專家顧問:
張峰 中央氣象臺高級工程師
中央氣象臺工程師李家瑞
吉林省氣象臺臺長 陳長勝
楊霞 新疆維吾爾自治區(qū)氣象臺首席預報員
新疆阿勒泰市氣象臺臺長博爾南
關于暴雪的三個“參考答案”
受寒潮影響,11月5日至6日,華北北部、內蒙古、東北地區(qū)大部分地區(qū)出現降雪、雨夾雪或雨雪天氣。 黑龍江佳木斯、武昌、吉林琿春、延吉、遼寧沉陽等41個國家氣象站11月份日降水量均超過當地歷史極值。 那么,暴風雪是在什么情況下形成的呢? 降雪預報要注意什么? 全球變暖背景下,暴風雪的變化趨勢如何?
暴風雪情況
一般來說,暴雪天氣的形成需要滿足三個條件。 首先,豐富的水汽供應是暴風雪形成的基本條件。 另外兩點是動態(tài)抬升運動強烈、持續(xù)時間長。 此外,還需要足夠低的氣溫和合適的大氣垂直溫度分層,這樣雪花在飄落的過程中才不會融化,直接落到地面上。
張峰表示,根據暴雪形成需要滿足的條件,在分析天氣系統(tǒng)時,要重點分析動力抬升條件、水汽條件和降雪持續(xù)時間。 如果上述降雪形成條件中的一項或多項遠超歷史平均水平,就有可能出現特大降雪。
預報降雪天氣時,預報員重點關注降雪量、雪深以及降雪期間雨雪相轉變的可能性。 據了解,中央氣象臺目前的集合降雪電噴產品可以直觀地展現一次降雪過程的極端性。 此外,預報員還將關注整個大氣的垂直溫度分布,這對于降水過程的相變至關重要,直接影響雪或雨是否落到地面。
以近期北方大雪為例,張峰指出,造成本次降雪的天氣系統(tǒng)主要是高空冷??渦結合地面氣旋,為降雪提供了較強的動力抬升條件。 此外,系統(tǒng)前方還有較強的南風。 給東北地區(qū)帶來了充足的水汽供應。 與此同時,東北地區(qū)天氣系統(tǒng)移動緩慢,大雪持續(xù)時間較長,符合特大降雪的條件。
降雪預報難點:相態(tài)和雪深預報
事實上,雪花是固體降水的一種,因此降雪預報是冬半年特殊條件下的降水預報。 降雨預報和降雪預報都需要關注大尺度環(huán)流背景、水汽條件、動力條件等氣象因素,兩者的預報方法和預報技術也一致。 然而,降雪預報有其特殊的預報困難。
一是相位預測。 冬季降水具有多種階段性,包括雨、雨夾雪、雪、凍雨、冰粒、霰等,一次降水過程中可能會出現不同階段的多次轉變。 降水相的轉變有著非常復雜的機制,其核心是對大氣中溫度和水汽垂直分布的預測和描述。 目前數值模式的相態(tài)預報主要是通過結合環(huán)境溫度垂直廓線診斷云中含水量的垂直分布來獲得,而預報員的主觀預報主要基于關鍵海拔高度的溫度閾值。 然而,實際降水相態(tài)與復雜的云微物理過程有關。 提高未來降水相預報能力,需要三維氣象綜合觀測數據、相應數值預報模型等新技術的綜合開發(fā)和應用,并進一步發(fā)展客觀預報方法。
二是雪深預報。 積雪深度也是冬季預報的一個國際難題。 它與雪花的冰晶結構、大氣中溫濕度垂直分層、大氣垂直運動、地表溫度、地表風速、雪含水量等因素密切相關。 不同地區(qū)、不同天氣系統(tǒng)條件下,降雪量與雪深的關系會有所不同。 在相同的降雪量下,相對濕度較高的濕雪的雪深會比干雪的雪深小。 較高的表面溫度會導致地面上的積雪融化,影響積雪深度。 統(tǒng)計研究表明,東北、西北、內蒙古等地1毫米降雪大致相當于0.9~1.2厘米積雪,華北、江蘇、安徽、四川等地1毫米降雪相當于0.6~0.8厘米積雪。積雪。
全球變暖導致極端降雪的可能性增加
目前研究指出,在全球變暖的背景下,極端降水事件的頻率變得更高,極端天氣事件的范圍、持續(xù)時間和嚴重程度也在擴大,包括極端雪災、極端暴雨和極端干旱等天氣。 例如,在全球變暖的背景下,某個地區(qū)的空氣較熱,會導致更多的水從地表蒸發(fā),從而引發(fā)干旱。 同時,這種溫暖的空氣可以容納更多的水蒸氣,導致大雪或大雨。 我國東北地區(qū),近60年來微雪或小雪天數不斷減少,而大雪及以上降雪強度卻不斷增加,出現特大降雪的可能性也隨之增加。
全球變暖似乎增加了極端天氣事件的可能性。 然而,基于一些氣候模型的極端天氣預測目前難以證實,科學界對于全球變暖與極端天氣的關系也存在一些爭議。 (穆俊宇)
我國“暴雪”出沒
我國降雪較多的地方集中在北方和高海拔地區(qū)。 從省份來看,新疆、西藏、青海、甘肅、黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古東北部等地降雪相對豐富。
不久前,東北地區(qū)遭遇大雪天氣影響。 11月5日17時,黑龍江省氣象臺發(fā)布大雪紅色預警。 5日夜間以來,黑龍江省多地出現大雪天氣。 這場暴風雪帶來了強降水。 全省平均降水量17.1毫米,為1961年以來歷史同期最高值。47個國家氣象站日降水量超過1961年以來歷史同期極值。
同樣的過程也正在影響吉林。 “這次降水過程主要是由高空冷渦和地面氣旋兩個系統(tǒng)的相互影響引起的,兩種能量相當的力在運動中‘碰撞’,形成了一條狹長的過渡帶。這個區(qū)域是還有這個過程中復雜的相變?!?吉林省氣象臺臺長陳長勝說。 11月份吉林各地區(qū)過程平均降水量均超過歷史同期月降水量平均值。 13個縣市日降水量超過單日降水量歷史極值。 過程降水量以琿春最大,達72.6毫米。
事實上,一個月前,一場暴風雪也“造訪”了新疆維吾爾自治區(qū)。 10月29日08:00至11月5日10:00,阿勒泰地區(qū)、烏魯木齊市、昌吉州共70個車站出現大雪,其中阿勒泰地區(qū)67個。 與此同時,阿勒泰地區(qū)阿勒泰站日降水量超過該站10月份歷史極值; 昌吉州木壘站、阿勒泰地區(qū)吉木乃站、布爾津站11月份日降水量均超過歷史極值。
10月29日開始,經過一波劇烈的西風振蕩,來自西西伯利亞的冷空氣席卷蒙古高原,到達阿勒泰地區(qū),并在那里停留較長時間,與來自西南方向的暖濕氣流匯合。 “由于暖濕氣流較強,水汽豐富,給該地區(qū)帶來了大雪。”阿勒泰地區(qū)氣象臺臺長博爾南說。
為什么這些地方一年四季都會下這么多雪? 暖濕氣流與冷空氣的交匯、近地面的溫濕度以及高海拔和地形是導致這些地區(qū)出現“大雪”的關鍵因素——低渦等天氣系統(tǒng)高空低壓槽將帶來氣象范圍內的強降雪。 由于低層空氣向上運動,空氣中的水蒸氣在上升過程中凝結并發(fā)展成雪花; 當近地面溫度低于零、濕度較高時,云中冰晶形成的雪花能順利落到地面。 此外,山區(qū)降雪量增加的明顯效果是,空氣經過山區(qū)時被迫上升,空氣中的水蒸氣凝結,在氣溫較低的高山地區(qū)形成美麗的“雪頂”。
自治區(qū)氣象臺首席預報員楊霞表示,地中海形成的水汽自西向東移動,到達新疆北部,遇到阿爾泰山,很容易形成地形降水。 同時,除了高緯度的阿勒泰,每年冬季,這里始終是北方冷空氣到達我國的第一站。 冷空氣強勁、活躍。 當冷空氣與西南暖濕氣流在這里相遇時,就會給阿勒泰地區(qū)帶來豐沛的降雪。
此外,北方和海拔較高的地區(qū)冬季氣溫較低。 其中,東北三省和內蒙古東北部地處高緯度,常受高空冷渦過境影響; 而新疆、青海等地則常受高空槽影響; 對于西藏來說,由于海拔較高,冬季經常會出現高原槽后,在喜馬拉雅山南麓,西南暖濕氣流和地形抬升也會有利于大雪的發(fā)生。 在華北地區(qū),2022年北京冬奧會賽區(qū)之一的張家口崇禮也降雪十分充沛。 在海拔、溝壑等因素的綜合影響下,冬季天氣系統(tǒng)的微弱波動可能給當地帶來嚴重后果。 帶來大雪。
從每年雪季降雪頻次來看,除上述地區(qū)外,山東半島北部等地也是常年出現意外降雪的地區(qū)。
在山東,被譽為“中國雪巢”的煙臺、威海,由于冬季的大雪,形成了獨特的海濱雪城風貌。 由于其獨特的地理位置,二三面環(huán)海,水汽充足。 當冷空氣南下時,很容易形成“寒流雪”。 由于海洋富含水汽,冬季海水溫度高于內陸表面溫度,海面以上空氣相對溫暖濕潤。 當冷空氣南下時,海面上的暖濕空氣上升到一定高度時,就凝結成雪花,飄落下來,形成降雪。
據歷史氣象資料顯示,長江中下游地區(qū)也是我國降雪主要集中地區(qū)。 由于長江中下游地區(qū)處于亞熱帶季風氣候區(qū),水汽充足,冬季冷空氣南下,與暖濕空氣匯合,極易出現降雪。 黃淮、江淮地區(qū)年平均降雪量不多,但平均降雪強度較大。 因此,在寒潮影響下,“降雪中心”也可能出現在南方。
此外,來自印度洋北部的暖濕氣流使喜馬拉雅山地勢抬升,西藏聶拉木等地容易出現強降雪天氣。 (李躍、張欣桐、劉洋、韓志鵬、李志紅)
雪有多重?
大雪過后,往往容易折斷樹枝、建筑物倒塌,對人們的安全造成威脅。
一片小雪花看起來很輕,但它有多重呢? 要理解這個概念,我們首先要了解什么是降雪量和雪深。
一片雪花有多重? 一般情況下,我們所看到的單片雪花的直徑一般在0.5毫米到3毫米之間。 如此微小的雪花的重量只能通過極其精確的分析天平來測量,大約有3000-10000片雪花的重量相加。 它的重量也僅為 1 克。 科學家粗略估計,1立方米雪中約有60億至80億片雪花。
那么,1毫米的降雪有多深呢? 南方的雪和北方的雪一樣大嗎? 日常生活中,我們經常會聽到天氣預報中提到幾毫米的降雪。 是指氣象觀測員將12小時或24小時內收集的雪化成標準容器中的水后測得的值,單位為毫米。 ; 雪深是我們通??吹降难┑暮穸?,是雪面到地面的垂直深度,通常以毫米為單位,并且隨著降雪量的增加而不斷積累和變化。
另外,由于含水量、溫度條件、雪深等的差異,每次降雪的重量測量也會有所不同。以含水量為例,北方氣溫較低,大部分雪是“干雪”。雪”,而南方通常氣溫較高,空氣濕度也比北方高,所以雪大多數情況下都難逃“濕雪”的命運。
雪是干的還是濕的? 由冰晶組成的雪花只有在氣溫低于0°C時才會融化。 有些雪花飄落時,大氣中的溫度始終低于0℃,這使得它們能夠保持雪花的姿態(tài),落到地面上成為“干雪”; 有時,雖然高空溫度低于0℃,但大氣溫度仍低于0℃。 當接近地面時,需要穿過一段略高于0℃的大氣層,因此雪花以半融化的“濕雪”的形式落在地面上。
正是因為雪分為干雪和濕雪,南方和北方的雪的重量是不同的。 北方的雪大多是干的,其含水量比南方的濕雪低,整體形狀也比較松散。 一般在北方,100平方米8-10毫米的雪重達100公斤; 而南方雪較密,6-8毫米的雪重達130公斤。 (李謙)
檔案記錄-我國近年來發(fā)生的極端雪災
1975年——青海雪災:持續(xù)五個月
雪災又稱白災,是指長時間降雪,造成大范圍雪災的現象。 它是牧區(qū)的一種畜牧氣象災害。 雖然雪本身可以對牧場越冬保溫起到積極的防御作用,但當雪量過大、積雪過深、持續(xù)時間過長時,就會造成牲畜吃草困難,或者甚至阻礙它們吃草,導致雪災。
1975年青海雪災是一場連續(xù)雪災。 1974年10月以來,由于冬季蒙古西伯利亞地區(qū)強冷空氣南移,同時太平洋地區(qū)暖濕氣流北移,冷暖空氣匯聚。 在青海多山的情況下,下降,導致氣流上升,形成大雪。 其中,青海省昆侖山與唐古拉山之間的青南地區(qū)果洛、玉樹、黃南等地出現特大暴雪。 降雪一直持續(xù)到次年3月,最低氣溫達到-30攝氏度以上。 13個縣共計700萬頭牲畜受災,死亡98.7萬頭。 2000多人手腳被凍,不少人患上雪盲癥、流感、腸胃炎、中毒性痢疾等疾病。
2005年——山東暴雪:山東“雪巢”
煙臺、威海被譽為山東的“雪巢”。 局地降雪類型為冷流降雪,是冬季冷空氣流過溫暖海面后產生的降雪。 冷流降雪主要發(fā)生在渤海、黃海海域,其中以膠東半島最為明顯。
2005年12月3日至26日,北方冷空氣吹過渤海灣,造成山東威海、煙臺等地出現持續(xù)20多天的大雪。 此次降雪強度和持續(xù)時間為50年來前所未有,造成直接經濟損失37143萬元。 威海市平均降水量為67.6毫米,煙臺市平均降水量為34毫米。 兩市平均積雪厚度為1至1.5米,最大可達2米。
此次大雪對部分地區(qū)農業(yè)及農產品加工企業(yè)生產設施造成嚴重破壞。 重災區(qū)80%以上農業(yè)生產大棚倒塌,造成農業(yè)直接經濟損失3.481億元。
2008年——南方大雪:持續(xù)時間長、范圍廣
2008年,受拉尼娜現象影響,大氣環(huán)流異常,北方冷空氣持續(xù)入侵我國。 冷空氣襲來的同時,來自印度洋、西太平洋的暖濕空氣源源不斷地輸送到華南地區(qū)。 冷暖氣流在西南、江漢、華南、江南、江淮地區(qū)交匯,導致1月3日起上海、江蘇、浙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、廣東、廣西、重慶、四川、貴州、云南、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆等20個省(區(qū)、市),普遍出現低溫雨雪冰凍天氣。
1月3日至2月24日,雪災造成129人死亡、4人失蹤,166萬人緊急轉移,1.78億畝農作物受災,近2.79億畝森林受損,3萬只國家重點保護動物保護野生動物在暴風雪中被凍死或凍傷,1億多人受到影響。 其中,安徽、江西、湖北、湖南、廣西、四川、貴州7個省份受災最嚴重。
2018年雪災低溫凍害:農作物大面積受災
2018年1月24日至29日,同樣受拉尼娜氣候事件影響,我國多地出現大雪天氣,其中江蘇、浙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、重慶、貴州等10個?。ㄊ校╆兾?9市(州)176個縣(市、區(qū))341.9萬人受災,死亡2人,直接經濟損失25.5億元。 大雪導致這些省份部分地區(qū)房屋、農業(yè)、電力基礎設施受損,部分地區(qū)人員、車輛出行受阻。
同年4月,我國出現3次冷空氣過程,分別為3~7天、13~16天、22~24天。 其中,3日至7日,冷空氣過程影響最大、強度最強。 這是一場全國性的寒潮過程。 西北和東北、華北、東北東部和南部、黃淮大部、江淮西部和內蒙古等地最大降溫范圍在14℃以上,面積253.5萬平方公??里,降溫率超過17℃的面積為67.9萬平方公里。 此次寒潮天氣過程,使北京、河北、山西、陜西、甘肅、寧夏、安徽、山東等8?。▍^(qū)、市)遭受較為嚴重的低溫凍害。 共有806萬人受災,農作物受災面積85.1萬公頃。 農作物收獲23.3萬公頃,直接經濟損失超過150億元。 甘肅、山西受災最嚴重。 (石光浩編譯)