6．4 冬季季风与寒潮6．4．1 概 述
寒潮天气过程是季风问题中一个重要的方面。亚洲冬季风起源于西伯利亚(冷)高压，当高压离开源地向南爆发时，在其东侧和南侧可产生很强的北风或东北风，这就是在冬季常见的冷空气活动。
1．冷空气强度的划分
寒潮天气过程是指一种与强大冷高压相伴随的大规模的强冷空气的活动过程。根据我国中央气象台规定，当空气侵入后，凡气温在24小时内剧降10℃以上，最低气温降至5℃以下者称为寒潮。以后又补充规定：一次冷空气活动使长江流域以及以北地区48小时内降温10℃以上，长江中下游地区最低气温达4℃或4℃以下，陆上有相当于三个行政大区出现5～7级大风，沿海有三个海区伴有6～8级大风者，称为寒潮或强寒潮。未达到以上标准者，则称为较强冷空气或一般冷空气。
近年来，中央气象局在选编寒潮年鉴时，把冷空气活动划分为全国性寒潮、区域性寒潮、强冷空气和一般冷空气四类(详见寒潮年鉴)。各地区还可以根据不同条件和服务对象的需要，制定适合自己情况的寒潮警报标准。
据统计，冬半年侵袭我国的全国性寒潮平均每年有3～4次，只影响到长江以北或只影响长江以南的寒潮每年各有2次。但各年之间的差异很大，如全国性寒潮，最多一年可出现5次，最少者一次都没有。3～4月寒潮活动频数最高，11月次之。这因为春、秋两季是过渡季节，正是西风带急剧变化和大型环流调整期间，冷、暖空气势均力敌，相互更替频繁，天气形势多变，故寒潮过程较多。冬季，我国大部分地区为冷空气所占踞，冷空气居绝对优势地位，天气形势稳定，虽有冷空气南下，但不易达到降温10℃以上的程度，故寒潮过程反而减少。夏季，我国大陆为暖气团所占据，强冷空气很少能侵入我国中部和南部，只有在西北、东北等地，冷空气活动仍较频繁。全国性寒潮一般于9月下旬开始，次年5月才结束，3～4月寒潮活动频数最高，一次过程约3～4
2．冷高压
冷高压(又称冷性反气旋)的活动与冷空气活动密切相关。在冷空气南下之前，冷高压提供了形成冷气团的最理想的环流条件。而且，冷高压的强度也能反映冷空气势力的强弱；冷高压一旦南下，也必然带着冷空气南下，常可形成寒潮。
从范围和强度上来看，冬季欧亚大陆的冷高压是全球最强大的，水平范围最大可达4000～5000km，占据亚洲大陆面积的3/4，当然小的只有几百公里；中心气压强度一般为1040～1050hPa，最高达1083.3hPa(1968年12月31日出现在中西伯利亚北部)，不过到达江南一般不超过1030hPa，一般冷高压南下后都会减弱。
冷高压通常有两种类型：一是温度分布对称的准静止型冷高压，另一种是温度分布不对称的移动型冷高压。准静止型冷高压在冷空气源地较多见，温压场也较对称，中心轴线基本上垂直，强度随高度迅速减弱，500hPa以上就变成冷低压或冷槽，这种高压移动缓慢或呈准静止状态。在其控制下，有利于冷空气积聚、冷却和加强。冬季西伯利亚、蒙古地区常出现这种高压。移动型冷高压(这是影响我国最多的冷高压)，这种高压的温压场分布不对称，低层高压处在开口向北的大冷舌中，为低温冷空气。高层东半部为冷槽，有冷平流，引导冷空气南下；西半部(后部)对应有暖脊，有暖平流北上，因而是移动型系统。冷空气表现为东厚西薄，呈楔状。高压中心轴线随高度向西南方倾斜，强度随高度减弱，到3～4km高度处就变成高压脊。
地面冷高压处在高空槽后脊前偏北气流中，冷高压的发展机制主要是高层负涡度平流。因为高层风一般都很大，负涡度平流很强，其绝对值比局地涡度变化的绝对值大，因而伴有高层辐合、低层辐散，故而盛行下沉运动。下沉运动以高压东部和中心附近为最强，西部因有暖平流，下沉运动弱，甚至可能出现上升运动。
冷高压一旦出现，往往都有一个自激发展的过程：即冷高压后部(脊前)的暖平流和冷高压中心的下沉增温会使高层脊发展，脊发展使得脊前部的负涡度平流增强，其又使冷高压增强，冷高压的增强又反过来使后部暖平流冷高压中心的下沉增温加强。周而复始，使冷高压达到最强，之后由于冷高压上空完全由暖空气取代，中心轴线趋于垂直，系统变成暖性，或南下并入副热带高压消失。
冷高压上空常存在逆温现象：一种是下沉运动形成的下沉逆温，它覆盖着冷高压的广大地区；另一种是由于地面强烈的辐射逆温，导致近地面层空气很冷而形成的辐射逆温。
3．冷空气的源地和路径
冷空气的源地是指冷空气开始形成和积聚的地区。据统计，影响我国的冷空气有三个源地(如图6.13)：
(1)新地岛以西的北冰洋洋面。来自这个地区的最多(约40％)，达寒潮强度的次数也最多。
(2)新地岛以东的北冰洋洋面。来自这个地区并影响我国的冷空气次数较少(18％)，但其强度一般较强，达寒潮强度的次数也较多。
(3)冰岛以南的大西洋洋面。来自这个地区的也较多(约33％)，但因气温较高，达到寒潮强度的比例少。
据中央气象台统计，来自这三个源地并影响我国的冷空气有95％都要经过西伯利亚中部(70°～90°E，43°～65°N)，并在那里积聚加强，我们称该地区为“关键区”(如图6.13)。冷空气经关键区南下入侵我国有三条路径，包括从西伯利亚东部经蒙古东部-我国东北地区南下的路径(如图6.13)。
从反气旋频数图(如图6.14)可以看出：在冬季，亚洲冷高压出现频数最高的地区是从蒙古西部到我国河套地区，呈西北-东南向的狭长地带内，其活动可延伸到华东沿海。应注意的是，冷高压的移动路径和冷空气的路径不完全一致，但是它们有密切的关系。因冷高压的东部，一般都是冷平流区，因此，高压出现频数最多的区域的东边，显然是冷空气活动最多的地区。
4．冷空气活动和天气
冷高压和冷空气活动伴随的天气，随不同季节、不同地区以及冷高压的不同部位有很大的差异。冷空气活动主要出现在冷高压的东南部，冷高压的前沿一般都有冷锋存在，如果冷空气很强，达到寒潮程度，则寒潮前沿的冷锋也被称为寒潮冷锋。
强冷空气或寒潮过境时，突出的天气表现是：大风和剧烈降温，有时伴有风沙、雨、雪、雨淞和霜冻，春秋两季江南地区，还可能有雷暴产生。寒潮大风的风向在南北方也有差异：东北、内蒙古多为西北大风；华北、黄淮多为偏北大风；长江以南多为东北大风。由于寒潮冷锋的移速愈往南愈慢，有时会在南岭以北地区趋于准静止状态，所以，南方大风持续时间往往比北方长。
冷高压中心出海后，沿海地区有时会出现回流低云，特别在我国黄海、渤海和东海，有时在南海。回流低云主要是冷高压出海后，在前面吹来的暖湿气流，在冷高压经过的地面上升形成。