“2020见证历史”，这一年我们见证了什么就不用多说了。作为一名预报员，我负责处理天气。在我看来，2020年堪称历史见证的天气事件几乎无处不在，比如长江洪水，全年大部分时间没有台风。“2021年将继续见证历史。”年初，我们看到了大洋彼岸的两百年一遇的国会山事件。紧接着，在2月份的天气领域，我们看到了北美大陆罕见的极端寒潮和冬季风暴，以及由此造成的极端灾害。但是你知道吗，刚刚发生在我们脚下的天气事件，其极端程度不亚于北美的寒潮。幸运的是，虽然这种天气属于极端气候，但并不是灾难。没错，这就是2月19日至21日席卷长江以北大半个中国的异常增温事件，暂且称之为“史上最暖二月”。下面我先从供暖面积、供暖过程、最终的破纪录程度三个方面来了解一下这个事件的历史罕见性，然后再谈谈我个人对事件发生原因和过程的看法，这可能不正确。除特别注明外，本文所有数据及图片均来自中央气象台日常业务平台。1、史上最暖二月有多反常？1）升温区下图是最高温度分布图。每个数字代表一个国家气象观测站在2月17日至21日这5天的最高气温（不一定出现在21日，也可能出现在20日或19日等），带圆圈的数字表示最高气温持平或打破气象站有历史记录以来的同期最高记录。指同一天的历史周期加上前后5天，共11天。没有圆圈的数字还没有打破记录，但可能已经很接近了。破纪录算作“异常升温”吧。图片可能不是很清楚，但足以看出异常升温的区域基本覆盖了长江以北、长城以南的大部，甚至内蒙古中西部、新疆北部和甘肃的部分地区长城以北也在破纪录的范围内。破纪录的台站数量为905个，占全国所有台站的1/3以上。顺带一提，气象数据与历史同期数据的比较，并没有什么独特的方法。可以是同一个月，同一十天，前后5天，10天，15天等等，不同的方法得出的结论会不一样。有差异，但大致相同，一般不会影响极值判断。再举几组数字感受一下这次破纪录的酸甜苦辣：从21日白天最高气温来看，有25-25~29℃，河南西夏高达30℃。北京、天津、河北、山西、山东、河南、安徽、江苏、湖北、陕西、辽宁等省（直辖市）共有494个国家级气象观测站温度突破历史极值气象记录成立以来2月份的数值，约占全国总量的1%。/5，其中突破极值的站点比例，北京为95%，天津为85.7%，山东为83.2%，河南为77%，河北为65.5%。可以看出，由于21日的气温和2月的极值这两个条件，结果与之前的有些不同。看似破纪录的站点少了很多，其实这是因为部分站点的最高气温极值出现在20日或19日、21日，气温破纪录的数量有所减少。另一个原因是之前的同期时间指的是前后5天，即2月12日（17-5）到2月26日（21+5）之间，历史记录会小于整个2月，破数量自然也会高。显然，由于905这个数字来自5天内所有破纪录的站，因此比21日破纪录的494个站更能反映整个异常供暖过程。2）异常升温过程（持续时间和升温速度）事实上，上述大部分地区的升温过程都在与日俱增。从17日开始，气温已经连续升高了四五次。20日和21日三天内达到最高气温，等到升温过程结束，更新历史记录后，大部分破纪录地区这三天的最高气温可以排在同期前5位历史的，有的甚至占据前三，横扫历史记录到了爪哇国，虐完了，就是在地上蹭，我也觉得这么说有点可笑，但是我希望大家以后看破纪录区间第三部的时候多多包涵。回顾这个过程中最高气温的增幅，总体来说，这几天大部分地区的最高气温都上升了7-10℃，北方多站的增幅甚至达到了超过20°C。我们以北京国家台为例。升温前最高气温最低点为2月16日3.3℃，17日仅为3.6℃。但在连续两次上涨后，19日达到16.7℃，当时进入历史。四是21日达到25.6℃，总温升达到惊人的22.3℃。21号下午，正好去公园玩。我看到很多人都穿着短袖，但是。..她们手里都拿着棉袄，还有懒得脱掉还盖在身上的羽绒服。这个季节的北京，如果不太注意天气，然后走出暖气房，就是这样的效果。我当然会留意天气，所以我是穿短裤的人，呃。..手上拿着棉袄的，毕竟是春天要盖的，更何况春天还没有进京。下图选取了北京、石家庄、郑州三个城市南北方向最高气温的时间序列。基本上可以看到完整的升温过程，也代表了大部分的异常升温过程。3）破纪录程度从同期破纪录的程度来看，大部分地区的历史记录都有较大提高。以北京站前后5天同期历史对比为例。1992年2月26日的最高气温为17.9℃。20日最高气温上升2.9℃至20.8℃。21日，又上升了4.8℃，最高达到25.6℃。之前的第一被挤到了第三位，即这个过程的破纪录幅度达到了惊人的7.7度。好吧，你可能认为我在大惊小怪，我打个比方：球王贝利一年打进75球，而盖德穆勒打进85球，你是不是很惊讶。快40年过去了。在这期间，你看到了一位年进球超过30球的球员，都是巨星。你觉得这个记录很难打破吧？然后梅西横空出世，不仅破门，还一下子把进球拉到了91个。我想说的是，下一个记录必须是120球以上才能匹配我冲北京破纪录的温度。要知道，从北京国家站最高气温的气候平均值来看，5月上旬才24.9℃，5月中旬才26.3℃！此次打破纪录前，历史前十仅被挤在15-18℃之间。下图依旧以北京、石家庄、郑州为代表的历史战绩排名。可以看出，石家庄已经连续打破了3个记录，郑州也连续打破了2个记录。从三个城市的破纪录幅度来看，北京最高，为7.9℃，石家庄次之，为4.4℃，郑州最低，为3℃。这个破纪录的幅度基本上代表了温升的极端差异。该地区创纪录的增温幅度可达3-5℃，北大南小。综上所述，此次升温过程无论是在广度还是深度上都打破了历史记录，尤其是在北方地区。虽然我们的观察历史并不算太久，但大部分都在一百年以内。但若是用观察记录来翻看历史，恐怕历史上的稀有程度是无法形容的。我想称之为历史上唯一的！2.谁创造了历史上最温暖的二月？——温升原因及过程分析需要说明的是，以下的分析和结论均是笔者所学和工作经验得出的。毫无疑问，该观点不够系统和严谨，迫于时间和精力仓促写成，仅供参考。会涉及到一些专业知识，如果不感兴趣，看黑体就可以了。1）极简非专业结语版——制作史上最暖二月分几步？第一步，产生中西亚暖空气。中亚中南部及西亚，大致为阿富汗、伊朗、伊拉克等地区及周边地区，前期（约2月12-17日）由于晴空持续日照，结合其地面特征，极有利于接收太阳短波辐射（戈壁、沙漠），产生大范围暖干气团；第二步，将来自中西亚的暖干空气输送到东北。18日起，这团暖空气在西南气流的输送下开始向东北方向输送。19日，主力到达中亚北部，包括新疆北部、哈萨克斯坦和蒙古西部。并入因同样原因长大的较弱的局部暖气团；**第三步，暖气团东移、南移影响我国中东部地区。20日和21日，暖气团沿着宿敌寒潮经常走过的路径，从北疆向东、向南移动，创造了我国北方历史上最暖的2月。因此，这种暖干空气与中国夏季风从南方吹来的暖湿空气并不相同。估计是表亲吧。这种温暖干燥的空气是来自北方的狼（热浪）。**请看下面的动图，注意最显眼的红色部分，大致可以代表我说的暖干空气。你品尝，你仔细品尝。本图为2月12日至2月22日850hPa等压面温度及距平。异常是指与年平均值的距离。您可以将其视为异常度数。850hPa等压面大致位于海拔1400多米的高度，注意高度，而不是距地面的距离。如果你觉得有什么不对劲，没关系。相信我，这张图基本可以反应出这个过程。非常需要补充的是，这团暖空气并不是简单地从中西亚到东北再到东南来到我国。虽然这么说也不错，但实际上只是水平方向上比较快的移动而已，速度也差不多。大约60公里。事实上，它还在垂直方向上移动得非常缓慢，速度大约是每小时几百米。这就像一个幼儿园的孩子在玩滑梯。从中西亚跑到东北时，就是爬楼梯。从新疆北部往东南方向走的时候，就是滑梯。为什么说这个很重要呢，因为只在水平方向行进数千公里的事情并不少见，但就凭这起起伏伏，转一圈，不愧是“宇宙大传送术”！2）认真解释版——大范围持续晴空暴晒与大范围高气流下沉增暖共同作用的直接原因主要来自两个方面。首先是晴朗的天空阳光照射。晴空暴露在阳光下加热地面的能力正在迅速增强，地表变暖会迅速影响底层大气的温度。当大面积连续出现晴空时，有利于温度的积累；其次是高空大范围西北气流的空气下沉增暖运动。一般来说，当一股空气从高空下沉到地面时，每下降1000米，温度平均升高6.5℃。如果下沉的高空大气本身比同高度的下游东南地区暖，那么当它向东南移动并下降到地面时，会导致下游地表温度明显升高。这场大规模的升温过程是两者共同作用的结果，所以这次升温过程尤为极端。就造成这种极端的原因而言，后者比前者更重要、更重要，后者也直接影响到前者的表现，因为造成大范围晴空天气的主要原因是大范围高压-高空下沉气流。但你要找到根源，而中西亚的晴空和阳光是源头变暖的关键。如果你环游世界，这是先有鸡还是先有蛋的问题。就本地事件而言，后者是主要事件。以上两张图片来自我国最重要的气象武器二号：上图为我国风云四号2月21日14时的真彩云图，可以清晰的看到大片晴空区域北。下图是同时具有我国自主知识产权的全球数值预报GRAPES-GFS制作的500hPa等压面风，可以看到晴空区对应的大西北风带。气象领域也有重要的国家武器，比如多普勒雷达网，不过这次暖和的事件倒是无关紧要，马上就要来了。它将在强对流事件期间使用。顺便穿插一些天气小科普，不感兴趣的请直接跳过：这个等压面可不像你们看的条条拉面，其实很像薄煎饼，高度是海拔约5000米。我们对其进行分析，得到高空大气层的许多物理特征。从图中可以看到与晴空区相匹配的高空西北气流。风向杆指向风的下游。杆头竖起一条长线表示4m/秒，一条短线表示2m/s，一个小旗子表示20m/s，风速就是整杆上的风速，这个风速多少比上一个动画里的850hPa快，而且画的面积是16米多/秒，越蓝越绿越快，所以可以看到好像有条带子，没错，这就是著名的西风带，是影响温带最重要的天气系统。3）暖风“小伙伴们玩滑梯”的解释和证据这个有点难懂。简单来说，有两点大家有兴趣可以记住：第一，空气上升的时候，它自己会下降。压力越低温度越低，压力越高温度越低。这种变化与环境温度无关。二是在西风带，一般大范围的西南风为爬升风，西北风为下沉风。回想一下：空气上升、冷却并凝结成云。我记得这是小学语文课《看云知天气》里的科普知识。钥匙。回到之前的云图看看。你在中亚找到西南-东北方向的云带了吗？云下有的地方在下雨，有的地方可能是多云。这条云带是暖气儿童攀登的阶梯，云带西南和西部的晴空地带是暖气儿童出生和成长的地方。过了新疆，掉头向东南走。那就是小盆友们滑下来的滑梯。无论它们滑到哪里，它们都会保持温暖和干燥。滑下来坐在屁股上的地方是温度上升最极端的地方，大致在华北平原北部。看下面两张不同高度和时间的风温对比图。上图为20日08:00500hPa风温，下图为24小时后21日20:00850hPa风温。上图最大的特征是我国新疆和西北地区海拔5000米的暖带，其实对应的是我国北方黄淮地区低海拔1400米的暖带24小时后在下图中。动态分析了很多这样的图片（这里只展示了这两张），我认为此次形成史上最暖二月的最关键和主要原因是来自西北的大范围下降气流，它不仅带来了清晰的天空和阳光也带来了干燥温暖的空气。综上所述，20-21日本次大范围升温，尤其是北方地区升温的主要原因是，一股大范围暖空气从中部北部由西北向东南流动。亚洲，即蒙古西部和新疆北部。方向正向我国中东部地区倾盆，其路径犹如一股寒潮向东向南移动，但不同的是，暖空气在向东向南移动的过程中从高空逐渐下降，而其主体下降到地面的区域和时间也恰好是华北21日受影响最严重的地区。如果进一步考察中亚北部高空暖空气的形成原因，主要是来自中亚中南部和西亚东部的低层极暖空气向东北方向上升，中亚中南部低层暖空气形成的主要原因在于这里独特的戈壁沙漠地形极有利于阳光照射和升温。这股超大团暖空气从源头传输到落到华北周边地区的整个过程大约需要一周时间。堪称乾坤大转变，让人不禁赞叹大自然的鬼斧神工！4）说说网上流传的焚风效应的成因。一般来说，焚风是指山上的风吹下山，由于下沉增暖的作用，气温明显升高，湿度急剧下降。因此，从下沉和升温的角度来看，这一升温过程在物理机制上类似于焚风效应，但直接归咎于焚风效应并不妥当。首先，数万公里持续了一个多星期，规模远超焚风，最多下坡十个小时，足足走了几十公里的路；长浪，它的下沉是大范围大气环流的作用，而且是从高空下沉，与焚风的下坡完全不同。当然，在整体升温的背景下，也有少部分地区叠加了真正的焚风效应，尤其是太行山东侧的华北平原等地区，焚风效应在我国很常见。后记：作者目前在中央气象台（国家气象中心）天气预报岗位工作。在他20年的职业生涯中，他经历了许多重要或有趣的天气事件。他还经常做一些气象科普和天气预报解读。本文与大家分享大自然造就的神奇天气，并大胆称之为：“淘淘风云，为天代言”，本文为第一篇，感谢您抽出宝贵时间阅读。
