气象科普
冷空气和暖高压的拉锯战
2018-03-07 23:00  浏览次数:

    春节假期过后,正值上班返程高峰期和学生开学季。此时,第一声春雷开始在南方咚咚作响,东北大地正经受着暴雪“洗礼”,江南、江汉地区深陷雨水的“泥泞”之中,一场旷日持久的大雾阻断了海南上万车辆的通行……季节转换之际,初春悄然探头,让我们一起来看看这场冷空气和暖高压的“交战”里各种复杂多变的天气。

  本期专家:

  海南省气象台首席预报员 李勋

  山东省气象台首席预报员 侯淑梅

  黑龙江省气象台首席预报员 张桂华

  贵阳市气象局高级工程师 姚正兰

  贵阳市气象局高级工程师 钟健

  “雾锁”琼州海峡——一场平流雾导演的“人在囧途”

  “春节去海口三日游,没想到在路上堵了四天……”这个春节,海口作为我国冬日游的热门目的地,像以往一样吸引了大批人前往。始料未及的是,一场罕见的大雾“锁”住琼州海峡,海口这座城市史上最严重的出岛车辆滞留事件由此拉开帷幕。19日至21日,琼州海峡能见度维持在500至1000米间,由于没有达到通航条件,琼州海峡渡轮不断封航,仅20日9时半前,海口秀英港、新海港、南港三大港口停车场和周边道路待渡滞留车辆已超万辆,堵车里程一度达到10公里。海口,成了一座“来了就不让你轻易走”的城市。

  这场真实版“人在囧途”的罪魁祸首名为“平流雾”。据海南省气象台首席预报员李勋介绍,2月14日之前,冷空气频繁来海南岛“捣乱”,致使其下垫面足够冷却。从14日开始,冷空气开始不断“示弱”,15日偏南风回暖,暖湿气流不断被输送至海南岛陆地。暖湿气流不断叠加至冷的下垫面之上,逐渐冷却、凝结,形成雾滴。“平流雾在海上影响较大。由于海上下垫面比较均匀,海上平流雾持续时间长,范围比较大,也不像陆地日照雾散得快。”李勋说。

  作为近地面微细水滴悬浮在空气中的自然现象,雾一般分为3个等级:雾、浓雾和强浓雾,分别对应水平能见度在0.5公里至1公里之间、0.05公里至0.5公里之间,以及低于0.05公里3种情形。此次琼州海峡出现的主要为浓雾和雾。

  雾看似简单,但其预报依然是个难题。从大气角度来讲,雾基本上是在400米以下的浅层。雾的形存条件决定了雾的分布不均匀,它非常局地,有时甚至是在几百米范围之内有雾,而另一个地方却没有雾。目前,根据各种大雾个例,气象部门建立了大雾天气概念模型,针对未来两三天大气环流形势,基本能够判断哪些区域能够出现雾、轻雾或大雾,可以作“潜势预报”,通过数值预报模式直接输出,并根据天气变化形式不断订正预报结论,跟踪监测当时气象条件及时发布预警。

  雾对公路交通的影响是个复杂的问题。通常雾在高速公路的不同路段分布很不均匀,而且有时雾的生成特别突然,轻雾在数分钟内就变成浓雾。雾的类型不同,其影响因子和预报指标也差别很大。最难的部分在于下垫面条件的变化明显,空气湿度等因子变化较快,这就增加了雾的预测预报难度。目前,我国正在研究通过加强监测、建立高分辨率数值模式,来提高雾天预报的准确性和精细化,包括空间(局地)和时间(短时临近)上的精细化水平。(吴婷 王天巍)

  当大雾发生在机场时,飞机就不能起降;发生在江河湖海或高速公路时,就会影响轮船或汽车正常行驶,甚至导致出现交通事故。同时,雾还能造成供电系统故障并加重大气污染程度。为减轻雾的危害,美国、英国、法国等许多国家已经开始用科学的方法进行人工消雾,我国在北京、合肥、成都、上海等城市也都进行过多次消雾试验,获得了成功。

  从天气学角度而言,雾有蒸发雾、辐射雾和平流雾之分。而从雾的物理结构和人工消雾的观点而论,则分为过冷雾(一般称冷雾)、暖雾和冰雾。当雾中的气温在0℃及0℃以下时称冷雾,在0℃以上时称暖雾,在-30℃以下时称冰雾。

  消冷雾主要是根据“冰云和水云混合产生降水”的理论来操作,技术方法相对比较成熟。消暖雾则比消冷雾困难,但是经过气象工作者的反复试验研究,已经积累了不少经验,但目前来看,这些方法还没有达到既有明显效果又比较经济实用的程度。(何昔)  

  济南三天时间如过四季

  17.5℃、1.9℃、11.9℃……2月23日至25日,济南市的最高气温如坐过山车般起伏剧烈,25日的早晨最低气温更是跌至-3℃。三天时间如同过完四季,给市民生活带来不便,引发网友纷纷吐槽,如:街上出现了壮观的四季衣物大集合,穿大衣的和穿T恤的擦肩而过,各自心里说一句“憨”!“济南虽然没有四季如春,但是济南可以春如四季”的段子一时风靡朋友圈。

  山东省气象台首席预报员侯淑梅表示,结合历年济南气候特征和近期天气形势,这三天的气温变化很正常。受西风带暖高压脊控制,2月22日至23日济南市以西南风为主,天气晴朗,气温迅速回升,23日最高气温高达17.5℃。23日夜间至24日受较强冷空气影响,济南市转东北风,最大风力达到5至6级,同时出现0.2毫米降雪。由于冷空气开始影响的时间是后半夜,冷空气造成的降温与夜间辐射降温叠加,导致24日早晨最低气温跌至-0.9℃(23日早晨最低气温跌至6.1℃)。24日白天持续受冷空气影响,白天气温没有明显回升,最高气温只有1.9℃。25日至26日重新受暖高压脊控制,气温回升,最高气温分别升至11.9℃、16.2℃。

  侯淑梅表示,其实这种现象不仅出现在济南,华北地区在这3天都经历了类似的气温变化。每年春季,随着太阳辐射日益增强,地面和空气的温度不断升高,由于大陆增暖较快,形成热低压,因此济南春季经常出现南大风,空气干燥,气温迅速上升。而此时,北方干冷空气还没有完全退缩,南下次数仍较频繁,当有较强冷空气入侵时,将会造成气温骤降,南、北大风交替出现,有时会出现低温冰冻现象,形成倒春寒,有时甚至出现“雷打雪”等复杂天气。(孙彦)

  “搅局”冰雹袭击贵州

  春天,万物生长,天气舞台上的雷电、冰雹、降雨等各路大神蠢蠢欲动,在贵州掀起了一场久违的“狂欢”。2月27日下午到夜间,贵州省贵阳市、毕节市、安顺市等部分乡镇出现强对流天气,并在雷雨中夹降冰雹,冰雹直径普遍在5毫米左右,最大的在7到8毫米之间。

  刚刚过完春节,冰雹就来“搅局”。据介绍,这次冰雹天气主要是受高空槽及低层切变,加上白天热低压的叠加效果,强对流天气系统顺利形成,导致雷雨中夹降冰雹。

  当然,并非是出现高空槽及低层切变就一定能够形成强对流天气。对于贵州而言,春季是冰雹的频发期,占全年降雹时间的70%左右。贵阳市气象局高级工程师姚正兰认为,春季的大气层结非常不稳定,极易出现强对流,在强对流天气系统形成后,只要水汽、能量和凝结核等配合适当,就会出现冰雹,并伴随大风、短时强降水,因此在春季这样的天气系统降冰雹的概率更大。

  “从中长期预报来看,今年贵州的冰雹偏重、时间偏早,春季将是冰雹的频发期。”姚正兰说,由于冰雹局地性强,来得也很“突然”,预测预警的时间较短、难度大,预报员难以完全定时定点做出准确判断。

  “春季的强对流系统容易产生冰雹,监测手段则主要依靠天气雷达。在春夏两季,气象部门每天24小时通过多普勒天气雷达监测强对流天气,当监测到强对流云团生成后,值班员将对雷达回波的顶高、强度、风暴追踪信息、云团结构等指标进行综合分析,当判断出现大概率冰雹天气的可能后,气象部门第一时间对外发布预警信息,并组织开展人工影响天气防雹减灾作业。”贵阳市气象局高级工程师钟健介绍。

  “空防不白防”,当气象部门发布雷电、冰雹预警后,相关部门及公众应采取一定的防范措施。姚正兰特别提醒,针对大面积种植的传统农业而言,在人工影响天气受外部条件限制不能有效开展作业的时候,种植户需要采取有效的措施进行补救。以春茶为例,在春季,冰雹会造成茶树枝叶机械性损伤,破坏茶树个体营养器官,特别是新梢受到的危害最重,从而影响茶叶产量和质量。另外,降雹后雹粒解冻会吸收土壤和大气中的热量,造成降雹区及周围会出现异常低温,使得新梢停止发育或发育减慢,造成当季采摘期推迟,因此做好茶园冰雹灾害的防御显得尤为重要。(石奎)

  荆州骤现“晴雨交替”

  2月25日至26日,湖北荆州市等一些地区天气晴暖,尤其是26日白天天空晴碧如洗,平均气温上升到10℃以上,最高气温达19℃以上。不少公众以为春天来了,天空丝云不挂,一定会晴上几天!

  没想到26日夜间,一场阴雨说来就来,让公众对“春日”的期待瞬间成为泡影。明明之前还晴碧如洗,为什么老天的“脸”却变得这么快?

  原来我国大部地区上空受西风带控制,西风气流会产生波动,波峰向北被称为高压脊,波谷向南则被称为低压槽。当一个地区受高压脊控制时,气流为辐散下沉,天空有云也会消散。26日,白天这些地区处于脊前西北气流控制,气流干燥,能使天空云雾消散晴碧如洗。可到了夜间,该地区就转而受脊后槽前西南暖湿气流控制了,地面也因晴暖使低气压发展,容纳的水汽压也会增加,随着高空槽东移,便会引导北方冷空气南下,暖冷气流辐合交锋就形成云雨了。如果受东移高空槽和低层南北气流对吹的切变线影响,南方有的地区自西向东还会有中到大雨发生。

  这里值得指出的是,在西风带小波动的槽脊轮番活动时,晴雨就会骤然交替变化,进入春季后,这类天气还会继续发生。在这些小波动的作用下,像天气谚语所说的“夜晴不是好晴”“太阳当顶现,三天不见面”等“现晴”,都存在着“物极必反”之兆,因此要善于识别判断。(黄智敏 刘凯文)

  “白色拦路虎”——风吹雪

  从2月26日起,在冷空气“频频示好”之下,冰城哈尔滨再次开启“降雪模式”,一场“认真的雪”将在这个城市流连十日之久。目前,大兴安岭、黑河北部出现小到中雪,哈尔滨西部、伊春南部则是暴雪已至,绥化南部、牡丹江出现湿雪,不少道路在夜晚出现冰冻现象。伴随着大范围降雪,大部分地区刮起了大风,“风吹雪”让能见度愈来愈低,对道路交通造成影响。专家建议,公众要根据预报合理安排出行,大风天尽量避免出行或绕行,车辆要采取防滑措施,大风后要尽量避免进入积雪路段。

  黑龙江省气象台首席预报员张桂华介绍,本次降雪雪量大,持续时间长,部分地区有雪阻,降雪的同时风力较大,出现风吹雪。风吹雪是一种由气流挟带起分散的雪粒在近地面运行的多相流的天气现象(俗称白毛风)。此次黑龙江暴雪过程是受高空槽和蒙古气旋影响,配合低空西南急流所致,大风把地面的雪和正在降下的雪再次卷起,漫天翻飞的雪花使得能见度极低,导致风吹雪现象形成。

  风吹雪是一种有较大危害的复杂流体,对交通出行主要会产生背风积雪和视线障碍两种危害障碍。

  由于风吹雪对自然积雪有重新分配的作用,其形成的背风积雪往往要比自然积雪厚3至10倍,一般超过30厘米,有时甚至达数米厚。冬日积雪深厚,雪粒如吹经平坦开阔地面,则风力以摩擦损失为主,能量损失少,雪粒便随风运行并形成各种吹蚀微形态。若吹经起伏变化大的地面,摩擦阻力增大,同时形成因地形(物)局部变化,产生的涡旋阻力使风速急剧减小,导致雪粒的大量堆积,极易造成交通完全阻断。同时,风吹雪发生时,还使能见度变差,在较短的时间内使视距急剧下降,易造成驾驶人员判断失误,对车辆运行非常危险,即便对性能优越、能高速运行的除雪机械,堵塞也很大,使其运转操作效率同样受到影响。

  目前,我国已在风吹雪物理研究等方面取得进展,并在野外观测、风洞模拟实验及大型防护工程等方面取得一些成效,总结出一系列有效的综合治理措施。(张恒翀 袁长焕 白雪梅)



上一篇:冬天为何愈来愈“贫雪”?
下一篇:没有了
友情链接: