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11月26日,山东烟台迎来今冬首场冷流雪。等候在此的中国东部冷流雪观测试验团队迅速开展分析,发现本次过程的冰晶生成高度低,浅层对流活跃,空中雪粒子的增长效率高。现场采集到的雪花样品正在进一步分析中,为探究冬季致灾暴雪成因提供第一手数据。摄制/李根李浩然文案/张艺博

11月19日,中国东部冷流雪观测试验在烟台启动。试验聚焦冷流雪的形成机理及影响,利用大气物理和大气化学综合观测手段,开展致灾冷流暴雪多尺度作用机理研究。

观测试验现场图/余昊翔

冷流雪也称“冷流降雪”,常发生于我国黄海、渤海沿海地区,也见于江苏、上海、辽宁等东部沿海地区,影响范围涉及中、朝、韩、日四国,最典型的在烟台、威海一带,冷流雪占总降雪日数的比例高达80%以上。

不同于一般性降雪,冷流雪对流性、局地性明显,常形成“列车效应”,易出现积雪。例如,年12月,山东半岛出现多场冷流降雪,其中威海文登积雪深度达74厘米,打破山东全省最大积雪深度纪录。

工作人员在维护设备图/郑鹤鹏

中国东部冷流雪观测试验通过气溶胶、云和降雪综合观测,认识人为和沙尘气溶胶输送对冰相降水的作用机制,厘清我国东部冬季致灾暴雪的多尺度作用机理,突破冰相微物理的认知难点,提高冬季降水的业务预报能力。

中国气象科学研究院副研究员李浩然介绍,试验将持续5个月,以烟台市冷流雪观测超级站为中心,依托风云气象卫星、山东半岛气溶胶辐射观测网、自动气象观测站、S波段双偏振天气雷达网及沿海浮标观测网,形成点面结合的综合探测体系,具备冷流雪中尺度-风暴尺度-粒子尺度全链条观测能力。

在观测试验中,C/Ka/W三波段超高分辨率廓线探测雷达、Ka/W连续波双偏振雷达、G波段测云雷达、五目多角度成像仪等一批最新研制的国产先进云降水探测仪器投入使用,实现从冷流雪风暴到单个雪晶的精细化观测,对雪花谱分布、密度、种类及其浓度、形状等特征开展遥感和原位观测。

测量雪深图/苏添记

同时,试验团队将综合利用大气颗粒物组分分析技术、冷台液滴采样技术、氢氧同位素分析技术等,测量气溶胶粒子的物理化学特性以及大气冰核浓度。试验首席科学家、国防科技大学教授张云表示,冰相物理过程预报是数值模式中的难点和痛点,本次试验构建的多尺度观测体系有望提高对冰相微物理过程的定量认识水平,并应用于发展先进冰相微物理方案。

本次试验由中国气象科学研究院、国防科技大学、山东省气象局联合主办,北京大学、中国科学院大气物理研究所、中国气象局气象探测中心、北京市人工影响天气中心、无锡中科光电技术有限公司等20余家单位参与。

延伸阅读:冷流雪为何偏爱烟台、威海?还有哪些地方易出现冷流雪?

位于山东半岛的烟台和威海两个海滨城市,由于冬天较多的降雪形成独特的海滨雪城风貌,被称为“中国雪窝”。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。而且,这两个城市的降雪以冷流雪为主,占总降雪日数的比例高达80%以上。根据烟台莱山机场气象统计资料显示:当地冷流雪年平均日数在39天左右。

11月27日,烟台冷流雪过后初晴图/微博

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所谓冷流雪,也称“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。冷流降雪又被称作“大湖效应”。

大湖效应示意图

以山东半岛为例,冷流雪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,极易产生冷流雪。降雪量大是冷流降雪的特点之一,年年末至年初烟台芝罘区降水量达80.3毫米,积雪1.2米深。

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,半岛北部沿海丘陵山地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,也会对冷流雪起到增幅作用。

11月26日冷流雪过程

从全球来看,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。

暴风雪过后的五大湖地区在“大湖效应”影响下,年11月美国东北部多地出现降雪,局地出现极端降雪,纽约州地区累计降水量普遍超过30毫米,相态以雪或雨夹雪为主。年11月19日至21日北美地区累计降水量及相态其中,水牛城布法罗尼亚加拉国际机场站年11月20日积雪深度达55.8厘米,郊区附近最大积雪深度约厘米,暴雪刷新多项纪录。美国布法罗被大雪覆盖图/美联社此外,日本海也有类似的“大湖效应”。日本海的“大湖效应”冬季来自亚洲高压的冷空气,由陆地吹向海洋,经过面积广阔的日本海海面,增加湿度,在到达日本的本州岛和北海道岛的西海岸时,受到地形的抬升作用,产生迎风坡效应,经常产生大量的降雪。日本雪壁公路

作者:张艺博崔国辉

编辑:卢健文科刘钊

发布:黄婧怡

审核:崔国辉段昊书



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