气候变化引发冻雨灾害

在2008年伊始的这场席卷了半个中国、历史罕见的低温雨雪冰冻灾害中,"冻雨"、"凝冻"、"雪凝"等字眼成为热点话题,许多人发出种种疑问。     

雾凇、雨凇和冻雨三种气象现象的阐释

针对南方出现的冰冻灾害天气,我们从电视或报刊上接触到了雾凇、雨凇和冻雨三种气象现象,为了让大家进一步认识这些现象,本文从它们的形成过程以及在日常生活中带给我们的危害和益处作了较为详细的阐释。     

云南东部冻雨的成因分析

应用常规气象探测资料,通过天气学及诊断分析研究了2008年2月上中旬云南东部地区出现冻雨天气时的环流形势和物理量场,结果发现:云南冻雨产生的日降水量并不大,但在大气环流背景稳定的条件下可持续较长时间,冻雨发生时天气形势表现为500 hPa上云南大部为西偏北气流控制,有冷平流输送,但无明显南支槽活动;700 hPa上云南西南部有弱的西南气流,具有暖平流输送,但湿度不大;850 hPa上贵州存在152 dagpm以上冷高压,低层冷空气具备较强势力;地面图上云南东部地区处于昆明静止锋后部,且环境温度场低于0℃.进一步分析冻雨地区的探空曲线,发现冻雨形成时大气具有“上下冷中间暖“的层结特征,700 hPa附近有逆温层,且逆温层顶温度在0℃附近或以上,逆温层的存在是形成冻雨的必要条件.形成冻雨的上升运动并不剧烈深厚,但需具备一定的水汽条件,当高层的雪花从静止锋上的雨层云的中上部落入逆温层内0℃以上的暖层时,雪花融化为雨滴,雨滴再落入静止锋内温度低于0℃的冷气层中,雨滴尚未冻结而呈过冷却状态,过冷却水滴降落到地面或其它物体表面形成冻雨,冻雨出现在昆明静止锋后部温度低于0℃的区域.     

美国空军气象局冻雨预报系统对三次冻雨事件及电线积冰厚度的模拟

电线积冰是电网正常运行中最大的气象灾害之一,而冻雨是造成电线积冰事故的主要灾害性天气。利用耦合了中尺度天气研究和预报(weather research and forecasting, WRF)模式的美国空军气象局(Air Force Weather Agency, AWFA)冻雨预报系统,对发生在中国南方的3次冻雨事件进行预报,通过威胁指数(threat scores,TS)评分对AWFA系统在中国地区的冻雨预报能力进行了评估,并根据其输出的冻雨参数,用覆冰增长模型对三次冻雨过程中,电线积冰厚度进行了模拟。结果表明:冻雨事件的发生必须同时满足逆温层、空中高液态含水量和地温低于0℃这三个气象条件;AFWA冻雨预报系统对中国冻雨也有一定的预报能力,但预测范围较实际观测的区域偏大,三次冻雨事件预报TS评分在0.30～0.63,平均为0.45;模拟电线积冰厚度的范围与观测的冻雨密集区相当吻合,对明显的冻雨过程有较好的预报能力且能够获得电线积冰厚度的精细化分布。研究结果对中国南方冻雨预报、电线积冰预报有重大的参考价值,并为电网的防灾减灾提供了坚实的理论支撑。     

大雪、拉尼娜和全球变暖

2008年初的这场大雪和冻雨让拉尼娜“闻名”全国，措手不及的人们将其扔到“全球变暖”这个包罗万象的大筐里。大雪是否和全球变暖有关？人类能否完美地预测天气？[编者按]     

极端气候事件呼唤"气候意识"——中国气象局国家气候中心副主任罗勇研究员访谈录

今年1月lO日起的3周内,中国的许许多多老百姓,特别是南方地区的人们真正领教了什么叫冰天雪地,什么叫特大雪灾!漫天飞雪、长时间的冻雨伴随着低温铺天盖地袭来,交通、电力顿遭瘫痪,大半个中国的百姓生活受到影响……相信不用多久,这场历史罕见灾害造成的破坏终会被平复.但愿人们在记住这场雪灾的同时.     

九江市一次低温雨雪冰冻天气垂直温度层结分析

运用收集到的资料分析了2018年1月25～28日九江市阴雨雪和低温天气形成原因,分析了阴雨雪低温的恶劣天气的演变过程和水气环流特征,得出了江西地区冻雨的温度垂直分布特征结构和在九江地区具体应用情况的结论。结果表明:此次过程副高稳定,冷空气强盛500 hPa、700 hPa西南区域易产生逆温层,850 hPa东北气流使暖湿空气随着空气不断上升,更容易产生暴雪。水汽的输送过程非常频繁,同时该地区的辐合比较明显导致雨雪天气处于经常变化的情况;低层冷空气天气对冬天降水的形态起着非常关键的作用,此次过程冻雨灾害严重,经分析,25日为融化层位于850 hPa的情况,925～1 000 hPa区域迅速降温,850 hPa区域高于0℃,700 hPa和925 hPa区域温度低于0℃,1 000 hPa时温度在小于1℃,地面温度低于0℃,25日白天出现冻雨。27日融化层处于700 hPa左右温度大于0℃,925 hPa和850 hPa时温度低于-2℃,925～700 hPa有非常明显的温差;但由于1 000 hPa时温度在-3℃左右,所以27日白天九江地区降水相态复杂,大部分地区以降雪为主,部分地区出现冻雨。上述的阈值范围是九江地区冻雨的天气阈值。研究还表明,随着地面的温度降低,冻雨天气越容易产生,冻雨一般发生在最低气温低于0℃,同时一天的平均气温低于1.0℃。     

贵阳龙洞堡机场2008年初冻雨天气分析

冻雨是严重威胁飞机飞行安全的灾害性天气之一,本文利用贵阳龙洞堡机场地面观测资料对2008年初冻雨天气形成的环流形势、温度垂直结构等进行分析,以此为研究冻雨天气保障飞行安全提供参考。     

电线积冰及舞动高风险区域的数值模拟

导线覆冰舞动是一种影响电网正常运行的灾害性天气.通过对2018年1月25—29日长江中下游地区大范围导线覆冰舞动事故的天气形势、大气层结与云中水成物特征的分析,探讨了导线覆冰舞动的天气成因,进而利用耦合了电线覆冰增长模型的天气研究和预报模式,对导线覆冰厚度及舞动高风险区域的时空分布进行了模拟,结果表明:①冷空气与西南暖湿气流在长江中下游地区交汇,该区从地面到700 hPa的温度均低于0℃,冻雨为"过冷暖雨"机制;②模拟结果显示覆冰期间地面降水经历了"固态-混合态-固态"的相态转化过程,与观测结果较为一致;③耦合了积冰增长预报系统(IFAS)的WRF模式,模拟的各阶段电线积冰厚度的空间分布特征与监测到冻雨天气的气象站点分布较为吻合,覆冰厚度极值与观测结果接近;④利用耦合了美国空军气象局诊断方案的WRF模式,根据模拟的积冰厚度与瞬时最大风速,模拟出了导线覆冰舞动高风险区域分布,与电网的观测记录较为吻合.该研究表明模拟的导线覆冰厚度能够反映冻雨过程中电线积冰厚度的时空变化特征,特别是舞动高风险区域分布的成功模拟,对舞动进行提前预警进而降低舞动损失具有重要的实用价值.     

何谓冻雨

冻雨是指过冷却水滴与物体碰撞后立即冻结的液态降水。在我国南方特别是西南地区,冻雨是冬季的一种常态天气现象。