西安地处北纬34°16′-39°45′之间,相对来说纬度不算低,较高的纬度使得太阳高度角在冬季相对较小,地面获得的太阳辐射热量较少,这是导致冬季寒冷的重要基础因素,与低纬度地区相比,冬季时西安接受太阳照射的角度更倾斜,阳光穿过大气层的路程更长,能量被削弱得更多,到达地面的热量也就更少。
在冬季,大气环流形势相对稳定,冷空气容易在某一区域堆积,西安所处的地理位置使得它容易受到这种冷空气堆积效应的影响,导致当地持续处于低温状态,如果没有较强的天气系统来打破这种稳定的环流形势,冷空气就会较长时间控制该地区,加剧寒冷程度。
西安深居内陆,距离海洋较远,海洋具有调节气候的作用,能在冬季储存热量并在适当时候释放,使沿海地区冬季相对温和,而西安远离海洋,无法得到海洋的这种调节作用,冬季降温幅度大,气温较低。
西安北部有山脉阻挡,如黄土高原等地形,冷空气南下时,遇到山脉阻挡,冷空气堆积在山脉北侧,而西安处于冷空气堆积的前沿或受其下沉气流影响,导致气温进一步降低,冷空气在山脉阻挡下,冷空气层加厚,冷空气堆积形成冷高压,使得西安地区气压升高,冷空气堆积下沉,绝热增温,导致地面气温更低。
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