解密现代气象积雪深度预报
来源:中国气象报社   发布时间:2014-12-12
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  中国气象报通讯员陈双 符娇兰

  说起降雪,人们往往想到的是空中飘舞着雪花的浪漫情景,然而,在实际生活中由降雪造成的积雪往往会对我们生产生活造成较大的影响。因此,积雪深度预报也是降雪预报的重要内容之一。要做好积雪深度的预报,就不得不提到融化比这一概念。

  在气象学上,融化比被定义为积雪深度和降雪量之比,日常预报过程中,预报员们往往用10:1来近似表示这一值,也就是说当报1毫米的降雪量时,预报员们往往会考虑造成10毫米的积雪深度。事实上,融化比并不是一个确定的值,如研究人员发现,融化比最小值可以达到1:1,最大值甚至会大于50:1,会表现出明显的季节差异和地域差异。

  那么造成融化比这种显著差异的原因何在呢?下面,让我们来追随雪花的足迹探个究竟吧!如果我们将降雪看做是一件自上而下的运动,那么在考虑降雪时我们首先要考虑云内是否会形成冰晶粒子?会生成什么类型的冰晶粒子?接下来,我们还得考虑在下降过程中,什么情况下冰晶粒子会增长?最后当冰晶粒子降到地面形成雪后,我们还得考虑雪会否融化,能否堆积?等等这些,都会对融化比产生显著的影响。

  首先还是让我们来看一下云内的冰晶过程吧!冰晶粒子在云内的生长过程十分复杂,主要有冰晶粒子的凝华增长和碰撞增长,其中凝华过程主要是指冰晶周围水汽直接凝结成冰晶粒子,而碰撞过程则包括冰晶与过冷水滴的碰并和冰晶之间的碰并。这些复杂的过程,造就了大小各异、形态万千的冰晶粒子,针状、空心棱柱、枝状、板状、六角形板状,它们尽情地展现着自我,让我们不得不为大自然的神奇所折服。这一阶段,我们称之为云内过程。在云内过程中,温度是控制冰晶基本形状的主要因子,不同温度下,会形成不同形状的冰晶粒子,如气象学家们通过实验发现,-12~16℃时,往往会有利于枝状冰晶粒子的生成,而这种形状的冰晶粒子降到地面后,往往也会形成较大的融化比。此外,云内上升气流的强弱及厚度、过饱和度的变化等等,都会对冰晶粒子的形状和大小产生显著影响,进而影响到融化比。接下来,让我们再顺着这些冰晶粒子的步伐,继续探秘吧。这些不同大小、不同形态的冰晶粒子形成以后,当其自身重力大于大气对它的浮力之后,便开始往下降,这就来到我们所关注的第二个阶段,这一阶段我们称之为云外过程。在云外过程中,周边大气环境的温度、湿度以及风等等,也会对冰晶粒子的大小和形状产生显著的影响,如一部分较小的粒子在下降的过程中,会被融化、蒸发,最终消失在空中,不能到达地面,而一部分粒子则有可能进一步增长,继续往下降落,最终到达地面。雪花降落到地面以后,地面过程也会对其最终形成的积雪深度产生一定的影响。在地面过程中,地表风速的大小、雪自身重力所带来的压力、地表的温湿状况等等,都会直接影响融化比的大小,如风速较大,往往会不利于降雪的堆积,而随着降雪量的增加,雪自身重力所造成的压力,也会减小融化比和积雪深度,等等。

  由此可见,造成融化比存在显著差异的过程及影响因素十分复杂,这给我们开展积雪深度的预报提出了巨大挑战,但可以预见,随着我们对降雪过程认识的不断深化,我们对积雪深度的预报技术也将日趋成熟。

  (责任编辑:王若嘉)

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