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降水量、降溫幅度、霜凍線等都有啥意思?

發(fā)布時(shí)間:2017年01月08日 來源:中國氣象報(bào) 作者:崔國輝

  1月3日,第六屆中國哈爾濱國際組合冰雕比賽進(jìn)入收尾階段,在哈爾濱冰雪大世界園區(qū)內(nèi),來自6個(gè)國家15支代表隊(duì)的57名冰雕技師的作品經(jīng)過4天的雕琢已雛形初現(xiàn)。圖/新華社

  “天空下著鵝毛大雪,氣象臺(tái)卻說是小雪;地面濕漉漉,氣象臺(tái)卻說已下中雪。為何我看到的與氣象臺(tái)說的總不一樣?”

  雪:降水量、降雪量、積雪深度……與我有關(guān)的幾個(gè)術(shù)語常使人混淆,待我一一解答。

  公眾常常將我的晶體大小和積雪深度當(dāng)作評(píng)判降雪量的標(biāo)準(zhǔn);而實(shí)際上,降雪量是氣象觀測(cè)人員用標(biāo)準(zhǔn)容器在12小時(shí)或24小時(shí)內(nèi)將我采集后化成水,測(cè)量得到的數(shù)值。

  首先,我的晶體大小無法反映降雪量。若我以鵝毛狀飄落,會(huì)很快在地面形成積雪。但這時(shí)我比較干燥,水分較少,用手稍微一捏便沒有了;但若雪片小而密集,我就比較“瓷實(shí)”,含水量高,降雪量也就比較大。

  晶體的大小,與冰晶形成時(shí)的云內(nèi)溫度密切相關(guān),但兩者并非線性關(guān)系。有學(xué)者研究顯示,當(dāng)冰晶形成時(shí),若云內(nèi)溫度在-15℃左右,對(duì)應(yīng)的雪花體積最大。

  其次,積雪深度與降雪量是兩個(gè)不同的概念。積雪深度是指從積雪表面到地面的垂直深度,會(huì)隨著積雪的加深不斷累積變化。通常,降雪量與積雪深度可以按照1:10的比例進(jìn)行換算。不過,這個(gè)比例并不固定,受到我的干濕程度和環(huán)境氣溫共同影響。如果我松軟、濕度小,就容易形成較厚的積雪。當(dāng)環(huán)境溫度維持在-4℃以下時(shí),1毫米的降雪基本能夠帶來1厘米的積雪;而地面溫度在0℃左右、較為溫暖時(shí),濕潤(rùn)的雪花帶來的積雪就不夠看了,甚至落地就化,這時(shí)雖然積雪深度小,但降雪量未必就小。

  “氣象臺(tái)說昨天到今天降溫幅度達(dá)8℃,但細(xì)心的我翻閱了這兩天的溫度曲線圖,發(fā)現(xiàn)平均溫度的降幅并沒有達(dá)到8℃??!”

  降溫幅度:從氣象部門發(fā)預(yù)報(bào)和預(yù)警的角度來說,降溫幅度通??紤]平均溫度的降幅和最低溫度的降幅。而且,以二者中的最大降幅為準(zhǔn)。

  比如,近3天平均溫度降幅為6℃,最低溫度降幅為8℃,那么在發(fā)預(yù)報(bào)和預(yù)警的時(shí)候,氣象部門通常將我定為8℃。所以,我有可能是最低溫度的降幅,也可能是平均溫度的降幅。

  有時(shí),聽到天氣預(yù)報(bào)說“今天最高氣溫8℃,最低氣溫-2℃”,公眾會(huì)將此處的降溫10℃視作我。其實(shí),這是氣溫日較差的概念,亦稱氣溫日振幅,是一天中氣溫最高值與最低值之差。

  此外,有時(shí)冷空氣降溫之前會(huì)有一個(gè)增溫現(xiàn)象,也就是鋒前增溫。隨著冷空氣主體的到來,氣溫才開始逐漸下降,所以有時(shí)盡管我的值比較大,但人體感覺并不十分寒冷。

  “小時(shí)候?qū)W過,溫度低于0℃時(shí),水凝結(jié)成冰,水汽會(huì)凝華成霜。但為何在中央氣象臺(tái)發(fā)布的天氣圖中,雨雪分界線、霜凍線與0℃等溫線并不重合?難道高于0℃也會(huì)出現(xiàn)霜凍或降雪?”

  霜凍線:首先,霜凍是在地表發(fā)生的,降雪是在大氣中產(chǎn)生的,因此分別與地表溫度和整個(gè)大氣層結(jié)的溫度狀況有關(guān)。你可能誤把氣溫是否低于0℃作為產(chǎn)生降雪和霜凍的條件了,而通常,氣溫是指距離地面1.5米處的空氣溫度。

  其實(shí),0℃等溫線的家族十分龐大,有0℃旬平均等溫線、0℃月平均等溫線和多年平均0℃等溫線等,除此之外,還包括地表0℃等溫線。

  如果水汽充足,地表溫度低于0℃就會(huì)結(jié)霜。因此,我與地表0℃等溫線是直接相關(guān)的。出現(xiàn)霜凍時(shí),近地層的氣溫可以在0℃以下,也可以在0℃至5℃之間,但通常情況下,我與地表0℃等溫線是基本一致的。

  雨雪分界線是降水相態(tài)的分界,確定雨雪分界線最重要的參考依據(jù)就是氣溫。但是,由于降水過程的復(fù)雜性,判斷是否產(chǎn)生降雪不僅要看近地面溫度,還要看整個(gè)大氣層結(jié)的溫度狀況。比如,850百帕等壓面的溫度是否低于-4℃,地面溫度是否在0℃附近,都會(huì)產(chǎn)生影響。

  而且,水凝結(jié)成雪,不但需要低溫,還需要凝結(jié)核。如果空氣中沒有足夠的凝結(jié)核,水甚至在低至-20℃時(shí)都會(huì)以液態(tài)存在。

  另外,在雨雪分界線之間的混合區(qū)域,雨夾雪、雨轉(zhuǎn)雪、雪轉(zhuǎn)雨乃至更加復(fù)雜的變化都有可能發(fā)生,公眾需要格外注意天氣的變化情況。

  “冬季常說‘冷空氣帶來大風(fēng)降溫天氣’,而夏季常說雷暴大風(fēng),同樣是大風(fēng),兩者有何區(qū)別?”

  雷暴大風(fēng):我與冷空氣大風(fēng)是“兩路人”,它通常由北方或西北方冷空氣入侵帶來,造成大范圍降溫天氣,而我是強(qiáng)對(duì)流天氣的一種,常出現(xiàn)在強(qiáng)風(fēng)暴或與颮線強(qiáng)鋒面有關(guān)的帶狀對(duì)流中,是氣流下沉形成輻散性的陣風(fēng)。

  進(jìn)入冬季,冷空氣勢(shì)力很強(qiáng)盛,冷空氣可以經(jīng)華南地區(qū)進(jìn)入我國南海甚至更南的區(qū)域。

  通常,冷空氣大風(fēng)天氣持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。冷空氣前鋒剛剛到達(dá)時(shí),會(huì)與較溫暖的空氣相遇,并產(chǎn)生激烈碰撞。這時(shí),空氣會(huì)出現(xiàn)快速攪動(dòng),從而瞬時(shí)風(fēng)力較大;而隨著冷空氣的持續(xù)推進(jìn),平均風(fēng)力會(huì)較大,但瞬時(shí)風(fēng)力不如之前。

  而我作為強(qiáng)對(duì)流天氣中的一種,持續(xù)時(shí)間較短,但我的瞬時(shí)風(fēng)力會(huì)很大,有時(shí)會(huì)造成人員傷亡和較為嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失。

  而縱觀全年,我出現(xiàn)的季節(jié)時(shí)段非常集中,以夏季(即6月至8月)最為活躍。在北方地區(qū),我主要出現(xiàn)在5月至9月;在南方地區(qū),則主要出現(xiàn)在春季和夏季。另外,我在中國北方地區(qū)的活躍程度要明顯強(qiáng)于南方地區(qū)。華北和西北地區(qū)東部是我多發(fā)的區(qū)域;相比之下,我光顧華南、江南地區(qū)以及西北地區(qū)西部的頻率則低得多。

  本文科學(xué)顧問:國家氣象中心天氣預(yù)報(bào)室定量降水科科長(zhǎng) 符嬌蘭