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“断崖式”降温+降雪落区重叠——
华北黄淮等地遭受雨雪“强势”攻击

发布时间:2023年12月15日 来源:中国气象报社

编者按:12月10日,我国华北、黄淮地区迎来今冬首场大范围降雪,其中,陕西中部、山西南部、河南北部等地部分地区出现暴雪,山西临汾、河南郑州等地局地降雪量超过20毫米。紧随其后,13日至16日,中东部地区再现大范围雨雪寒潮天气。连续两轮降雪天气叠加影响如何?当前正在发生的厄尔尼诺对我国冬季雨雪有哪些影响?寒潮对人们的健康有哪些影响?本期内容为您解读。

寒潮暴雪轮番来袭 局地降温破极值

本周,雨雪绝对是天气舞台上的“主角”。12月10日至11日、13日至15日,我国华北、黄淮等地接连出现两次大范围雨雪天气过程,中东部地区多地出现“断崖式”降温、暴雪。

中央气象台首席预报员符娇兰表示,11月以来,我国先后遭遇3次寒潮天气,其中13日至16日寒潮过程强度最强,为强寒潮等级,此次过程具有持续时间长、降温幅度大、雨雪强度强等特点。

时隔10年再发冰冻黄色预警

12月12日,中央气象台时隔10年再次发布冰冻预警。符娇兰表示,发布全国级冰冻预警需满足一定的标准——即未来24小时至少有三个省(区、市)部分地区将出现冰冻天气。上一次发布冰冻预警是在2013年。

此次陕西中南部、山西南部、河南北部以及山东中部等地可能出现冻雨。近期南支槽发展较为旺盛,源源不断地将南方的暖湿气流运送到北方,但北方大部地面温度已低于0℃,高空的暖湿气流使得降水粒子在下降过程中主要以液态为主,液态降水粒子下降到近地面或地面,遇到低于0℃的物体表面,就容易形成冻雨。

雨雪叠加之下的极端雪量

13日至16日我国中东部地区出现的大范围雨雪和寒潮天气,波及华北、黄淮及内蒙古中部偏南地区、陕西中北部等地,其中,华北、黄淮强降雪区域与10日至11日落区高度重叠,部分地区日降雪量具有一定极端性。

据统计,12月10日至11日,山西、河南、陕西、河北、内蒙古等地共128个国家气象观测站日降水量突破12月极值。山西省内平均累计降水量为10.7毫米,霍州、汾西、夏县、芮城等地降雪达20毫米以上。河南省内降水量排名前三为巩义(21.9毫米)、新郑(18毫米)、开封(17.5毫米)。截至11日5时,河南省西部、中北部大部市县积雪深度达10厘米以上,局地15厘米以上,最大嵩县达18厘米。

由于两次过程降雪落区叠加,需加强防范极端降雪和低温冰冻对交通运输、能源保供、农牧业生产等的影响,公众外出需防范雨雪低温天气对交通出行、人体健康的影响。另外,近期暖湿气流旺盛,降雪含水量大,这种湿雪相比北方常见的干雪分量更重,容易压断树木、压塌不结实的户外临时建筑,需注意及时清扫积雪,谨防对建筑安全的不利影响。

多地降温明显,最低气温或突破12月历史极值

“速冻”是这两次天气过程共同的特点之一。受强冷空气影响,10日山西中南部、河南、苏皖北部、湖北北部等地气温和9日14时气温相比,呈现“断崖式下跌”态势,降温幅度普遍在12℃以上。10日至11日,河南兰考、通许、延津等地最低气温连续降幅破12月历史纪录,郑州、漯河、遂平等103个国家级气象站最高气温持续降温幅度突破12月历史极值。

13日至16日新一轮寒潮影响下,西北地区东部、内蒙古中西部、华北、辽宁和吉林东部、江南、华南及贵州等地部分地区降温幅度达14℃以上,局地可达20℃。华北、黄淮北部等地部分地区最低气温将接近或跌破历史同期极值。

以河南驻马店为例,9日最高气温为20℃,但10日13时50分的温度仅为3.8℃,一夜之间就进入接近0℃的雨雪寒冬,堪称“俯冲式”降温。

据悉,18日左右还将有一次冷空气过程来袭,低温状态将持续至22日前后。16日起,随着寒潮南下,南方多地也将迎来气温逆转,公众需持续关注近期气温变化,做好防寒保暖。(张娟 武雅丽 赵建峰 刘月丽 周爱春)

12月11日,雪后的山西沁水国家基本气象站 图/庞文萱

厄尔尼诺年出现寒潮暴雪正常吗?

在人们的印象中,厄尔尼诺往往与暖冬联系在一起。

据国家气候中心监测,自今年5月赤道中东太平洋进入厄尔尼诺状态以来,5月至10月,关键区海温指数呈快速持续增加趋势,已连续五个月超过0.5℃,达到形成一次厄尔尼诺事件的标准,其强度为中等,并将持续到2024年春季。

在中等强度厄尔尼诺发生的背景下,大范围寒潮侵袭我国华北、黄淮地区,部分地区出现暴雪甚至大暴雪。有人调侃强势进攻的暴雪寒潮在啪啪“打脸”厄尔尼诺,难不成它节节败退、没有守好自己的“防线”?事实可能并没那么简单。

诚然,在全球变暖背景下,我国暖冬出现的频率越来越高——在1951年至2018年出现的20个全国性暖冬中,有18个出现在1985年以后。而厄尔尼诺的确是影响我国冬季偏暖的原因之一。对我国而言,在厄尔尼诺发生的冬季,淮河、长江、珠江流域等地降水异常偏多,而东北地区气温异常偏高,即南方冬季多雨、北方暖冬。据统计,1951年至2000年发生过14次厄尔尼诺事件,我国有13次出现了暖冬。

据国家气候中心预计,今年冬季我国大部地区气温将接近常年同期或偏高,前冬(2023年12月)偏暖,后冬(2024年1月至2月)接近常年,北方出现暖冬概率较大。

既然很可能是暖冬,那为何还会出现大范围雨雪天气?

陆尔指出,“暖冬和冷冬,指的是整个冬季总体的气温状况。”短期的寒潮降温,只是其中的“小插曲”,整个冬季的平均冷暖情况才是“主旋律”。暖冬并不意味着没有寒潮,即使是厄尔尼诺年,也并不排除冬季出现降温以及强寒潮天气的可能性。

“寒潮和暴雪是天气过程,其直接原因是大气环流的异常。单次的寒潮暴雪天气,与厄尔尼诺可能没有太直接的关联。”陆尔解释说,“此次事件发生在大气环流由暖秋往冬季转换的时节。我国刚经历过去60多年来最暖的秋季,大气中水汽较多。在此情形下,北方突然有强寒潮暴发,侵入我国。较充足的水汽与寒潮的强降温容易使大气中的水汽饱和,两者的共同作用使中东部地区形成了暴雪。”

由此可以理解,暖冬不代表不会下雪。偏暖意味着暖湿气流有可能更加频繁地深入北方。当有寒潮冷空气侵袭时,北方则会有更大的可能下暴雪和冻雨、冰粒。超级厄尔尼诺事件中的2016年1月,我国就迎来了一次极端寒潮,冰冻线直达南海,广州、东莞甚至深圳北部都下了雪;而中等厄尔尼诺事件中的2009年11月,华北平原迎来了一次极端暴风雪,石家庄暴雪连下三天,总降水量、积雪量均打破了历史纪录。

“目前在热带太平洋上形成的厄尔尼诺,是一个大的气候背景。”陆尔进一步解释说,“总体上看,厄尔尼诺会影响全球大气环流,使许多地方容易出现极端天气气候事件。某种程度上,此次的暴雪,可认为是厄尔尼诺背景下气候异常极端性的一个表现。”

需注意的是,全球变暖极大地增加了厄尔尼诺/拉尼娜事件的振荡峰值。厄尔尼诺/拉尼娜事件平均每两年至7年发生一次。随着全球变暖,其周期没有明显变化,但其振荡幅度较1960年以前有明显增加,这意味着类似此次寒潮暴雪的极端天气气候事件将变得更加频发、强发、广发。因此,在厄尔尼诺年,更需要打破人们对暖冬的“刻板印象”——暖冬期间依然可能“大雪纷飞”,冷冬里或许也能感受到“四季如春”的温暖,从而提前做好应对。(吴鹏)

寒潮之下,这些健康风险需留心

寒潮是冬季的一种自然天气现象。来自高纬度地区的寒冷空气,在特定天气形势下迅速加强并向中低纬度地区侵入,造成沿途地区出现大范围剧烈降温、大风和雨雪天气,当其强度达到一定标准时就称之为寒潮。

强冷空气或寒潮来袭时,气温在短时间内快速下降,会引起人体产生应激反应,诱发儿童呼吸道感染(普通感冒、流感)、肺炎、哮喘等,也易诱发老年人群的支气管炎、慢性阻塞性肺炎等呼吸系统疾病。这是因为冷空气可使鼻咽部局部黏膜变得干燥,以致发生细小破裂,病毒、细菌容易趁虚而入,加之冷空气对呼吸道的刺激,造成呼吸道疾病高发。除此之外,气温骤降所引起的血管收缩和血液黏稠度增加也会加重高血压症状,易诱发冠心病、脑卒中等心脑血管疾病。相关研究发现,约77%的心肌梗塞患者和54%的冠心病患者在寒潮天气下病情会加重。由于寒冷的刺激,人体血管突然收缩,动脉平均压力升高,心肌需氧指数也相应增高,心肌缺氧现象加重,心脑血管疾病的发病率和死亡率便明显升高。

研究发现,同样气温变动幅度的冷空气活动,其在初冬时段或清明节前后对相关人群的影响要比隆冬时节更为严重。初冬时节是急性心肌梗塞发作的高峰期。德国《医学世界》的一项回顾性调查结果表明,每年4月和11月,心肌梗塞的发病率最高。在季节转换的关键过渡时段,人体也在随之转换调整,对冷空气侵袭的抵抗能力较弱;秋末冬初的首次强冷空气活动,体质较弱的人群应当格外注意、加倍防护。而到隆冬时节,人体已经历多次冷空气侵袭,对冷刺激的适应和抵抗能力明显增强,因而寒潮诱发的呼吸道和心脑血管疾病风险反而有所降低。

需要注意的是,寒潮带来的健康风险往往还存在持续与滞后效应。寒潮天气过程一般会持续几天,公众需持续关注天气预报,根据自身情况加强防御,降低气温骤降带来的健康危害。若遇雨雪天气,应尽可能减少户外活动,降低室内外变换的巨大温差对身体的不利影响,防范因道路湿滑导致的交通事故以及行人跌倒骨折外伤风险。(王式功 徐静 尹立)

雪的“身高”“体重”如何测量?

12月10日至11日,北方多地迎来今冬首场降雪。很多时候,降雪天气过后,人们会发现,明明天空飘着漫天飞舞的鹅毛大雪,但气象预报却显示下的是“小雪”,明明积雪已达到十几厘米,可气象部门发布的降水量却只有十几毫米。

雪有大小、干湿、轻重之分,那么,在气象业务中,雪是如何被定义的,又是通过哪些手段对雪进行监测呢?

降雪量≠积雪深度

降雪,是用降水量来衡量。在地面气象观测业务中,降水量是指某一时段内的未经蒸发、渗透、流失的降水,在水平面上积累的深度,以毫米为单位。如果出现降雪,需要将降落到容器里的雪融化成水后,用量杯测量出以毫米为单位的深度,这就是气象部门发布的“降水量”。

由此可见,降水量与雪花的大小并没有直接关系,降雪等级也是根据一定时间内的降雪融化后的水量来定义的。

“降水量”和“积雪深度”是不同的概念。积雪深度是指从雪层表面到雪下地面之间的垂直深度。那我们如何测量出雪的“身高”呢?

在气象地面观测实现全自动化之前,积雪深度由观测员使用量雪尺进行测量,测量时需选择平坦、开阔,具有自然下垫面的地方,将量雪尺垂直地插入雪中至地表为止,依据雪面所遮掩的尺上刻度线,读取积雪深度。

随着地面观测实现全自动化,超声波雪深观测仪现已成为测量积雪深度的自动化设备之一,通过测量超声波脉冲发射到雪层表面并折返的时间,计算出传感器探头到目标的距离,实时自动测量和记录雪的厚度变化,实现自动化连续监测雪深,减少人工测量带来的误差和不确定性,为气象、交通运输、农业等领域提供重要的参考信息。

称重式降水传感器(图中最前方仪器)供图/中国华云气象科技集团有限公司

雪的“体重”如何“称”?

在日常业务中,我们可以利用称重式降水传感器来测量降水量。它是个高1.5米、直径1.05米的“胖家伙”,外围有一圈金属防风“围脖”,用来降低风对测量准确性的影响。防风圈内的承水口用于收集雪花,当雪花进入集水桶融化成水后,桶内的重量就会增加,传感器会将重量变化转换为电信号,通过对电信号的采样及计算,得出降水量的数据。为了防止桶内收集的水出现冻结或蒸发现象,集水桶的表层还加入了防冻液和抑制蒸发油,以保证测量的精准性。

在2022年北京冬奥会的比赛现场,超声波雪深观测仪和称重式降水传感器就发挥了重要作用。由于高山滑雪项目对赛道雪的密度有着严格要求,需要时刻监测雪深以便提前进行处理。两类设备作为固态降水类现象的直接观测设备,为超级大回转、滑降等高山滑雪类全类比赛提供了重要的数据依据,发挥了精密监测的作用。

李白曾用“燕山雪花大如席”来形容雪花之大,但事实上,就算是单片很大的雪花也是很轻的。通常情况下,在北方,称重式降水传感器收集到8至10毫米厚度的降雪融化成水后,相当于降水1毫米;而在南方,称重式传感器收集到8至10毫米厚度的降雪融化成水后,相当于降水1.2毫米。可见,同样厚度的雪,南方的往往比北方的更“重”一些。赵旭玫 周扬

降雪等级怎么看?同是暴雪为何观感不同?

根据我国气象学上关于降雪等级的标准,降雪可分为微量降雪(零星小雪)、小雪、中雪、大雪、暴雪、大暴雪、特大暴雪7个等级。该标准一般采用持续时间12小时和24小时两种标准。

以24小时降水量为划分标准,降水量小于0.1毫米为微量降雪(零星小雪),0.1~2.4毫米为小雪,2.5~4.9毫米为中雪,5~9.9毫米为大雪,10~19.9毫米为暴雪,20~29.9毫米为大暴雪,达到或超过30毫米为特大暴雪。

以12小时降水量为划分标准,降水量小于0.1毫米为微量降雪(零星小雪),0.1~0.9毫米为小雪,1~2.9毫米为中雪,3~5.9毫米为大雪,6~9.9毫米为暴雪,10~14.9毫米为大暴雪,达到或超过15毫米为特大暴雪。

也就是说,24小时降水量在10~19.9毫米或12小时降水量在6~9.9毫米的降雪称之为暴雪。而且,在暴雪量级之上,还有大暴雪、特大暴雪。

那么,为何有时大家对暴雪的“观感”会不同?

这是因为,降雪在一定时间内的不同分布会给人不同的感觉。例如,同样是暴雪,如果15毫米的降雪均匀分布在24小时内,给人的感觉是降雪稀疏,但连绵不断;但如果15毫米的降雪集中在短时间内出现,则给人降雪密集、短促而雪量大的感觉。

值得注意的是,暴雪得是一段时间内的累计降水量达到暴雪量级。“鹅毛大雪”描述的是雪花的大小而非降雪量级。你所看到的“鹅毛大雪”,如果持续时间不长,并不一定是暴雪;而连绵细雪,如果持续下一整天,则累计降水量也可能达到暴雪甚至大暴雪、特大暴雪,给交通、能源、农业等领域带来重大影响。(崔国辉)

(责任编辑:张林)