冷空气和暖空气是从气温水平方向上的差别来定义的。即位于低温区空气称为冷空气。多数在极地与西伯利亚大陆上形成，其范围纵横长达数千公里，厚度达几公里到几十公里。冷空气过境会带来雨、雪等，使温度陡然下降。每次冷空气入侵的强度不一样，有强有弱，降温幅度有多有少。冷空气像潮水一样涌动，受其影响范围广，可达到2千公里以上。由于移动的路径不同，受影响的区域也不同。

强度

根据强弱程度，中国将冷空气分为五个等级：弱冷空气、中等强度冷空气、较强冷空气、强冷空气和寒潮。

弱

使某地的日最低气温48小时内降温幅度小于6℃的冷空气。

中等

使某地的日最低气温48小时内降温幅度大于或等于6℃但小于8℃的冷空气。

较强

使某地的日最低气温48小时内降温幅度大于或等于8℃，但未能使该地日最低气温下降到8℃或以下的冷空气。

强

使某地的日最低气温48小时内降温幅度大于或等于8℃，而且使该地日最低气温下降到8℃或以下的冷空气。

寒潮

使某地的日最低气温24小时内降温幅度大于或等于8℃，或48小时内降温幅度大于或等于10℃，或72小时内降温幅度大于或等于12℃，而且使该地日最低气温下降到4℃或以下的冷空气。

发源地

天气预报中，常常提起“一股从西西伯利亚来的冷空气前锋上午达到新疆北部……”、“来自蒙古国的一股冷空气进入中国内蒙古东部至河套西部一带，冷空气将东移南下……”这样一类言语。入侵中国冷空气的产地在西西伯利亚还是在蒙古国？它的“老家”在哪里？其实，遥远的北冰洋、严寒的西伯利亚是冷空气的发源地。冷空气最初都来自北冰洋地区，然后经过西伯利亚地区得到加强。因为这些地区的纬度高，冬季黑夜漫长，白昼很短，日照时间非常少。在极地，甚至会出现极夜，太阳从不露脸蛋。因此，大地从太阳那里得到的热量十分微弱；而夜间，地面却向太空辐射损失许多热量，近地层大气随着地面不断冷却，气温越来越低，冷空气堆积在一起将变得越来越多。这一团温度极低的冷空气堆在西北气流的引导下，将自北向南推进，影响蒙古国、中国的北方、中国东部或中国大部地区。

寒流与寒潮

每年冬季都有很多次较强冷空气南下，造成中国大范围地区大幅度的降温。中国很多媒体都习惯称之为“寒流”，这种说法是不正确的。这种现象应该称之为“寒潮”。那么什么是“寒潮”，什么是“寒流”呢？二者如何区别呢？下面作一下具体的解释。

寒潮

寒潮是我国境内常见的一种灾害性天气，发生的次数较多，活动范围广大。寒潮，顾名思义是寒冷的空气像潮水一样奔流过来的意思，属于空气（冷空气）流动的一种形式。但并不是说所有的冷空气侵袭过来都叫寒潮，一般是冷空气侵袭到某地以后，若能使那些地方的温度在一天（24小时）内降低10摄氏度以上，同时那一天的最低温度又在5摄氏度以下时，我们才把这股冷空气叫作寒潮。但因各地受地理环境和气候条件影响，寒潮标准也不相同。由中央气象台2006年制定的我国冷空气等级国家准中规定寒潮的标准是：某一地区冷空气过境后，气温24小时内下降8℃以上，且最低气温下降到4℃以下；或48小时内气温下降10℃以上，且最低气温下降到4℃以下；或72小时内气温连续下降12℃以上，并且最低气温在4℃以下。寒潮一般都伴有大范围的大风天气，大风之后，严寒便接踵而至，会给渔农、交通、建筑、花卉甚至人们的健康带来危害，所以，寒潮来到之前气象台要发出寒潮警报。

（1）发生原因

侵入中国的寒潮，主要是在北极地带、俄罗斯的西伯利亚以及蒙古人民共和国等地暴发南下的冷高压。这些地区，大多是分布在北极地带，冬季长期见不到阳光，到处被冰，天然的大冰窖里面一样，越来越冷、越来越干，当这股冷气团积累一定的程度，气压增大到远远较南方高时，就像贮存在高山上的洪水，一有机会，就向气压较低的南方泛滥、倾泻，这就形成了寒潮。

（2）结果

受到寒潮侵袭的地方，常常是风向迅速转变，风速增大，气压突然上升，温度急剧下降，同时还可能下雨、下雪，出现霜和冰冻现象。寒潮南下，在中国西北和内蒙古及北方地区常有大风沙天气。在淮河以北地区一般表现为少雨，偶尔有降雪。过淮河后，降水机会增多。在中国冬季，寒潮一般是每隔3～8天出现一次，但比较强大的寒潮，平均每年有4次左右。大致在10月底至翌年1月下旬，个别年份在2月下旬也有寒潮发生。当寒潮向南方大规模流动时，暖空气也随之“节节败退”，因此所经过的地区，首先要受到暖空气的影响，温度显著升高。如果所经过的地区原来就已经在暖气团控制下，那么在寒潮前面暖空气不断输送之下，也会出现温度猛烈升高的天气。因而经常在寒潮之前要暖和一两天。

（3）路径

侵入中国的寒潮并不是每次都一样，这要看西伯利亚和北极地带的冷空气哪一部分气压最高，中国哪一部分气压最低。另外还受中国的高山峻岭阻挡的影响。

根据资料统计，95%左右的冷空气都要经过西伯利亚中部(70°~90°E，43°~65°N)地区并在那里积累加强。这个地区就称为寒潮关键区。从关键区入侵我国主要有四条路径：

(一)西北路(中路)冷空气从关键区经蒙古到达我国河套附近南下，直达长江中下游及江南地区。循这条路径下来的冷空气，在长江以北地区所产生的寒潮天气以偏北大风和降温为主，到江南以后，则因南支锋区波动活跃可能发展伴有雨雪天气。

(二)东路冷空气从关键区经蒙古到我国华北北部，在冷空气主力继续东移的同时，低空的冷空气折向西南，经渤海侵入华北，再从黄河下游向南可达两湖盆地。循这条路径下来的冷空气，常使渤海、黄海、黄河下游及长江下游出现东北大风，华北、华东出现回流，气温较低，并有连阴雨雪天气。

(三)西路冷空气从关键区经新疆、青海、西藏高原东北侧南下，对我国西北、西南及江南各地区影响较大，但降温幅度不大，不过当南支锋区波动与北支锋区波动同位相而叠加时，亦可以造成明显的降温。

(四)东路加西路东路冷空气从河套下游南下，西路冷空气从青海东南下，两股冷空气常在黄土高原东侧，黄河、长江之间汇合，汇合时造成大范围的雨雪天气，接着两股冷空气合并南下，出现大风和明显降温。

寒流

亦称凉流、冷流，就是本身水温比周围水温低。寒流是世界海洋中海流家庭的重要成员。它作为寒冷海洋的使者，从高纬度或极地海洋流向中低纬地区，给所流经海域带来一片清凉的气息。亲潮就是西太平洋最大的寒流。

寒流与其所经过流域的当地海水相比，具有温度低、含盐量少、透明度低、流动速度慢、幅度宽广、深度较小等特点。在向中低纬度流动的过程中，寒流不断与周围海水混合交换，温度和盐度逐渐升高，上层密度变小，寒流水与当地水之间形成密度变化急剧的水层——密度跃层，这对水下舰艇活动影响较大。

要清楚什么是寒流，就要先来了解什么是洋流。海洋表层的水，以巨大的规模、相对稳定的速度，缓慢地沿着一定的方向有规律地不断的流动，称为洋流，也叫海流。洋流按其性质可分暖流和寒流两种。凡流动的洋流，海水温度比经过的海区水温高的称为暖流，一般从低纬度流向高纬度的洋流皆属暖流；凡流动的洋流，海水温度比经过海区海水温度低的称寒流，一般从高纬度流向低纬度的海流皆属寒流。东西方向流动的洋流，一般属暖流性质，唯有南半球的西风漂流，由于受南极大陆及海上浮冰的影响，海水温度较低，属寒流性质。

洋流产生的影响：洋流的主要影响是对大陆沿岸气候有很大影响，寒流会使流经海区和沿海地带的气温降低、降水减少。暖流流经的海区和沿海地带，一般较同纬度其它海区气温高、空气湿润、雨量充沛，有利于农业生产。

洋流主要成因：是海面受长期而稳定的风向吹送形成的；此外，还与各地海水的密度、海面的高低、地球自转偏向力和陆地轮廓、岛屿的分布等有关。各大洋洋流的分布和流动的方向虽然很复杂，但还是有规律可循的。

（1）在赤道至南北纬40°或60°之间，形成一低纬度环流，其流向在北半球呈顺时针方向，南半球成逆时针方向。每个环流的西部都是暖流，东部都是属于寒流。

（2）在北纬40°或60°以北形成一高纬环流。其环流方向为逆时针方向，环流西部为寒流，东部为暖流。

（3）赤道以北的北印度洋，因位于北回归线以南属季风洋流。冬季吹东北季风，表层海水向西流，洋流呈反时针方向流动；夏季吹西南季风，表层海水向东流，洋流呈顺时针方向流动。

（4）东西方向流动的洋流，除南半球的西风漂流外，都具暖流性质。

由以上分析可以看出，寒潮是属于空气（冷空气）流动的一种形式，而寒流则是属于洋流（海水）流动的范畴。因此，寒潮和寒流是两种完全不同的概念，二者是不能混为一谈的。

锋面

在气象学上，它们交会时会产生带状的界面，称为「锋面」。锋面带，短的数百公里，长的有几千公里，由下而上逐渐随高度变宽，并呈现倾斜状态，冷空气位在下方，暖空气位于上方，结构正如图所绘的样子。

锋面会随冷暖空气的移动而前进，而於移动情形的不同而分为冷锋、暖锋、滞留锋、囚锢锋四种，并造成四种不同类型的天气型态；在台湾最常见的是冷锋和滞留锋。

当冷空气推锋面向暖空气方向移动时，称为「冷锋」，这种锋面过境，地面气温会降低变冷。冷锋移动有快慢之分，跑得慢的冷锋，暖空气上升较慢平稳，而出现层状云，降雨缓和；跑得快的冷锋，暖空气受冷空气猛烈冲击快速上升，造成浓厚的积雨云，这时地面就会下起雷电交加的大风雨。

若暖空气的势力强过冷空气，而锋面向冷空气方向运动，就形成「暖锋」，会使经过地区的气温增高。暖锋的锋面前方是一大片范围广阔的云雨区，连绵数百公里，造成持续不断的降雨，降雨型态是和冷锋不同的。

冷锋或暖锋是在冷、暖空气某一方势力较强时发生的锋面。但假使冷、暖空气两方势均力敌，锋面便无法迅速移动，而徘徊、停留于原地，造成冷锋与暖锋同时出现的云雨天气。

影响

冷空气入侵的主要影响是带来降温和大风，有时也会出现大范围的雨雪天气，这是冷、暖空气交汇作用的结果。当暖湿空气的条件不好、环流条件不利时，冷空气入侵也不一定会带来降水天气，因此，并不是冷空气愈强，所产生的雨雪天气也愈强。

人体方面

首先，强冷空气能使空气中湿度显著降低，鼻咽粘膜因此而变得干燥，以致发生细小的皱裂，感冒病毒便可乘虚而入。与此同时，由于气温的下降，鼻咽部的局部温度可降至32℃左右，这样的温度正适合粘膜裂口内的病毒生长繁殖。再加上呼吸道受强冷空气刺激，可引起局部血管收缩，使粘膜分泌的免疫球蛋白相应减少，这就更为感冒病毒的入侵和繁殖提供了有利条件。

其二是强冷空气袭击前后的2-3天内，平均气温和最低气温骤然下降，人体的体温调节功能对这种突如其来的寒冷刺激难以适应，如果不及时添衣服保暖，就特别容易受凉，引起机体抵抗力下降，给各种不同类型的感冒病毒入侵造成可乘之机。

另外，由于气温下降，支气管粘膜上皮的纤毛活动减少，气管排泄异物的功能减退，呼吸道上的细菌容易向下蔓延，使慢性气管炎病多发或加重；肺炎虽是由病菌引起的传染病，但它的发生、恶化也与冷空气活动有关。

强冷空气通过当地时，发病率和死亡率将会增加。婴幼儿由于肺功能不强或不健全，当天气突变时，务必防御感染肺炎的危险；结核病患者也易在冷空气通过之前15-20小时，到冷空气过后7小时之间病情加重。

农业方面

冷空气来袭，要加强农业生产管理，减轻大风寒潮对农业的影响。各地需做好温室大棚的防风加固工作；华北、黄淮、江淮等地要防范低温霜冻、寒潮天气对农业的危害；新疆等地要抓紧时间抢收棉花，内蒙古等牧区要做好牲畜的防风防寒工作。

大棚设施、牧区放牧或转场、交通运输等要做好防风或防雨(雪)工作，已成熟还未收获的农作物、水果等应抢晴或严霜前及时收获(采摘)，防范露地和大棚蔬菜、瓜果等遭受低温、霜雪危害。东北等地区应充分利用农田封冻前的有利时机，抓紧深松整地，为2013年农业丰收奠定基础；冬麦区已播种、出苗(局部已分蘖)的冬小麦应根据雨情、墒情、苗情等，加强田间管理，适时防治病虫草害，以培育壮苗。西北地区东南部、华北地区中南部、黄淮等地的局部地区还未播种冬小麦的地块应抓紧腾茬、整地，施足底肥，抢墒或造墒及时播种，以确保冬前壮苗。

一次冷空气强风的成因分析

2004年12月30日傍晚到31日受北方冷空气和东海低压发展的共同影响，浙江北部海域出现了10～12级的猛烈西北强风，其中舟山海域有16个自动测风站出现了11级大风(包括有两个站风力达12级，最大阵风为36.5m/s)，另有10个测站出现了10级大风。这次猛烈的强风造成位于长江口和浙江北部海域的4艘船只沉没，部分人员死亡或失踪，造成了重大的人员和财产损失。受冷空气影响，浙江全省出现了大范围的雨雪和冰冻天气，气温明显下降，最低气温达到2004年入冬以来的最低点。研究主要对此次冷空气的强风成因作一分析，以便掌握这类强风的预报着眼点，为以后的冬季大风预报提供参考。

冷空气的形成和堆积

2004年12月26日08时高空500hPa图上乌拉尔山东侧阻塞高压开始逐渐形成，阻塞高压南部的蒙古地区有一东西向的横槽，并有-40℃以上的冷中心配合，27日20时该横槽上开始发展出一切断低压。阻塞高压和蒙古横槽自形成后，连续几天维持静止少动，29日起蒙古横槽和冷中心开始逐渐南压，29日20时已经南压至我国河套地区。700hPa和850hPa的总体形势与500hPa相似，同样在蒙古地区有一东西向的横槽，横槽附近有密集的锋区堆积和冷中心配合，在横槽南压过程中700hPa和850hPa的冷中心强度进一步加强，29日08时冷中心均超过-29℃。此时，850hPa和地面蒙古冷高压中心强度分别达1639pm和1073hPa，地面冷空气前锋位于我国河套地区。可见，强冷空气已经形成和堆积，并且正在南下。

空气的爆发-高空横槽的转竖

29日夜里起500hPa位于河套地区的横槽开始快速转竖，乌拉尔山东侧的阻塞高压渐趋崩溃。在横槽开始转竖的同时，30日08时，在该横槽上发展出一高空冷涡(500hPa该冷涡中心位于北京-太原之间)，之后，冷涡东移南压，带动北方强冷空气南下，促使30日夜里500hPa横槽完全转竖，横槽的转竖使得冷空气从低层到高层开始向南爆发，低层850hPa和700hPa的槽线相继于30日下午和夜里经过舟山海域，舟山风力开始增大，最大风力出现于31日早晨，即700hPa槽线过境的时间至500hPa槽线和槽线动态(槽线上的数字是日期和小时)过境的时间之间。

平流的作用

冷平流的作用可使地面气压梯度很快加大，造成大风，冷平流愈强，出现的风力也就越大。冷空气影响前，30日08时低层850hPa和700hPa由于偏南气流的作用，在浙北沿海30°N附近有南支锋区(共有3条等温线，间隔4℃/条)存在，30日下午到夜里冷空气自低层到中层快速南下影响浙江海域，冷空气南下的北支锋区与原先的南支锋区叠加，加大了锋区的温度梯度，使得30°N以北5个纬距有4条等温线，在低空西北急流的作用下，在浙北海域产生了强的冷平流，从而加剧了地面的气压梯度。同时，锋区的增强又促进了力管环流的加强，使得低层和地面风速明显加大。随着30日下午和夜里低层850hPa和700hPa冷锋锋区相继经过浙北海域，导致浙北海域于30日下午开始出现8级西北大风，并于30日夜里(700hPa冷锋锋区经过的时候)继续增强达到最大。

东海低压的发展

30日20时整个浙江到江苏沿海处于高空500hPa槽前的正涡度平流和暖平流区，其大值中心轴向和槽前西南气流对应均呈东北一西南向，正涡度平流和暖平流中心位于30°N、123～124°E附近，中心值分别大于48×10-9/S2和29×10-4℃/S2，受高空槽前强的正涡度平流和暖平流的作用，30日夜里起位于浙江南部海域的地面倒槽开始发展加强成东海低压，并且在高空西南气流的引导下向东北(即强的正涡度平流和暖平流中心附近)方向移动，使得其强度继续加强，31日凌晨2时它的中心强度为1012hPa，低压中心正好位于300N、1300E附近。东海低压的发展加剧了浙北沿海的地面气压梯度，使得5个经距(120～125°E)浙北沿海总共有6条等压线(2.5hPa/条)，导致舟山海域风力在31日早晨(与东海低压同纬度)达到最大，随着东海低压继续向东北方向移动，地面气压梯度逐渐减小，风力逐渐下降。

研究结论

(1)本次强冷空气的源地位于蒙古地区，高空横槽的转竖使得强冷空气从低层到高层开始向南爆发。

(2)冷空气南下与东海低压发展共同造成的强气压梯度、高低空强的冷平流以及后倾槽系统散度场差异引起的动力强迫下沉作用，从而造成的动量下传是本次10～12级猛烈强风的主要原因，最大强风发生区域和发生时间与低层(700hPa以下)和中层700hPa分别转为辐散和辐合中心对应。

(3)强风发生在中低层大气质量的快速调整时，通过大气质量的这种调整使低层暖空气迅速被冷空气代替，并造成动量下沉，使低层风速加大，舟山海域最大强风发生时，中低层700hPa及以下各层正好处于从弱的垂直运动向下沉运动中心附近转变的时候。