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低溫雨雪面面觀
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2011-12-2 15:16:21  來源:上海市氣象信息傳媒中心


    一、近幾年“冷事件”增多
    全球變暖是當今世界不得不面對的一個話題,根據氣象統計資料顯示:過去百年的全球地表平均溫度上升了0.74℃,我國上升了1.1℃。而相較于其它三個季節,冬季的變化最為顯著:在全球變暖的大背景下,80年代中后期的冬季并不像以前那么寒冷了,就拿上海來說,1988-2005年上海遭遇了連續暖冬。

    不過近幾年我國冬季的狀況又有所變化,“冷事件”有所增多。2004-2005年我國遭遇了寒冬,2008年初的南方雨雪冰凍災害,2010年貴州等地的凍雨災害。

    上海也是這樣,以前較少見到的雪花,近些年也多了起來。而且常出現階段性的低溫,這可能和寒潮的強度有關。近20年統計資料顯示:上海寒潮天氣次數減少,出現時間偏晚,但強度有所增強。
因此,當全世界都在關心全球變暖的同時,我們也應該看到,冬季并沒有變的更舒適,相反,低溫雨雪冰凍災害反而更加嚴重。

    二、低溫雨雪冰凍災害不可小視
    雖然冬季大氣的能量不如夏季那么強烈,不過當強冷空氣出現并且有天氣形勢相配合時,依然能帶來非常嚴重的災害。由于城市的輸入效應,自然災害往往像多米諾骨牌一樣,一旦推倒就會引起一系列連鎖的反應。低溫雨雪冰凍對人的身體健康、交通、電力、農業,乃至城市運行都會帶來巨大影響。而且由于地理位置的不同,冷空帶來的災害類型、產生的影響也不盡相同。

    1、雨雪低溫觸及城市生命線
    雖然自然災害的預報水平在不斷地提升,不過自然災害帶來的經濟損失卻在逐年上升。談到這一點,上海中心氣象臺首席預報員漆梁波深有感觸:城市化的高速發展所帶來的密集人口、城市輸入效應,會使得自然災害“牽一發而動全身”。對于像上海這樣的大城市而言,這一點尤為明顯。寒潮天氣來臨,并且造成低溫雨雪冰凍天氣時,城市運行就會產生各方面的問題:大幅的降溫導致血壓異常波動的人數就會明顯增加,給城市的醫療系統帶來巨大壓力;一旦遇上嚴重的雨雪冰凍天氣,交通事故的發生概率明顯增加,擁堵在所難免;同時市民的用電負荷提升,室外水管因氣溫太低凍住甚至凍裂對供電、供水都會帶來影響。上海蔬菜、電力、煤炭供應等等都需要從外部獲取,所以有時自然災害并不發生在上海本地,但依然帶給上海影響。其它省份有雨雪冰凍,上海的蔬菜價格可能面臨上漲。又比如,上海的煤炭是靠外部輸入,通常情況下自身只有6-10天的儲備量,如果暴雪等惡劣天氣影響到道路運輸,再加上寒潮天氣自身用煤量大增,可能就會對城市的能源保障產生影響。


雨雪對城市造成影響

    2、凍雨“冰封”城市
    2011年初貴州、云南、重慶等地的凍雨天氣還記憶猶新,特別是貴州的省會貴陽,就像被冰凍住一般,裹了一層厚厚的冰殼。交通也幾乎被徹底“凍結”,有路走不得,有車開不得,鐵路、飛機也都有嚴重影響。此外,凍雨還對農業、電網安全、通信傳輸產生巨大危害。 凍雨使得電線結冰后而遇冷收縮,加上冰的重量影響,就會繃斷。


凍雨

    簡單的說,凍雨就是指與溫度低于0℃的物體碰撞立即凍結的降水,在氣象學上稱為雨凇。凍雨在空中它和普通的降水相似,成液態,不過它其實是由過冷的水滴組成。因此,一接觸到低于0℃物體的表面,比如電線、樹枝、地表等就會形成外表光滑、透明或是半透明的冰層。

    凍雨是在特定的天氣背景下產生的天氣現象,一般來說大氣是上邊冷下邊暖的。凍雨出現需要近地面出現逆溫層,也就是大氣呈現出上下冷、中間暖的狀態。當上層的過冷水滴、冰晶、雪花,進入中間暖層時就化為水滴,繼而再進入近地面冷層時,接觸到0℃物體表面就會立即凍結。貴州容易形成凍雨是和它的地理位置有密切關系:冷空氣南下影響云貴高原時,由于西側橫斷山脈的阻隔作用,冷空氣會不斷堆積,在近地面形成逆溫層。


凍雨形成的原因

    注:橫斷山脈位于我國地勢第二級階梯與第一級階梯交界處。為中國四川、云南兩省西部和西藏自治區東部一系列南北向平行山脈的總稱。

    3、南凍北旱異常天氣
    2008年初、2011年初的冬季都出現了南凍北旱的異常天氣現象, 華北、黃淮、江淮北部等地均出現了明顯的氣象干旱。比如2011年初,山東的西部,河南和河北的一些地區,包括北京等地100多天以上沒有有效降水,湖北等地還出現冬春連旱的情況。干旱直接導致了2011年初,糧食、蔬菜價格的上漲,部分地區甚至還出現了飲水困難。南方千里冰封,北方卻干旱少雪,南凍北旱究竟是緣何呢?這主要是由于南來的水汽沒能到達北方,而偏東太平洋來的水汽暖濕氣流又很弱,冷空氣很強,冷暖空氣交匯所形成的雨區一下子就推到南方去,北方也就不會有什么雨雪天氣出現了。 但深層次原因,不同的人可能有不同的解讀,部分學者認為:由于氣候平衡被破壞,未來極端氣候事件出現的概率和機會將呈現出增加趨勢。 

    三、冷空氣預報
    冷空氣是冬季雨雪冰凍天氣的“罪魁禍首”,目前氣象部門對于冷空氣的路徑、強度預報已經很成熟。冷空氣起源于北極和西伯利亞,南下影響我國時可分為3條經典的路徑。

    偏西路徑:經新疆、青藏高原向東南下,直達西南和華南地區。從這條路徑來的冷空氣勢力強,降溫比較明顯,容易造成低溫霜凍天氣。

    中間路徑:由蒙古經河套直達長江中下游和華南地區。從這條路徑來的冷空氣比較干燥,風速大,造成陰冷天氣。

    偏東路徑:經蒙古進入華北、東北南部、經渤海轉向江南,達到湖廣地區。
其中偏東路徑較長,后期容易成為強弩之末,不過時常會有東北的冷空氣補充合并,強度增強,移速加快。而且此路徑的冷空氣常常是在經過渤海、黃海海面再轉向影響我國內陸。相比陸地,海上的觀測數據很少。因此,相較于另兩條路徑,偏東路徑冷空氣預報難度上要高出不少。


 
    上海中心氣象臺首席預報員漆梁波認為:近十多年由于數值模式的不斷完善,而且引入了集合預報,對于冷空氣預報的準確度(主要指大風、降溫)已經大大提高。目前我國對于冷空氣預報時效可達到達3-5天,甚至更長。但這也不是說冷空氣過程的預報已經很完美了,雨雪的轉換便是預報中的難點之一。數值模式中1℃是很小的差別,但對于是雨是雪有時可能就至關重要,而且降水相態的預報需要對于整個三維空間的大氣溫度都需要很好的把握。實際中會出現這樣的情況:高層的溫度正好在臨界點時,降水的相態就比較難確定,特別是雨夾雪和雪之間的轉換。而這樣的轉換常常使得預報結果產生很大的差異,比如說本來是下小雨的,由于密度的不同,如果轉換成雪,就很可能下的是大雪。小雨對人們的影響不大,但是大雪對能見度、交通安全卻會帶來很大的影響。

    集合預報:是指對同一有效預報時間的一組不同的預報結果。各預報間的差異可提供有關被預報量的概率分布的信息,在集合預報中的各個預報可具有不同的初始條件、邊界條件、參數設定,甚至可用完全獨立的數值天氣預報模式生成。


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