五十年未遇之雪災:過程易釋,機理待解

氣候

導讀氣像數據顯示天氣異常“50多年沒見過這麼大的雪了1在1954年南方的那場大雪時,80多歲的中科院大氣物理研究所的陶詩言院士,從中國科學院借調到總參氣像局從事災害天氣和氣像預報。他回憶說:“1954年12月江淮流域降過一次大雪,但也沒有今年的大1一位從事氣像研究的學者回憶當時在南京上學的情景時說:“當時南京地區降雪厚度已經沒了膝蓋,但因為那時交通、電力 ...

氣像數據顯示天氣異常

“50多年沒見過這麼大的雪了1在1954年南方的那場大雪時,80多歲的中科院大氣物理研究所的陶詩言院士,從中國科學院借調到總參氣像局從事災害天氣和氣像預報。他回憶說:“1954年12月江淮流域降過一次大雪,但也沒有今年的大1

一位從事氣像研究的學者回憶當時在南京上學的情景時說:“當時南京地區降雪厚度已經沒了膝蓋,但因為那時交通、電力等現代化程度沒有現在高,人們對交通運輸、電力的依存度也沒有現在高,所以雪災影響遠沒有現在大。”

根據中央氣像台提供的數據顯示:1月10日~2月2日,我國共出現4次大範圍的雨雪冰凍天氣過程。其中河南東南部、湖北中東部、安徽、江蘇、湖南、江西北部、浙江北部出現大雪,局部地區出現暴雪;江南大部及湖北東部、貴州大部、安徽南部出現凍雨或冰凍天氣。4次雨雪冰凍過程涉及西北東部、華北南部、黃淮、江淮、江漢、江南大部及西南東部等南方大部分地區,集中在黃淮南部及江淮、江漢、江南北部一帶。

陶詩言說:“今年,南方多項氣像指標均顯示異常,多個地區降水、降雪量,凍雨和低溫持續的天數破1951年以來的歷史紀錄,而且凍雨、降雪的區域相對集中。這樣的天氣,南方最容易出現‘問題’,南方遭受雪災最嚴重的地區是從南京、武漢等地一直到淮河流域,受冰凍災害最嚴重的是貴州、湖南兩剩京廣線一度癱瘓皆因為冰凍損壞了鐵路運輸的輸電線路。”

中國氣像局公布的數據顯示:湖北、湖南遭受的冰雪災害為百年一遇,湖南省電線覆冰厚度達到30~60毫米,江西持續出現59年以來最嚴重的低溫雨雪天氣;貴州有49個縣市持續凍雨日數突破歷史紀錄;安徽持續降雪24天,是建國以來最長一年;江淮地區出現30到50釐米厚的暴雪。

中科院大氣物理所研究員孫建華和高級工程師衛捷在接受《科學時報》采訪時說:“今年天氣異常是肯定的,地面觀測的數據顯示:中國很多地區溫度、降水等多項數據均突破了1954年以來的紀錄。”

孫建華說:“如果平均溫度低1~2攝氏度,人的感覺就已經很明顯了。而今年南方平均溫度比正常情況低5度,貴州地區的溫度比正常情況要低9攝氏度左右。”

孫建華還表示:“氣候異常的情況不僅僅發生在我國南方,西北的塔克拉瑪干沙漠也已經覆蓋了厚厚一層雪,而這些地區一般年份的冬季降水也只有幾毫米,或者根本沒有降水。”

事實上,在我國遭受冰雪災害的同時,世界多個國家也同樣遭受了災害:伊朗、阿富汗,持續降雪並造成雪災;伊拉克下了100年以來的第一場雪。

1月19日~31日,地中海中部的中東國家也遭受了大雪,造成以色列航班停飛,凍死數十人。美國東部、西部也遭受暴雪襲擊。1月31日到2月1日,很多美國東部機場因為暴雪、凍雨和雨夾雪暫停開放。

各種條件耦合導致異常發生

是什麼原因造成了這次罕見的冰雪災害?要形成降水或者降雪,必須要有兩個必備條件:一是要有充足的水汽;二是要使氣塊能夠抬升並冷卻凝結。

孫建華和衛捷表示:“南方的水汽本來就很充足,今年又特別充沛,這一點已經毫無疑問。湊巧的是今年南北方的環流也很異常,這導致了冷空氣所走的路徑不同於往年。在南方冷、暖氣塊抬升時交綏,形成了降雨和降雪。”

陶詩言在解釋大氣環流異常時,在紙上畫出了4次冰凍天氣發生時的大氣環流形勢圖。他說:“氣像學上有一個專門術語叫‘阻塞形勢’,簡而言之,大氣環流遇到高壓帶阻塞分支了。我們可以看到,我國4次冰凍天氣發生時,均在東經90度附近出現了阻塞形勢,而在正常年份,這一阻塞形勢往往出現在東經60度附近。這一形勢使大氣環流在貝加爾湖地區遇到高壓分為南北兩支,南面的一支則是影響我國南方異常天氣的主要原因。”

孫建華解釋說:“如果在阻塞形勢正常的情況下(在東經60度附近),冷空氣從新疆地區進來,進而影響內蒙古、華北和東北,然後從東北地區出境,這只會影響我國北方地區,而對南方地區影響不大;或者冷空氣從新疆地區進來後影響內蒙古、華北和華南,然後出海。而這次,南面的一支環流多波動,波動(槽前)的範圍正好是南方氣塊產生上升運動的地區,這支環流經過孟加拉灣和南海,剛好又把水汽也帶上來了。這次南方的雪災也是南方系統和北方系統共同作用的結果。”

衛捷說:“各種條件的耦合是造成這次異常冰凍天氣的主要原因,一旦阻塞高壓垮掉,環流調整,冷空氣就會正常影響北方地區,南方的冰凍災害天氣就可能結束。”

氣像學歷史上遺留的硬骨頭

其實,了解完冰凍災害發生的條件就可以對災害發生的過程一目了然。但是阻塞形勢為什麼會異常?南方冰凍災害的機理是什麼?

陶詩言也坦陳:“要想得出氣像現像背後的規律很難,這就像黑匣子一樣,將數據輸入進去,計算機得出的只是結果。但是要得出原因很難,要解含有若干變量的方程組,這也是不准確的。我們至今還沒有成熟的理論解決這些問題,不僅我們沒有,國際上也沒有。”

衛捷表示:“阻塞形勢研究是一個專門的課題,這是氣像學上的硬骨頭,阻塞形勢調整的預報一直是氣像學界的一個難題。”

孫建華則認為:“到目前為止,我們對這次南方異常冰凍天氣的研究還停留在資料收集的階段,還沒有到下結論的時候。就全世界的範圍來看,本次雪災也是二三十年一遇,因此也是小概率事件,我們也沒有任何歷史資料可以參考。”

孫建華和衛捷都是年輕的科研人員,沒有經歷過1954年的大雪。即便是現在已經退休的老科學家,那時也基本上還在上大學。

衛捷表示:“我國從20世紀50年代開始建立氣像觀測網,70年代末以後有較完整、可靠的氣像記錄。限於歷史資料的缺失,我們對過去的很多氣像問題沒法深入研究。

天氣預報不准有客觀原因

雪災的出現也使氣像預報部門成為被譴責的對像,有人質問預報部門:為什麼不事先通知,早作准備?

孫建華表示:“氣像預報是一項很復雜的工程,我們過去幾十年天氣預報科學的成就在於用數值模式把天氣預報出來,但這並不是完全准確的。因為數值模式預報的准確率受初值的影響非常大,時間越長准確率就越低,而如果依靠預報員的經驗來預報,准確率會更低。這次雪災事件是小概率事件,幾十年未遇,估計連預報員自己都不曾見過。”

衛捷也表示:“我們現在進行的天氣預報考慮的因素還是有限的,而影響因素很多,像海洋、陸地、植被、太陽能量以及軌道變化對大氣環流都有影響,但是這些因素我們考慮得很少。我們對大氣活動的物理規律並沒有全部掌握。”


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