近地面形成低壓，高空為高壓。高空氣流，由高壓指向低壓，形成風力強勁的高空西風。高空摩擦力小，風力大，這支西風在氣象學中的專業術語為西風急流，即上圖中的紅色箭頭。（注意哦，它不是我們熟悉的盛行西風，盛行西風事實上圖中的紫色箭頭）那么，在三圈環流圖中，我們看到西風急流是自南向北吹，這不是南風嗎？為什么又變成西風了呢？來，看下圖。北半球高空的風，會在地轉偏向力的作用下向右偏，因高空摩擦力小，偏轉角度大，最終偏轉為西風。
花了這么大力氣，終于找到這個西風急流。這時，我們需要再引入一個新概念——極地渦旋。它就是下圖中綠圈家伙，它就是兩極地區高空的低壓渦旋。
位于高空的西風急流風速大，將極地渦旋禁錮在極地附近。
但隨著全球氣候變暖等異常氣象現象的發生，北極地區溫度偏高，極地渦旋也不再穩定，西風急流隨之出現異常情況。
在西風急流向北突出的位置，北上的暖空氣形成一個高壓區域，稱為暖脊。500hPa氣壓平面的位勢高度場
圖中的數據指單位氣團從地面上升過程中， 壓力下降到500hPa（即500毫巴），氣團上升的高度。 可簡單理解為，位勢高度越大，氣壓越高。 這塊涉及到大學物理知識，不詳細展開。 當暖空氣不斷北上，冷空氣不斷南下，暖脊就會被冷空氣包圍，并與南面暖空氣主體分離，形成閉合的高壓區，稱為阻塞高壓。
阻塞高壓與南方主體暖空氣脫離，成為一個相對穩定的高空高壓系統，這就是熱穹頂。
可以簡單認為，熱穹頂是西風急流帶彎曲后，暖空氣北上，在40°-60°高空形成的高壓中心。 Q4 為什么高空有這個高壓"穹頂"，就會熱？ ① 北上暖空氣 熱穹頂是暖空氣北上形成，北上暖空氣給熱穹頂提供了熱量來源。 ② 多發生在夏季 夏季，太陽高度角大，白晝時間長，到達地面的太陽輻射多，大氣受熱后溫度高。 ③ 氣候異常引起的升溫 隨著全球氣候變暖和拉尼娜等氣候異?，F場的頻發，局部地區存在異常升溫的現象，這也給熱穹頂現象創造了條件。 Q5 熱穹頂的高溫可以持續多久？ 熱穹頂的高空高壓系統相對較穩定，可以持續一至兩周，而且因為熱穹頂內部的氣流運動特點，熱穹頂內部溫度會越來越高。① 熱穹頂內部近地面溫度高，氣流膨脹上升，但高空的高壓勢力太強，反而將上升氣流壓回地面。下沉的氣流氣壓升高，內能增加，溫度進一步升高。如此循環往復，溫度越來越高。② 下沉氣流不易形成降水，晴朗的天氣太陽輻射量大，加劇高溫程度。③ 熱穹頂內的下沉氣流在近地面會向四周散開，阻擋周圍冷空氣的進入，使得熱穹頂內部沒有空氣交換，宛如一口巨大的高壓鍋，悶熱無比。
Q6 熱穹頂的高溫現象會帶來哪些后果？ 持續性的高溫天氣嚴重影響人類的生產生活，熱穹頂帶來的高溫給中高緯度的國家帶來不小負擔。① 氣溫偏高，導致居民用于制冷的能源消耗量較大，增加能源消耗；② 能源消耗量增加以及高溫的共同作用，可能導致輸電線路超負荷，破壞輸電等基礎設施；③ 易造成中暑、熱射病等，危害人類的身體健康和生命安全；
針對熱穹頂現象，我們無法通過技術手段控制空氣運動，達到短時間降溫的效果。想要從根本上減少熱穹頂現象的發生頻率還是需要從全球的節能減排入手，減少世界范圍的升溫，才能減少局部地區的極端高溫天氣。 Q7 冬季也有熱穹頂嗎？ 熱穹頂現象在任何季節都可能出現，但冬季與夏季的情況不同。冬季近地面氣溫低，熱穹頂控制下的高空高壓推動空氣下沉增溫，會出現近地面低溫、高空相對高溫的逆溫現象。
逆溫出現，會進一步抑制對流，減少降水，讓大氣結構更穩定，使暖空氣會被困在熱穹頂內相對較高位置。冬季的熱穹頂現象雖不至于引發嚴重的高溫問題，但對于海拔較高處，可能會出現溫度高于平均水平及降水減少的情況。圖為12月18日歐洲西部 850 毫巴（氣壓單位） 級別的溫度異常， 深紅色部分為熱穹頂控制區域。 這里海拔大約1200m，比長期平均水平高12-14°C。
做完題再走哦~ 2021年6-7月，加拿大和美國西部部分地區連日受到高溫熱浪的侵襲，多地氣溫超過50℃，最熱地區高達到81℃，打破歷史最高溫紀錄。此次極端高溫天氣，主要是由一種名為熱穹頂（原理如下左圖）的天氣現象導致的。下面左圖示意熱穹頂現象形成過程，下右圖示意熱穹頂現象對冷空氣的影響。（1）結合熱育頂現象形成的原理和該現象出現的地區，推測易發生熱彎頂現象地區的氣候特征。（2）分析加拿大和美國部分地區此次高溫天氣"高燒不退"的原因。 參考答案
（2）夏季，太陽高度角大，白晝時間長，到達地面的太陽輻射多，熱穹頂產生的下沉氣流阻擋地面蒸發的熱空氣向外擴散，并將熱空氣重新壓回地面，導致地面溫度持續升高；冷空氣少且勢力較弱，熱彎頂外圍存在向四周輻散的氣流，阻擋了冷空氣的流入。（3）高溫干燥，威脅農作物和植被的生長；威脅人體健康和生命安全；能源消耗量增大；火災發生的概率升高。
|
