寒波が襲来し、湖南省の気温は20度も下がり、北京や天津では気温が上昇した。冷たい空気は何をしているのでしょうか？

冷却は相対的です。同じ寒気でも、その寒気の強さによって冷却の度合いは大きく変わるだけでなく、前日の天候や通過時間によっても大きく変わります。寒波が南へ移動しています。ここ2日間の雨と雪のため北部は非常に寒く、日中の気温はあまり下がりませんでした。南部の湖南省は昨日は晴れていたが、今日は曇りや雨で空気が冷たく、気温が20度以上も急激に下がった。温度に影響を与える要因は多数あり、冷たい空気の直接的な冷却効果は間接的な効果よりもはるかに小さいことがよくあります。

1. 寒波と気温低下 - 一見単純だが実は単純ではない

今日、寒波は東と南に移動し、中国北部の降雪を吹き飛ばし、完全に終わりました。寒波で気温はどう変化するでしょうか？もちろん冷却は行われますが、冷却プロセスは実際には単純ではありません。まず、今日（15日）14:00時点と昨日14:00時点の全国の24時間気温変化グラフを見てみましょう。

私は写真の中で3つの興味深い点をマークしました:

1. 昨夜、寒波が中国北部を通過し始めた。今日の午後、山西省西部と内モンゴル高原の気温は10度以上下がった。しかし、東部では、北京や天津の平野部でも承徳の山岳地帯でも、気温の低下は顕著ではなく、わずかに上昇したところもありました。寒波がゆっくりと移動しており、東部にはまだ影響が出ていないからでしょうか?

2. 中国中部の河南省と湖北省の気温は昨日の午後に比べて上昇しました。ということは、まだ寒波や寒気の影響が出ていないということでしょうか？

3. 寒波が中国中部を通過していない場合、江南地方の湖南省と江西省南部の気温が20度以上下がるとどうなるでしょうか？

以下では、これらの現象とその原因について説明します。

2. 寒波はどこへ行ったのでしょうか?

この質問は簡単ですか？気温だけを見るのは少しわかりにくいので、風を見てみましょう。

2023年12月15日14:00に観測された突風は6以上

暗くて何も見えないんですか？ズームイン。

北中国東部に寒波と強風が到来しました。

四川盆地と江漢平原の突然の北風も寒冷前線です。

長江の南側の洞庭湖平原や鄱陽湖平原でも北風が強く吹いている。

上記の最初の気温低下グラフで江南地域を拡大すると、気温低下の数値は次のようになります。

2023年12月15日14:00に観測された24時間の気温変化

したがって、北風と気温の低下を考慮すると、寒気の最も速い部分は中国中部から湖南省南部、そして広西チワン族自治区北部の桂林に移動したことになる。これは南に移動する冷たい空気の通常の速度よりもはるかに速いです。何かが異常であれば、何かが間違っているに違いありません。

3. 寒波が飛び交っているようですね？

北から南にかけて、国家観測所5か所（北京天文台、雲州、大同、山西、襄陽、湖北、貴陽、湖南、興安、広西）を選択し、14日14時から15日14時までの24時間にわたる気象要素の変化を観察しました。これにより、寒気が到来して影響を与える時間を知ることができます。

2023年12月15日14時の海面気圧場

大同市雲州では15日午前2時ごろから寒波が到来し、24時間気温は影響前より11度低下した。

北京では15日午前4時ごろから寒波が到来し、24時間気温は影響前に比べ約1度低下した。

湖北省襄陽市では15日午前6時ごろから寒波の影響が出始め、24時間の気温変化は影響前より約3度高くなった。

湖南省貴陽市では15日午前5時ごろから寒気が流入し始め、24時間気温は流入前に比べて21度低下した。

広西チワン族自治区興安では15日午前8時ごろから寒気が流入し始め、24時間気温は流入前に比べて14度低下した。

興味深いのはここです。これまでの情報を総合すると、上記5つの観測所は遅くとも今朝には寒波の影響を受けたことが確認でき、14日14:00時点では全観測所が寒波の影響を受けていなかったことが確認できる。 15日14時の時点では既に各地で寒波が到来していたが、24時間の気温変化は急激な低下や上昇もあった。

さらに奇妙なのは、寒気が600キロ以上北にある湖北省襄陽よりも1時間早く南部の湖南省貴陽に影響を及ぼしたことだ。本当に北から南への冷たい空気が急上昇したのでしょうか？

4. 江淮のサイクロンが寒波を南に「飛び移らせる」

上記の観測データは、「襄陽より先に貴陽が寒気の影響を受けていた」というのが真実であることを示しています。その理由は、天候の複雑さを示す完璧な例です。その理由は次のとおりです。

本質的に、貴陽に影響を与える寒気は襄陽に影響を与える寒気ではありません。貴陽に影響を与える寒気は江淮低気圧によって生じた寒気であり、襄陽に影響を与える寒気は実際の寒波寒気である。寒波の寒気は南下した後、江淮低気圧によって発生した寒気と合流して一つになります。

サイクロンは独自に冷気を生成できますか?はい、この知識は専門的すぎるので詳しく説明しません。簡単に言えば、冷たい空気と暖かい空気の収束によってサイクロンが発生する可能性があると以前に述べましたが、サイクロンは常に冷たい空気と暖かい空気の収束によって引き起こされるわけではありません。今回の江淮低気圧は、暖かい空気が優勢な状況下での降水フィードバック効果によって形成された。降水により、太陽光を遮り、雨滴の蒸発によって潜熱を吸収することで、地上に冷たい空気が自ら生成されます。つまり、江淮低気圧の西側には自生する寒気があり、寒波の前に揚子江南部の気温が大幅に低下することになる。その「最初に道を切り開く」効果により、マクロレベルでは寒波が急速に南下することになるだろう。

下図は12時間前の15日午前2時の気象状況です。 2つの寒冷前線の前線を描き、上記の場所が寒冷前線の影響を受けた時間を合わせます。すべては明らかです:

15日2時の気象状況（海面気圧）

15日午前2時、寒波の主な寒気前線が北京から2時間、襄陽から4時間離れた大同に到達した。サイクロンによって発生した寒気前線は貴陽から3時間、興安から6時間離れていた。 15日昼間は、寒波の主力が低気圧がもたらした寒気に追いついた。 2つの寒気団の合体により、「寒波は急速に南下した」「北襄陽は南貴陽よりも遅れて寒気の影響を受けた」といった、一見あり得ないが実は非常に自然な「反常識」の気象知識が生まれた。

5. 常識：気温に影響を与えるのは冷たい空気だけではない

最近、私は複雑な気温変化を説明するために、気温に影響を与える複数の要因について精力的に話してきました（「北風が吹いて気温が上昇している - 「前線前線温暖化」の誤解の根本原因の簡単な分析」を参照）。

冒頭の 3 つの質問に戻ると、核心的な理由は実は 1 つで、寒波の前後の日中の天候の違いによって生じる太陽放射の気温への影響が、寒波の冷たい空気の移流効果よりも大きいということです。簡単な説明は次のとおりです。

1. 寒波が中国北部を襲い、西部では気温が急激に低下しましたが、東部では気温の低下は見られず、むしろ上昇しました。

答え：午後2時に雪が止み、西の雲が薄くなってきたからです。 14日は太陽放射加熱により底気温が高く、15日日中に寒波が到来すると気温が大幅に低下した。東部では14日も日中雪が降るなどすでに非常に寒かったが、15日には日中は雪が止んで雲も薄くなり、太陽熱の影響で寒波の冷却が緩和された。全体的な影響としては、気温は大幅に低下せず、むしろわずかに上昇しました。

2. 中国中部の河南省と湖北省の気温は、14日の午後と比べて15日の午後の方が上昇した。ということは、まだ寒波や寒気の影響が出ていないということでしょうか？

回答: 上記と同じ理由です。 14日日中、河南省や湖北省などの地域は依然として厚い雨雲や雪雲に覆われていた。太陽がなくてとても寒かったです。 15日日中は雲が薄くなり、場所によっては日が差すところもありました。下降する冷たい空気による温暖化効果の可能性と相まって、寒波の冷却効果は明ら​​かではなかった。

3. 寒波が中国中部を通過していない場合、江南地方の湖南省と江西省南部の気温が20度以上下がるとどうなるでしょうか？

回答：先ほども述べたように、15日日中の長江南部の気温の急激な低下は、江淮低気圧によって生じた寒気の影響によるものです。なお、この自生する寒気の強さ自体はそれほど大きくはないが、降雨や日差しの遮断などにより間接的に冷却効果が大きく、最終的には14日14時（晴れて暖かかった日）と比べて気温が20度も下がるという効果も達成した。

結論は：

これは、ポイント間の温度変化を使用して冷気の強度を測定する場合の制限です。前述の複数の要因の影響により、この 24 時間の温度比較では、特に日中の気温の変化に関しては、冷気自体の真の強さを反映できないことがよくあります。

寒気の強さは、寒気発生前後の日平均気温や日最低気温の変化で測定する方が比較的正確です。これは中国気象局が冷気を吸い込む際に使用する基準でもあり、最も合理的かつ科学的な基準です。しかし皮肉なことに、この最も科学的な測定基準は、冷却に関する一般の認識、さまざまな常識、さらにはデータの表面上の「冷却」とさえ矛盾することがよくあります。最も典型的な事例は甘粛省の白銀事件です。興味のある方は、2年前に書いた私の記事「過去を偲ぶために――甘粛白銀山マラソンの悲劇の「衝撃的」な天候を「数字」が物語る」を参照してください。

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