審核專家:葉海英 中國氣象局氣象宣傳與科普中心(中國氣象報社)新媒體中心副主任
最近,北京連下幾場雨,結束了前一段時間的高溫天氣,也一掃以往悶熱的感覺,讓人頓感秋高氣爽。那么問題來了,在秋天,下雨和降溫為何聯系得如此緊密?
諺語有云:“一場秋雨一場寒”,這是古人通過長年累月的觀察得出的寶貴經驗。這句話的意思是,進入秋天后氣溫會逐漸降低,一場秋雨冷過一場。通常在后面還有一句話是“十場秋雨穿上棉”,幾場秋雨過后就可以穿冬裝了。那這種說法背后的科學依據是什么呢?
01太陽輻射的減弱
夏至以后,太陽直射點逐漸向南回歸線南移,太陽向北半球射出的光線不斷傾斜。此時,太陽輻射強度減弱,白晝時數減少。這不僅會使地面獲得的熱量越來越少,而且也使地面自身輻射冷卻加劇,逐步向熱量入不敷出的狀態推進。
圖為太陽直射點的移動規律
而且緯度越高的地區,熱量入不敷出的情況越明顯。這樣,在高緯度地區冷空氣堆積得越厚,爆發南下的頻次就越多,冷氣團向南位移便成為必然。這是造成一場秋雨一場寒的最根本的原因。
圖為地球公轉示意圖
02冷空氣南下引起降雨
較冷空氣向較暖空氣方向輸送,即空氣從冷的地區刮到暖的地區,稱為冷平流(cold advection),常引起較暖地區的溫度下降,是天氣劇變的因素之一。
進入秋季后,一股冷空氣從西伯利亞和蒙古國南下,遇到了南方的暖濕空氣。冷暖氣團交界面發生對抗、交綏,就形成了降雨。在白天,云層遮蔽陽光,并從高空降下“冷雨”,于是引起較為劇烈的降溫現象。
03輻射冷卻的加劇
當白天形成降雨、引起降溫后,到了夜間,隨著云的散去,降溫的過程仍在持續。
云層在影響溫度方面的作用如同我們用來保暖的被子。云層一方面能吸收地面向外的長波輻射,另一方面將來自地面自身的輻射返還給地面,向地面發射長波輻射-大氣逆輻射。
冷空氣的到來會使得區域內空氣變得干冷,氣層較穩定。當相關地域被來自北方的冷氣團控制后,夜間天氣轉晴,地面便失去了云層的覆蓋。這導致地面輻射散熱不會受到阻擋,當然,也不再有云層向地面的逆輻射。
太陽直射點南移使得地面獲得的熱量逐漸減少,再加上地面自身輻射冷卻的原因,地面上的溫度會越來越低。發生在夜間的這一悄無聲息的降溫過程,往往使氣溫達到同期極端最低值。
由此看來,下雨導致的降溫只是一種表象。冷平流加上地面的強烈輻射冷卻,才是使人們感受到近地層空氣一場秋雨一場寒的主要原因。
04冷空氣的頻頻南下
暖空氣和冷空氣交戰之后,往往會敗下陣來,向南方緩緩退去。而后,當地被冷氣團控制,天氣放晴,氣溫下降。數日之后當西伯利亞或蒙古地區又有新的冷空氣南下,與日趨衰敗的暖濕空氣再次在當地上空交匯時,又會形成新的降雨、降溫天氣。
冷空氣活動具有一定的規律性,一般來說,平均5~7天左右南下一次,10次秋雨差不多要2個多月時間,十場秋雨之后自然要穿棉了。
那么,夏天下了那么多場雨,為什么不會致寒?
夏季暖濕空氣充沛,只要有微弱的冷空氣就能形成降水,甚至大多數時候的降雨并不需要冷空氣的參與。夏季的高溫和強烈的太陽輻射促進了水汽的蒸發和大氣對流,加上季風和熱帶氣旋的影響,使得夏季降雨較多。因此,如果不是冷空氣南下引起的降水,就不一定使氣溫降低了。
此后一段時間,天氣會慢慢變涼,小伙伴們要隨時添加衣物,小心著涼哦!
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