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低温雨雪面面观
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2011-12-2 15:16:21  来源:上海市气象信息传媒中心


    一、近几年“冷事件”增多
    全球变暖是当今世界不得不面对的一个话题,根据气象统计资料显示:过去百年的全球地表平均温度上升了0.74℃,我国上升了1.1℃。而相较于其它三个季节,冬季的变化最为显著:在全球变暖的大背景下,80年代中后期的冬季并不像以前那么寒冷了,就拿上海来说,1988-2005年上海遭遇了连续暖冬。

    不过近几年我国冬季的状况又有所变化,“冷事件”有所增多。2004-2005年我国遭遇了寒冬,2008年初的南方雨雪冰冻灾害,2010年贵州等地的冻雨灾害。

    上海也是这样,以前较少见到的雪花,近些年也多了起来。而且常出现阶段性的低温,这可能和寒潮的强度有关。近20年统计资料显示:上海寒潮天气次数减少,出现时间偏晚,但强度有所增强。
因此,当全世界都在关心全球变暖的同时,我们也应该看到,冬季并没有变的更舒适,相反,低温雨雪冰冻灾害反而更加严重。

    二、低温雨雪冰冻灾害不可小视
    虽然冬季大气的能量不如夏季那么强烈,不过当强冷空气出现并且有天气形势相配合时,依然能带来非常严重的灾害。由于城市的输入效应,自然灾害往往像多米诺骨牌一样,一旦推倒就会引起一系列连锁的反应。低温雨雪冰冻对人的身体健康、交通、电力、农业,乃至城市运行都会带来巨大影响。而且由于地理位置的不同,冷空带来的灾害类型、产生的影响也不尽相同。

    1、雨雪低温触及城市生命线
    虽然自然灾害的预报水平在不断地提升,不过自然灾害带来的经济损失却在逐年上升。谈到这一点,上海中心气象台首席预报员漆梁波深有感触:城市化的高速发展所带来的密集人口、城市输入效应,会使得自然灾害“牵一发而动全身”。对于像上海这样的大城市而言,这一点尤为明显。寒潮天气来临,并且造成低温雨雪冰冻天气时,城市运行就会产生各方面的问题:大幅的降温导致血压异常波动的人数就会明显增加,给城市的医疗系统带来巨大压力;一旦遇上严重的雨雪冰冻天气,交通事故的发生概率明显增加,拥堵在所难免;同时市民的用电负荷提升,室外水管因气温太低冻住甚至冻裂对供电、供水都会带来影响。上海蔬菜、电力、煤炭供应等等都需要从外部获取,所以有时自然灾害并不发生在上海本地,但依然带给上海影响。其它省份有雨雪冰冻,上海的蔬菜价格可能面临上涨。又比如,上海的煤炭是靠外部输入,通常情况下自身只有6-10天的储备量,如果暴雪等恶劣天气影响到道路运输,再加上寒潮天气自身用煤量大增,可能就会对城市的能源保障产生影响。


雨雪对城市造成影响

    2、冻雨“冰封”城市
    2011年初贵州、云南、重庆等地的冻雨天气还记忆犹新,特别是贵州的省会贵阳,就像被冰冻住一般,裹了一层厚厚的冰壳。交通也几乎被彻底“冻结”,有路走不得,有车开不得,铁路、飞机也都有严重影响。此外,冻雨还对农业、电网安全、通信传输产生巨大危害。 冻雨使得电线结冰后而遇冷收缩,加上冰的重量影响,就会绷断。


冻雨

    简单的说,冻雨就是指与温度低于0℃的物体碰撞立即冻结的降水,在气象学上称为雨凇。冻雨在空中它和普通的降水相似,成液态,不过它其实是由过冷的水滴组成。因此,一接触到低于0℃物体的表面,比如电线、树枝、地表等就会形成外表光滑、透明或是半透明的冰层。

    冻雨是在特定的天气背景下产生的天气现象,一般来说大气是上边冷下边暖的。冻雨出现需要近地面出现逆温层,也就是大气呈现出上下冷、中间暖的状态。当上层的过冷水滴、冰晶、雪花,进入中间暖层时就化为水滴,继而再进入近地面冷层时,接触到0℃物体表面就会立即冻结。贵州容易形成冻雨是和它的地理位置有密切关系:冷空气南下影响云贵高原时,由于西侧横断山脉的阻隔作用,冷空气会不断堆积,在近地面形成逆温层。


冻雨形成的原因

    注:横断山脉位于我国地势第二级阶梯与第一级阶梯交界处。为中国四川、云南两省西部和西藏自治区东部一系列南北向平行山脉的总称。

    3、南冻北旱异常天气
    2008年初、2011年初的冬季都出现了南冻北旱的异常天气现象, 华北、黄淮、江淮北部等地均出现了明显的气象干旱。比如2011年初,山东的西部,河南和河北的一些地区,包括北京等地100多天以上没有有效降水,湖北等地还出现冬春连旱的情况。干旱直接导致了2011年初,粮食、蔬菜价格的上涨,部分地区甚至还出现了饮水困难。南方千里冰封,北方却干旱少雪,南冻北旱究竟是缘何呢?这主要是由于南来的水汽没能到达北方,而偏东太平洋来的水汽暖湿气流又很弱,冷空气很强,冷暖空气交汇所形成的雨区一下子就推到南方去,北方也就不会有什么雨雪天气出现了。 但深层次原因,不同的人可能有不同的解读,部分学者认为:由于气候平衡被破坏,未来极端气候事件出现的概率和机会将呈现出增加趋势。 

    三、冷空气预报
    冷空气是冬季雨雪冰冻天气的“罪魁祸首”,目前气象部门对于冷空气的路径、强度预报已经很成熟。冷空气起源于北极和西伯利亚,南下影响我国时可分为3条经典的路径。

    偏西路径:经新疆、青藏高原向东南下,直达西南和华南地区。从这条路径来的冷空气势力强,降温比较明显,容易造成低温霜冻天气。

    中间路径:由蒙古经河套直达长江中下游和华南地区。从这条路径来的冷空气比较干燥,风速大,造成阴冷天气。

    偏东路径:经蒙古进入华北、东北南部、经渤海转向江南,达到湖广地区。
其中偏东路径较长,后期容易成为强弩之末,不过时常会有东北的冷空气补充合并,强度增强,移速加快。而且此路径的冷空气常常是在经过渤海、黄海海面再转向影响我国内陆。相比陆地,海上的观测数据很少。因此,相较于另两条路径,偏东路径冷空气预报难度上要高出不少。


 
    上海中心气象台首席预报员漆梁波认为:近十多年由于数值模式的不断完善,而且引入了集合预报,对于冷空气预报的准确度(主要指大风、降温)已经大大提高。目前我国对于冷空气预报时效可达到达3-5天,甚至更长。但这也不是说冷空气过程的预报已经很完美了,雨雪的转换便是预报中的难点之一。数值模式中1℃是很小的差别,但对于是雨是雪有时可能就至关重要,而且降水相态的预报需要对于整个三维空间的大气温度都需要很好的把握。实际中会出现这样的情况:高层的温度正好在临界点时,降水的相态就比较难确定,特别是雨夹雪和雪之间的转换。而这样的转换常常使得预报结果产生很大的差异,比如说本来是下小雨的,由于密度的不同,如果转换成雪,就很可能下的是大雪。小雨对人们的影响不大,但是大雪对能见度、交通安全却会带来很大的影响。

    集合预报:是指对同一有效预报时间的一组不同的预报结果。各预报间的差异可提供有关被预报量的概率分布的信息,在集合预报中的各个预报可具有不同的初始条件、边界条件、参数设定,甚至可用完全独立的数值天气预报模式生成。


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