今年来最大范围雨雪今起上线!降雪还是降雨,如何判断?

科普中国
公众科普,科学传播。
收藏

1月20日开始至24日,

今年来,我国最大范围雨雪过程将上线,

影响范围涉及超25省份。

话题#今年来最大范围雨雪将上线#

立刻登上微博热搜。

图片

据中国天气网消息,北京、石家庄、郑州、西安等城市都可能迎来今年首场降雪。

中国天气网气象分析师石妍表示,此轮雨雪过程具有范围广、降水相态复杂、降水时间长等特点,影响范围将涉及超25省份,是今年来影响我国范围最广的一次降水过程。

图片

图片来源:中国天气网

石妍表示,这轮雨雪过后,25日至27日中东部还将有一轮大范围雨雪过程,降水范围与此轮降水区域有所重叠,陕西、河南等地的部分地区雨雪日数累计可能会达到5天或以上。两轮降雪过后,陕西南部、河南西部一带局地积雪深度或超过20厘米。

南方多地则将陷入连阴雨模式,阳光自此是路人,对于浙江、江苏、贵州、广西、湖南、湖北等部分地区来说,阳光稀缺的状态可能要持续至农历新年,大家要趁着短暂的晴朗天气,抓紧晾晒计划。

相比降雨预报,降雪预报复杂太多了!

人们想知道,同样是受一轮强冷空气影响,降下来究竟是雨还是雪?

新增积雪深度可以预报吗?

降雪预报究竟难在哪里?

为此,中国气象报记者专访气象专家,一探究竟。

专家顾问:杨舒楠

中央气象台首席预报员

01

问:预报降雪和预报降雨方法上有何区别?

首先需要明确一点,雨和雪是水的不同相态,所以在气象学上降雪预报和降雨预报可以统称为降水预报。

我们知道无论下雨还是下雪,都需要满足降水产生的基本条件,而这其中降雪多是发生在冬季气候背景下的降水天气。

相同之处:降雨预报需要关注的大尺度环流背景、水汽条件和动力条件等气象因素也是降雪预报所要重视的,在这一点上,二者的预报方法和预报技术也趋于一致。

不同之处:冬季降水常伴随雨雪相态转化过程,准确的相态预报是降雪量和积雪深度预报的基础,而这些都是降雨预报所没有的内容。

图片

2021年11月22日,吉林省长春市迎来新一轮降雪天气,环卫工人在长春市朝阳区东中华路清理积雪 来源:新华网

当我们把视角拉向几千米的垂直高空时,就能发现大气不同高度上的气温并非均匀分布,在不同的高度层、不同的温湿状态下,降水粒子的形态拥有着多种多样的变化,降水相态也会发生非常复杂的转变。

图片

大气层温度随高度变化曲线图示意图。降雪天气仅出现在对流层

当云中的冰晶或者雪花向下飘落,就如同经历了一场未知的冒险。

只有在整层都比较寒冷(例如低于0℃)时,才会有雪花降落到地面。如果整层温度都高于0℃,那么就会变成雨。而事实上,各层大气之间的温度变化往往比想象中更加复杂:

情况一:如果高层和底层的气温都低于0℃,但中间存在一个比较浅的暖层,高层的雪到中间暖层融化后到中下层冷层又冻结,那么下的就是冰粒。

情况二:如果中间的暖层比较厚,高层的雪花到中间暖层融化后来不及冻结,就会下冻雨。

情况三:如果地面温度较高或雪花含水量较大,有时雪落下来,也很难在地面上形成明显积雪,而是湿湿的一片。

在现实中,真实的大气垂直温度,受到大气环流系统、复杂的动力环境条件等影响,并没有这么简单的分层,再加之近地面地表温度冷暖不一,使得降水这个“顽皮的孩子”会在什么时段、以什么形态走进公众的视线?需要复杂的综合研判。

图片

2022年1月20日6时中央气象台发布的全国降水量预报图

02

问:判断下雨还是下雪,难在哪里?

雨、雨夹雪、雪、冻雨、冰粒、雨凇、雪凇等……冬季降水形态多种多样,相态间的转变有着十分复杂的机理,核心是大气中温度和水汽的垂直变化。

图虫创意-602260388985700493.jpeg

雪凇景观。

图片来源:图虫创意

粗看,形成降雪有四个必要条件:气温低、水汽饱和、上升运动、空气中有凝结核。集齐这四者,还需要上升运动必须延展到有利于冰晶发展的温度层,这通常至少到-10℃。

细细扒来,大气中温度和湿度的垂直分布情况非常复杂,-10℃层到0℃层的高度、相关温度层之间的厚度差、地面到水汽抬升凝结高度之间的温度、云底高度等,以及冷空气路径、强度和移速,还有地形地貌等下垫面情况,都是影响降水相态转变的关键因素,且这些要素之间彼此制约,又与雨雪相态的形成具有非固定的变化关系。

简而言之,预判在什么时间、什么地点下雨还是下雪是一项科技难题,需要三维气象综合观测数据、相应的数值预报模式及客观预报方法的支撑。

图片

全国逐小时雨雪实况反映了降水量的演变

因此,相态预报一直是冬季降水预报的难点,要清晰阐释这变化背后的复杂机理,任重道远。

03

问:积雪深度好预报吗?

1毫米降雪能积多高?这与冰晶结构、温度层和湿度层结构、大气垂直运动、地表温度和雪的含水量等因素关系密切。

冰晶间隙内空气量所占体积的比例决定了积雪的蓬松度。

环境温度和湿度变化则成为冰晶生成、增长以及最终大小的决定因素。

地面温度的高低影响有效积雪量。

雪中含水量也会直接影响积雪深度,含水量大,积雪相对薄,含水量少,积雪相对厚。

据统计,我国常年冬季积雪深度和降雪量比值大约为0.75厘米/毫米,意为每1毫米降雪量,约形成0.75厘米的积雪。

但这一比值随着气温上升有明显减小趋势,且具有显著的地域差异。比如同一场寒潮带来的降雪,由于地表温度、风力等条件影响,南方积雪量往往不如北方多,城市积雪量不如山区多。因此,积雪预报不仅需要留心大气中发生的“故事”,还要关注地面上的复杂情况,预报难度不断加码。

可以说积雪深度预报是国际难题。

目前EC(欧洲中期天气预报中心)、NCEP(美国国家环境预报中心)等全球模式均提供降雪预报产品,但都属于指导性的,与业务需求存在一定差异。

近年来,我国在积雪深度预报方面也开展了大量的工作,逐步推进了积雪深度的预报业务,但长期以来受冬半年观测资料的局限,预报员对降雪过程积雪深度的特征、影响因子及预报技术认识不足,使得积雪深度预报仍然是一个难点问题。

图片

FY-4A气象卫星真彩色监测图 高洋 韩博威 处理

04

问:普通公众可以参考哪些气象产品来预判临近的降雪过程?

天气雷达能看到降水的信息,但是与夏季相比,冬季降水在量级上偏少,所以即便是暴雪(降水量10毫米以上),在雷达图上也很少看到“番茄炒蛋”这类强雷达回波。所以了解降雪过程,最好还是关注气象部门发布的最新天气信息。

时至今日

随着数值预报模式改进

预报技术能力提升

针对雨雪冰冻灾害影响的

风险评估与决策服务

也在应急联动中发挥更大作用

雪天出行,注意安全!

综合来源:中国气象报、中国天气网、中国新闻社等

评论
无限探索者
太师级
春运已开启,雨雪天气对交通出行影响较大,相关部门及公众需防范雨雪和道路积雪结冰对交通出行的不利影响。
2022-01-20
李平常
大学士级
希望大家及时了解降雪过程,关注气象部门发布的最新天气信息,做好防寒保暖工作。
2022-01-20
克普中国
太傅级
今年来影响我国范围最广的一次降水过程来啦!关注天气预报,做到有备无患!
2022-01-20