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南方的雪和北方的雪,在性质上有何不同?

发布时间:2018年01月28日 来源:中国气象报社

  本期嘉宾:中国气象科学研究院正研级高工 孙继松

  采访人:中国气象报记者 崔国辉

  根据中央气象台的监测数据,1月27日,湖北东部、湖南东北部等地出现中到大雪,江苏西南部、安徽东部等地部分地区达暴雪到大暴雪;上海、江西北部等地降雪或雨夹雪5~15毫米;重庆、贵州等地则有降雨。

  我们不难发现,南方降雪量着实不小,相态也非常复杂。 

  那么,

  为何南方降雪不下则已,一下就不小?

  南方降雪致灾性为何更强?

  南方降雪与北方降雪预报区别在哪?

  有怎样的难度?

  一起来来听听专家怎么说。

  记者:南方的雪和北方的雪,在性质上有何不同? 

  孙继松:通常,北方水汽条件不如南方好。因为冷空气是干冷的状态,干冷空气与湿暖空气相遇才会产生降水。北方有些地区可能雪很深,但积雪往往是多场降雪累积而成的。而南方不缺湿暖空气,因此通常一下雪就下很大,20毫米降雪在南方就是“小case”。

  从雪的性质上来说,区别主要在于含水量。在北方,通常雪花很大,状如鹅毛大雪,但其含水量其实并不高。南方通常是湿雪,形态不大,但含水量大,积雪是“压实”的状态。因此,在南方,10毫米的降水转化为降雪可能不到10厘米。

  不过,我国的降雪预报预报的并非积雪深度,而是降水量。降水量与积雪深度的关系并不是一成不变的,积雪深度还取决于地表温度会不会导致雪融化等。

?图片来自网络

  记者:同样是一场暴雪,为何在南方致灾性更大? 

  孙继松:致灾性与抗灾能力有关。冬季北方降雪是常态,因此任何建筑,哪怕是临时建筑,都要考虑承压能力。

  如果基础建设没有考虑降雪因素,降雪致灾性便会加大。比如,现代农业与过去大田农业不同,大棚的塑料薄膜抗压能力很弱,有积雪时容易垮掉。

宝丰县气象局志愿者在周庄镇与农民一同除雪。王双正 摄影

  当预报有较大降雪时,相关部门和个人应考虑到相应后果,继而采取应对措施。就设施农业而言,要么将设施做坚固,要么在有积雪时去除雪。当农户既没有考虑设施的积雪承载力,又不在产生积雪时采取预防措施,就必然遭受灾害。

  对于交通也是一样的道理。对于暴雪,北方有相对完善的应急处理机制,南方在应对暴雪时,可能存在扫雪除冰设备原料、人力等方面资源储备不够的问题。

贵阳大范围凝冻来袭,部门联动抗冰灾,工作人员正在给路面撒盐除冰。图片来源:中国气象网

  其实,灾害的形成与自身应对能力有关。天气本身不是灾害,天气作用于人的活动产生的破坏才叫灾害。如果人的应对能力相对较弱,天气与人类活动产生了交叉,造成了人应对不了的损失,便形成灾害。

  记者:相比其他季节的降水预报,冬季降雪预报难度如何? 

  孙继松:任何季节产生降水,原理都是一样的,至于下到地面是什么状态,就要看对流层温度层结状态。

  相对而言,降雪预报难度要比夏季降雨简单。道理非常简单,冬季的降雪多是天气尺度,会造成的大范围的降水。这样的降水相对稳定,一般不会出现突发状况,温度趋势、冷空气推进不会发生突变,预报难度就相对小一些,差别只是温度不同,降水相态不同。

  从科学研究角度讲,降雪背后的复杂性比夏季对流降水要小。因此,科学研究也多以夏季降水为主。

  虽然公众感觉雪下得非常大,也带来了不少灾害,但实际上降水量并不大。如果不考虑雪降到地面融化的过程,积雪深度与降水量的关系大概为10:1。比如某地有10毫米积雪,当地实际降水量其实只有1毫米。

  记者:南方与北方的降雪预难点有何不同? 

  孙继松:其实,南北方降雪预报难点都在于相态预报。只不过冬季南方降水相态在多数情况下都十分复杂,雨、雪、冰粒、霰以及混合态的雨夹雪这几种相态都有可能出现甚至同时存在,还可能在数小时内发生连续转换。

  对于某一次过程,无论是降雨还是降雪,亦或是雨夹雪,其降水量级是一样的。但降雨、降雪虽然仅一字之差,影响却相差很大。对农业而言,一场好雨可能会缓解前期的旱情,但降水相态发生变化却可能带来严重的灾情。

  地面降水相态的决定性因素,取决于对流层下部大气温度的垂直分布,尤其是地面至3千米左右的气温。大气中凝结出来的“水”,一般可以以雨、过冷水、冰晶、雪、霰等状态存在。在它们下落过程中,经过不同的温度层时,相态会发生非常复杂的变化。

  目前,尽管基本上所有模式都能给出雨、雪、雨夹雪、冻雨的预报结论,但不同模式预报结果差别却很大。这样一来,预报员在相态预报中的角色就尤为重要了。在预报实践中,预报员不断总结经验,对比历史数据和个例,同时根据具体天气过程对预报进行订正分析。

  记者:在冬季,南北方预报员面临的困难有何不同? 

  孙继松:在冬季,北方降雪预报主要在秋冬季转换、冬春季转换的时需要考虑雨雪转换过程,其他时间基本上都是降纯雪。

  但在南方,预报员整个冬季都面临这样的问题:在有降水出现时,相态是雪还是雨,亦或是雨夹雪、冻雨?对于某一次过程,南方任何一点都存在降水相态的问题。预报员每天都需要面临这个考验。

  1月24日夜,安徽合肥迎来了2018年的第二场大雪,截止到25日14时,积雪深度已经达到了12厘米,雪中的逍遥津公园被覆盖在洁白的冰雪之中,仿若童话中的冰雪世界。鲜有游人的逍遥津公园在苍茫的白色中显得十分安静,和往常游人如织的画面形成了鲜明的对比。(拍摄:徐雅莲 合肥Cheng)

  只有确定了降水性质才能做进一步的预报,小雨到中雨转化为降雪就是暴雪到大暴雪。前者对交通、农业、建筑等没什么影响,而后者对于抗灾能力较差的地区可能会是灾难性的。

  而且,在南方很少下雪的地方,对预报员来说,一旦降雪就是个不小的考验。比如在广东,可能有人几十年甚至一辈子也没有真正见过雪。

  对于北方预报员而言,需要关注相态预报的时间可能不会那么多,但他们还需要考虑弱降水过程的预报。大家都知道暴雨难预报,但好在各种降水条件都较为充分;而弱降水条件的有无则在毫厘之间,因此预报难度也非常大。

  受冰冻雨雪天气影响,今晨(28日)重庆酉阳电线积冰27毫米,秀山县城电线积冰29毫米,境内5条高速多个收费站被关闭或管制,两处高山景区因道路结冰暂停接客。预计,未来三天重庆低温降雨天气仍将持续。图片来源:视界网

  以今年的北京初雪预报为例,当日全市最高温度在0℃以下,降水相态无疑是雪。但问题出在了降水量级上:实况显示只降了零点几毫米雪。(链接:【热点·锋评】从北京初雪折射科学标准和服务标准的距离)

  弱降水过程难预报,给公众的感官差别也很大。如果预报10毫米降水,实际只降了8毫米,绝对误差在2毫米,对于公众而言可能差别不大;但如果预报1毫米以下降雪,实际没产生降雪或降雪极小、落地就化,对公众感官而言就是“有”和“无”的差别,但其实这次预报过程的绝对误差小于1毫米。