昨天，北京因大風(fēng)預(yù)警而進(jìn)入緊張狀態(tài)。菜市場被搶購一空，電商配送預(yù)約排到了半天以后，園林部門緊急砍伐枯樹并修剪長樹枝，許多商場的地下停車場免費開放。這種氛圍堪比南方沿海城市臺風(fēng)登陸前的狀態(tài)。

北京市氣象臺發(fā)布的大風(fēng)橙色預(yù)警顯示，平原地區(qū)陣風(fēng)達(dá)到9至11級，西部、北部陣風(fēng)達(dá)到11至13級，山區(qū)局地陣風(fēng)甚至可達(dá)13級以上。這是近10年來北京首個大風(fēng)橙色預(yù)警。河北、山西等地也發(fā)布了類似預(yù)警，內(nèi)蒙古中西部、山西、河北西部局地陣風(fēng)風(fēng)力可達(dá)12至13級。中小學(xué)提前放學(xué)，居民無必要不外出，戶外施工全部停止，汽車盡量停在開闊地帶，應(yīng)急部門嚴(yán)陣以待。

人們在不安中等待風(fēng)的到來。北方春天雖然常有風(fēng)沙，冬天和春天也經(jīng)常有寒流侵襲，但很少出現(xiàn)如此嚴(yán)重的大風(fēng)天氣。這讓人不禁擔(dān)憂未來是否需要增加防風(fēng)災(zāi)項目。

4月11日，北京的一些大學(xué)生提前將電瓶車放倒以防被風(fēng)吹倒。從大氣環(huán)流圖上看，這次大風(fēng)是如何發(fā)展的。4月11日上午，5500米高度的高空風(fēng)力圖顯示，中國北方上空的空氣流動出現(xiàn)了異常：原本冷空氣自西向東流動，這次卻徹底轉(zhuǎn)為從北向南，又在青藏高原邊緣受到阻擋，改為向東北流動，形成了一個巨大的“V”型折彎。

這種情況在天氣系統(tǒng)中并不罕見。地球自轉(zhuǎn)時，在不同緯度和高度上的角速度不同，會在大氣中形成羅斯貝波。而羅斯貝波在西風(fēng)帶，經(jīng)常表現(xiàn)為高空槽。但這次的“V”型高空槽轉(zhuǎn)彎過于極端，引導(dǎo)其下方的空氣流動形成了閉合，即西風(fēng)不再西流，而是如漩渦一樣逆時針流動，形成了冷渦。700百帕高度的空氣動力圖上，一個長軸的大氣漩渦已經(jīng)逼近華北上空。這個冷渦是4月10日在蒙古國上空生成的，一路加強(qiáng)并向東南移動。

今天再看空氣動力圖，冷渦已經(jīng)移動到北京上空。從1500米到1萬多米的高空，一個強(qiáng)大的大氣漩渦雄踞華北上空。冷渦和臺風(fēng)有相似之處，都是具有一定尺度的環(huán)流系統(tǒng)，都有閉合的環(huán)流結(jié)構(gòu)，中心氣壓相對較低，且都有較強(qiáng)的風(fēng)場。但形成機(jī)制不同，臺風(fēng)形成于熱帶海洋，冷渦則由高空西風(fēng)帶里的冷性低渦系統(tǒng)發(fā)展形成。此外，臺風(fēng)直接掃過地面，冷渦則在高空旋轉(zhuǎn)，并不直接掃過地面。然而，這次冷渦卻帶來了類似臺風(fēng)的危害。

這次大風(fēng)前，中國北部有明顯的升溫過程，例如4月10日北京最高氣溫達(dá)到了27℃。這不僅源于太陽曝曬，還因為冷空氣南下擠壓了本地氣團(tuán)，導(dǎo)致空氣密度驟增。因此，我們面臨的情況是一個巨大且寒冷的冷渦來到頭頂，同時冷空氣還在持續(xù)輸入，兩者深度耦合，給地面帶來巨大影響。

這次冷渦和冷空氣分別有多強(qiáng)呢？冷渦對應(yīng)的地面氣壓較低，與前面的暖氣團(tuán)形成鋒面交接，容易形成低壓氣旋。通常海平面的氣壓為1000百帕，冬天亞洲腹地的氣壓為1030百帕，臺風(fēng)眼的氣壓為950百帕以下，而這次華北的溫帶氣旋氣壓約為985百帕。另一方面，冷渦后面的冷空氣中心氣壓可能達(dá)到1040百帕，與前方的低壓區(qū)在幾百公里內(nèi)形成了50百帕的氣壓差，氣壓梯度達(dá)15百帕/百公里。這種巨大的氣壓差催動了極端大風(fēng)天氣。

除了水平梯度上的氣壓差，冷渦還是一團(tuán)飛速旋轉(zhuǎn)的冷空氣，冷空氣比暖熱空氣更重，會向下俯沖，在與暖空氣的交接中形成湍流。北京之所以成為這次大風(fēng)的核心區(qū)域，還因為地形放大效應(yīng)。北京西北高、東南低，是一個天然“風(fēng)洞”。冷空氣通過南口、古北口等山口時，受燕山、太行山擠壓，風(fēng)速會驟增，使得延慶佛爺頂、昌平虎峪等風(fēng)口區(qū)域的實際風(fēng)速比平原地區(qū)高2-3級。

更大的地理背景上，北京正處于內(nèi)蒙古高原到華北大平原的節(jié)點區(qū)域，京西的太行山背后正是西北風(fēng)南下的“風(fēng)口”。這些巨大的長條形盆地是冷空氣南下的重要通道。平時，當(dāng)冷空氣南下還未構(gòu)成風(fēng)災(zāi)時，我們不會注意到北京位置上的風(fēng)口效應(yīng)，但一旦風(fēng)大到構(gòu)成危害，地形上的疊加效應(yīng)就需考慮到了。尤其是冷風(fēng)翻越太行山后，冷空氣趁勢下沉，增加了風(fēng)勢。

在全球變暖和氣候變化越來越極端的情況下，很少達(dá)到災(zāi)害水平的大風(fēng)也在北方大地上咆哮?？茖W(xué)家們更多地談?wù)摎夂蜃兓驗閯討B(tài)變化太過叵測。大自然面前，唯有加倍小心警惕。