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2024年5月02日 -
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暴雪是在什麼情況下形成?降雪預報都關注什麼?全球變暖下,暴雪又有哪些變化趨勢呢?
暴雪的發生條件
一般來說,暴雪天氣的形成需要滿足三個條件,首先充沛的水汽供應是形成暴雪的基本條件,另外兩點分別是強烈的動力抬升運動以及較長的持續時間。
此外,還需要足夠低的氣溫和適宜的大氣垂直溫度層結,才能使得雪花在下落過程中不會融化,直接降落到地面上。
張峰介紹道,根據暴雪形成需要滿足的條件,在對天氣系統進行分析時,需要重點分析動力抬升條件、水汽條件和降雪持續時間等,如果以上降雪形成條件中的一個或幾個遠超歷史平均值,則有出現極端降雪的可能。
預報員在對降雪天氣進行預報時,重點關注的是降雪量、積雪深度以及降雪過程中發生雨雪相態轉化的可能性等。
據了解,目前中央氣象台的集合預報降雪EFI產品可以很直觀地展示出一次降雪過程的極端性。
另外,預報員也會重點關注大氣整層的垂直溫度分布情況,它對降水過程的相態變化至關重要,直接影響著降落到地面的是雪還是雨。
以近期的北方強降雪過程為例,張峰指出,造成此次降雪過程的天氣系統主要是高空冷渦配合地面氣旋,這為降雪提供了強烈的動力抬升條件
另外系統前部強烈的偏南風為東北地區帶來了充足的水汽供應,同時天氣系統在東北地區移動較為緩慢,強降雪持續時間較長,這都符合極端降雪發生的條件。
降雪預報難點:相態與積雪深度預報
事實上,雪花是固態降水的一種,因此降雪預報是冬半年一種特殊條件下的降水預報。
降雨預報和降雪預報都需要關注大尺度環流背景、水汽條件和動力條件等氣象因素,二者的預報方法和預報技術也趨於一致。
但是,降雪預報又有其自身特殊的預報難點。
其一是相態預報。冬季的降水相態多種多樣,包括雨、雨夾雪、雪、凍雨、冰粒、霰等,一次降水過程中可能會出現不同相態的多次轉變。
降水相態間的轉變有著十分複雜的機理,其核心是對大氣中溫度和水汽垂直分布的預報描述。
目前,數值模式的相態預報主要由雲內水成物含量的垂直分布結合環境溫度垂直廓線診斷得到,而預報員主觀預報則主要基於關鍵高度層上的溫度閾值進行判斷,然而實際的降水相態是與複雜的雲微物理過程有關的。
未來提升降水相態預報能力需要三維氣象綜合觀測數據、相應的數值預報模式及進一步發展的客觀預報方法等新技術的綜合開發應用。
其二是積雪深度預報。積雪深度同樣是冬季預報的國際難題,它與雪花的冰晶結構、大氣中溫度和濕度垂直層結、大氣垂直運動、地表溫度、地面風速以及雪的含水量等因素密切相關。
降雪量和積雪深度的關系在不同地區、不同的天氣系統條件下,會有所不同。對於同樣的降雪量,相對濕度較大的濕雪的積雪深度就會比乾雪要更小一點。
而較高的地表溫度會導致積雪在地面上融化,從而影響到積雪深度。
統計研究表明,對於東北、西北、內蒙古等地1毫米的降雪量大致對應0.9至1.2厘米的積雪,對於華北、蘇皖和四川等地1毫米的降雪量對應0.6至0.8厘米的積雪。
全球變暖下,極端降雪可能性增加
目前有研究指出,在全球變暖背景下,極端降水事件的發生頻率變得更高,且極端天氣事件的範圍、持續時間和嚴重程度也正在擴大,這其中包括極端暴雪、極端暴雨和極端乾旱等天氣。
例如,全球變暖背景下,某一地區更炎熱的空氣會造成更多的水分從地表蒸發,帶來乾旱。同時,這些溫暖的空氣又能容納更多的水汽,進而引發極端暴雪或暴雨天氣。
我國的東北地區近60年來出現微量或小雪的降雪日數在減少,而大雪以上的降雪強度在增加,出現極端降雪的可能性也有所增加。
全球變暖似乎正在增加極端天氣事件發生的概率。不過,目前根據一些氣候模型做出的極端天氣預測尚難以被證實,在科學界關於“全球變暖與極端天氣關系”的研究也存在一定爭論。