编者按：近期正是东北冷涡活动频繁之时。作为我国中高纬度地区天气的重要塑造者，东北冷涡究竟从何处来？因何而生？它与华北冷涡、蒙古冷涡等有何不同？它与极端天气有关吗？本期科普看台，带您系统拆解东北冷涡的生命轨迹，对比冷涡家族成员的异同点，揭秘冷涡与天气系统、地形等联动机制，并为您呈现气象监测冷涡的手段。

专家顾问：

中国气象局沈阳大气环境研究所副所长 李得勤

中国气象局东北冷涡研究重点开放实验室观测试验团队首席 袁潮

辽宁省气象台首席预报员 周春晓

聊聊冷涡"四兄弟"

尽管东北冷涡是冷涡“家族”中对我国影响最大、范围最广、最具典型的冷涡，但在气象学领域，“冷涡”作为一种高空冷性低压系统，根据发生区域和特征，在我国还有华北冷涡、蒙古冷涡、高原冷涡等。它们既有共性，也有差异性。

从地理分布来看，这四兄弟的“老家”各不相同。东北冷涡是其中“定居”最稳定的成员，它生成于贝加尔湖的东南方，活动范围覆盖我国东北、华北北部及朝鲜半岛。每年春末夏初，它经常在东北平原引发冰雹、雷暴大风、短时强降水和龙卷等强对流天气。

华北冷涡则是由西风带低压槽或切断低压南移至华北上空，冷空气与华北平原的暖湿气流交汇，其形成于华北地区（主要包括京津冀、山西、内蒙古中东部等）上空的冷性低涡系统，属于高空大气环流中的一种涡旋结构。与东北冷涡相比，华北冷涡移动速度快、中心强度弱、生命史短（通常1至3天），更像一位“急性子游客”。它在春季至初夏最活跃，易引发华北地区的短时强降水。

蒙古冷涡的“籍贯”在蒙古国中西部的戈壁荒漠，是冷涡兄弟中位置最偏西的成员。夏季频繁东移南下，影响范围也有可能延伸至我国东北、华北乃至长江流域。

而高原冷涡常活跃于平均海拔超4000米的青藏高原，它分为高原中东部和高原西部两个主要活动中心，在 1989—2016 年间，气象卫星监测到其识别个数有增加趋势，受高原大地形和中尺度地形影响显著。

在天气影响方面，这“四兄弟”也各有“独门绝技”。东北冷涡的降水分布零散，以短时强降水、雷暴大风为主，还能直接输送冷空气。而华北冷涡的降水集中于午后至傍晚，常伴冰雹。此外，它还是华北沙尘天气的“幕后推手”，春季北风裹挟蒙古国沙尘南下。蒙古冷涡的降水持续时间长、范围广，与西南季风结合时可导致流域性洪水。青藏高原冷涡在夏季更为活跃，其降水特征与周边大气环流和水汽条件紧密相关，当其与特定环流形势配合时，可能在高原地区引发局地强降水等天气，影响高原的生态与人类活动 。

“四兄弟” 也存在诸多共同点。从本质上来说，它们都是冷性低压系统，中心温度明显低于四周，这种结构使得它们都具有一定的稳定性，能够持续影响所经地区的天气，雷雨、大风是它们的“标配”，虽然降水形式和强度有所不同，但都能在一定程度上缓解当地的旱情。（林禹彤）

冷涡+X=“组团”发威？

冷涡内部及其外围环流中蕴含着大量中小尺度对流系统,生命史短、空间尺度小，同时还伴有低空急流、锋面等。但冷涡真正的威力在于“组团”作战。

冷涡与其他天气系统/因子叠加时产生的“1+1>2”放大效应，正是极端灾害背后的“隐形推手”。

组合一：冷涡+北上台风

东北冷涡经常与台风、气旋等“打架”，造成暴雨甚至特大暴雨。东北冷涡通常会使台风受到强烈的低层冷空气的影响，使其内部结构受到破坏，降水范围和风力都会减弱。当东北冷涡位置在台风西方时，台风可获得更多热带水汽的供给，有助于其增强。

北上台风在接近东北地区时，东北冷涡的位置和强度会对其路径有显著影响。若东北冷涡处于台风移动方向的前方 ，会抵消台风的北方推力，使台风逐渐向西偏南偏移。若东北冷涡在台风后方，那么台风会受到东北冷涡吸引，偏向东北方向运动。

同时，一冷一热两股天气系统相遇，台风直接横扫地面，而冷涡通过 “动量下传”将高空强风“砸”向地面，形成瞬时强风。

东北冷涡与台风的相互作用主要表现为两种形式。一是台风北上时直接与冷涡结合。例如，2020年，台风“巴威”“美莎克”北上时直接与东北冷涡结合，冷暖气流剧烈交汇，在东北多地引发持续暴雨，部分站点日降水量突破历史极值；二是台风残余环流与冷涡在西风带中合并，这种耦合通常导致降水范围扩大、极端性增强，易引发洪涝和强对流灾害。例如2023年，“杜苏芮”“卡努”的残余环流与东北冷涡在西风带中合并，不仅在东北地区制造大范围降水，其外围气流与冷涡输送的干冷空气结合，还在华北引发极端暴雨。

组合二：冷涡+地形

东北冷涡在春末夏初最为活跃，极地冷空气在西风带低压槽后方南下，与来自黄海或渤海的暖湿气流交汇，温度梯度增强。蒙古高原和东北平原的地形会导致冷空气堆积，增强东北冷涡的滞留性。而华北冷涡则是西风带低压槽或切断低压南移至华北上空，冷空气与华北平原的暖湿气流交汇而形成的。受燕山和太行山脉对冷空气的阻挡作用，冷涡常在华北平原上空滞留或缓慢东移。

东北地区，特别是辽宁西部、吉林东部等区域，地形复杂多样（山地、丘陵、平原、海洋），地形对冷涡带来的气流有显著的动力抬升和阻滞作用，对水汽辐合和降水局地增幅有重要影响。

以辽宁西部地区为例，西部为努鲁儿虎山脉的东麓，而东部和南部则为广阔的平原。这种山地—平原交界的复杂地形，对冷涡带来的低层急流和暖湿气流具有显著抬升和辐合作用，使当地极易触发局地对流。如2024年8月20日葫芦岛发生的极端特大暴雨，便是典型的冷涡结合北上台风的背景下，暖湿气流与地形共同作用的极端个例。（刘倩 王鹏）

冷涡何处藏？科技来“透视”

冷涡，常常隐身于高空，其结构复杂、路径多变、致灾性强，是预报难度极高的天气系统之一。但随着气象科技构建起一张多维度、立体化的观测网，冷涡的“真容”也在不断被揭开。

在这张大网的底部，是陆基观测织密的地面网络。成千上万的地面自动气象站遍布于各地，提供高密度地表气象要素数据。如果说气象站是“触角”，那么风廓线雷达便是“探针”，它能获取从低层到中高空的风速和风向垂直分布，识别低空急流、垂直风切变等关键动力学特征，并对其进行追踪。而更具“穿透力”的微波辐射计，能透过厚厚的云层，“看清”大气边界层精确的温湿度垂直廓线，及时捕捉低空水汽辐合与不稳定能量，这些常常是剧烈天气爆发的“前奏”。一旦冷涡背景下强对流天气被触发，天气雷达便通过三维扫描、距离高度显示（RHI）等模式，精细探测冷涡内部的降水结构、风暴演变和对流特征。

冷涡并不只在陆地上发力，还与海陆之间的热力交换密切相关。为此，我国在渤海等关键海域布设海洋浮标和海上观测平台，实时提供海表温度、海风、海浪和近海低层大气温湿度等数据，帮助揭示海陆相互作用对冷涡及低空急流的影响。沿海岸的岸基雷达和激光雷达则进一步拓展观测视野，能远距离探测近海风场、水汽输送过程，有效弥补海洋观测的不足。

空中探测是“直插”冷涡核心的重要手段。探空气球是三维结构分析的基础，可以获取冷涡内部最直接、最完整的温度、湿度、气压和风场垂直廓线数据。为了弥补常规观测的盲区，“海燕Ⅱ型”等无人机作为“机动侦察兵”，可搭载下投探空系统、毫米波测云雷达、激光测风雷达等探测仪器，灵活深入冷涡关键区域，实现对冷涡近距离的连续观测。

再往高处看，在数万公里外的太空轨道上，风云四号B星等气象卫星正实时监测着冷涡云系的范围、结构和移动路径，通过可见光、红外、水汽通道等产品，识别强对流的发生和发展，提供冷涡宏观背景信息。全球导航卫星系统（GNSS）水汽探测技术，则利用全球导航卫星系统信号，反演出大气中的水汽含量，提供高时间分辨率的整层水汽信息，尤其适用于监测水汽输送和辐合区。

2022年6月11日，风云三号气象卫星下的东北冷涡真彩色图像。国家卫星气象中心供图

基于源源不断被“喂入”超级计算平台的海量实时观测数据，数值预报模式可对冷涡的生成、发展、移动、消亡及其致灾影响进行高分辨率的模拟和预测。敏感区分析等智能算法还能识别哪些区域预报不确定性最大，从而指导观测资源向这些关键区域倾斜，实现观测与预报的良性互动。（闫辰宇）

东北冷涡自述

我是东北冷涡，也是东亚中高纬天气气候的重要塑造者。作为 这里的“常驻居民”，我一年四季都会诞生，在春末夏初最为活跃。每 年中国不少地方的降水都有我的一份贡献，隔壁的蒙古、俄罗斯等国家 也常受我影响。 我一出现，常常成为各种极端天气的“催化剂”，像“8·20 葫芦岛特大 暴雨”“4·30 南通大风”“5·13 北京冰雹”…… 想准确预报我的行踪并不容易——我体内藏着好多活跃的中小尺度 系统，这些系统可突然引发强降水或强对流天气，就像开盲盒一样不可预 测，预报员很难精准拿捏灾害性天气的强度、落区和发生时间；我还会和高 空槽、副热带高压等大尺度系统互动，加上东北复杂地形“捣乱”，连数值预 报模式有时都犯难。正因如此，气象学家将我列为全球最具挑战的预报难 题之一。 但他们从没放弃研究我。近年来，他们利用风云气象卫星实时监测、 判定我的位置和强度，并建立历史数据库，研发能提前 1 周预报强降水的 技术，搭配人工智能优化暴雨落区预报。今年 6 月，科研人员更是首次使 用大型无人机“海燕”近距离观察我，收集我周围边界层的气象数据，为 的是更好摸透我的行踪和脾气，帮大家提前做好防灾准备。 相信随着科技的进步，这些“追涡人”终将破解更多关于我的 奥秘。因为他们探索的脚步，永远向着更安全的明天。