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寒意渐浓来聊雪

作者: 来源:中国气象报 时间:2020-12-22

提到冬天,一个绕不开的话题就是“雪”。它饱含着北方人寒冷而快乐的记忆,也充盈着南方小伙伴对冬天的期待与幻想……对于“雪”,有些话题带有科普性、趣味性,比如“雪窝子”是不是出现在东北、北方的雪是不是比南方重、雪花有竟然有上百种形状并涉猎多种颜色……关于雪,我们就来聊聊吧。

采访人:中国气象报记者黄彬 张晓霞 通讯员 郭磊 胡瑞

专家:中央气象台首席预报员 何立富

吉林省气象服务中心正研级高级工程师 高峰

“雪窝子”不在东北?

大雪压红果。图来源新华网

“降雪,肯定看向东北!”东北三省的雪堪称是冬日城市的一道经典风景线。但很多人可能想不到,山东的两个海滨城市由于冬天较多的降雪也会形成独特的海滨雪城风 貌,被称为“中国雪窝”,那就是烟台和威海。

今年11月下旬,烟台、威海“喜提”入冬以来第一场雪,虽然量级不大,但也足以告诉我们“雪窝子”可不是白叫的。每年冬天,相比于山东其他地区,烟台、威海的雪明显要多很多。因为这两个城市的降雪以冷流降雪为主,占总降雪日 数的比例高达80%以上。

中央气象台首席预报员何立富解释说,所谓冷流降雪,是由于海上富含水汽,而且海水的水温在冬季相较内陆的地表温度更高,所以海面上方的空气相对温暖而湿润。当冷空气南下时,海面上方的暖湿空气升至一定高度时,就会凝结成雪花,飘落下来,形成降雪。

冷流降雪几乎为山东半岛北部地区所特有,在蓬莱至成山头一带沿海地区尤为显著。威海地处山东半岛东端,北、东、南三面濒临黄海,其独特的地理位置,极易产生冷流降雪。这是因为,海洋热容量大,冬季海水温度的变化较气温及陆地的变化要平缓得多,南下的冷空气经过渤海海面时,与海水温度相差较大,低层空气增温、增湿,为空气对流运动提供了条件,使之在近海面形成具有一定对流性的层积云并产生降雪。另外,昆仑山脉的地形抬升和海岸的摩擦会迅速把暖湿气流抬升到凝结高度以上,也会对冷流降雪起到增幅作用。

除了烟台、威海这两个“雪窝子”,辽东半岛也会出现受地形抬升作用影响的降雪,只不过特征没有山东半岛北部地区明显。此外,北美的五大湖区“大湖效应”带来的湖面降雪也具有类似的特点。因为冬季湖面温度较高,会产生水汽蒸发并进入冷空气中,增加了冷空气中的水汽含量。当含有较多水汽的冷空气到达湖泊对岸时,由于又碰到温度较低的地面或受到地形抬升,就会产生较多降雪。

上百种形状和各种“雪色”

雪花的形状。图/俄罗斯阿列克谢·克拉托夫

11200时,中国雪乡景区正式开园迎客。开园首日,大批游客顶风冒雪到达景区赏雪、玩雪。中国雪乡国家森林公园位于长白山脉张广才岭与老爷岭交会处,因贝加尔湖冷空气与日本海暖湿气流在此频繁交汇,以及山高林密的小气候影响,造就了这里“夏无三日晴,冬雪漫林间”的独特小气候。这里的雪期从每年10月开始至次年4月,长达7个月,积雪厚度可达两米左右。

雪乡的积雪随物具形,千姿百态,造就了独特景致,这是多数人喜爱观赏雪景的原因。同时,也不乏有人乐于研究雪花本身,从它千变万化的形态中获得独特乐趣。

除了六角星这一“刻板印象”外,雪花的形态有着柱状晶体、针状晶体、片状晶体、霜晶、不规则晶体等多个大类和若干分支。2006年,美国物理学家肯内特·G·利布瑞克特出版了一本关于雪花的指南,将雪花划分为35类,例如将柱状晶体进一步细分为棱柱、实心柱、中空柱、冠状柱,针状晶体又包含多重针簇状和十字针状等。雪花形态的差异,是因为大气中的水蒸气和温度有所不同,较高的湿度会促使晶体更快生长,出现更精细的分支。例如当湿度相对较高且温度在-15℃时,会形成树枝状晶体这种最复杂的雪花。目前雪花分类已经超过120种,且仍在不断增加。一方面,研究雪花形态的工作人员都有自己的思路;另一方面,雪花的形态确实过于多变。

雪,只有白色吗?不尽然。由于雪中冰晶的反射作用,人们眼中的雪花通常看起来是白色的,而当雪中掺杂了其他颜色的物质,如沙尘、煤屑、藻类等时,颜色就会发生变化。20183月,在俄罗斯、保加利亚、乌克兰等东欧国家都出现过罕见的“橘雪”,这是撒哈拉沙漠的沙尘暴移动至东欧与白雪混合形成的,是两种天气现象叠加的结果。在我国西藏察隅、德国海德堡、南极等地曾下过红色的雪;我国内蒙古下过黄色的雪;北冰洋上一处岛屿曾下过绿色的雪……这些则是因为不同颜色的藻类植物被风刮至高空和雪片相遇,粘在雪片上形成的。

此外,如果风把黑色矿物的细微颗粒吹到高空中,使其混入雪花的形成过程,甚至直接作为雪花凝结核的话,天空就会下起黑色的雪了。

防雪防风还要防坠冰

1128日,一名骑行者在山东省烟台市街头冒雪出行。图来源新华网

就在黑龙江雪乡开门迎客的同一天,吉林的罕见雨雪冰冻天气刚步入尾声。1118日至19日,吉林出现明显雨雪冰冻天气。暴雨暴雪同时出现,降水量突破多项同期历史极值,同时还伴随明显的大风降温天气。何立富说,东北地区的较强降雪离不开两个条件,即较强的冷空气和地面气旋的发展。此两者会产生动力条件,利于西南风和东南风输送黄渤海及日本海的水汽,加之气温降低就会带来降雪。

雨雪过后,长春市“草木皆冰”,整个城市一片银装素裹、晶莹剔透。高颜值的冬景和气温回升对于百姓生活来说是好事。但是,高空建筑物和大树上融化掉落的冰,导致数起坠冰伤人事件,给广大市民的安全和出行造成影响。

即使当地气温有所回升,但最高气温也维持在0℃以下,为什么冰雪还会融化?

吉林省气象服务中心正研级高级工程师高锋介绍,高空坠冰的发生主要受太阳辐射和风力的共同影响。一方面,雨雪过后,全省天气放晴,楼体和树木上的冰体受到较强的太阳辐射,会吸收大量热量,且冰体里含有大量杂质,吸收的热量要远高于人体所吸收的热量,所以冰体会融化。尤其是阳面的冰体,吸收太阳辐射更多,所以融化更快。另一方面,雨雪天气过后,全省出现了明显的大风天气,最大风力可达67级,在风力的加持下,冰体的承载力减小,所以高处的冰雪更容易坠落。针对这种情况,吉林气象部门强化监测,为应急管理厅发布安全提示提供科学依据;为相关部门清除附着在市政设施及建筑上的冰雪,提供预报和精细服务;并通过微博、微信等渠道,及时做好科普宣传。此外,长春市各相关单位、企业也根据气象预报等张贴安全警示标,在存在安全隐患的地区开辟隔离带。

(来源:《中国气象报》20201218日四版 责任编辑:王美丽)