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玩转地理 | 地理视角下的“大面积降温”

本文由地理蹊倾情原创编辑制作,如有转载必须注明原作者,虽免费交流使用,但保留谴责直接拿过去作为自己成果的部分使用者的权     


据中央气象局发布的消息说:本周将有两股冷空气接连影响中东部,多地累积降温超10℃。黄淮、江汉、江淮等地的部分地区则可能出现雨夹雪!


感受下“冷空气南下”的气势 ↓


寒风+冰冷雨雪≈冻成狗?


这次让全国大面积降温的天气中,大家一定要注意多穿衣服,保护好自己哈。另外关于和这次降温有关联的知识小蹊也给大家普及一下。


1

寒 潮

这次大范围的降温使我国很多区域受到了寒潮影响,寒潮是一种大型天气过程,往往引发多种严重的气象灾害。由于寒潮出现的地区和季节不同,其强度和危害也不完全一样,但它带来的灾害性天气对工农业生产和百姓日常生活的影响通常都很大,对农业、牧业、交通、电力、甚至人们的健康都有比较大的影响。寒潮天气的影响广泛,造成的灾害也比较严重和多样化,有些灾害是寒潮天气直接造成的结果,如风灾、霜冻害、寒害、道路结冰和积雪等,有些是间接引发的,如低温冷害、空气质量下降等。


(寒潮发生的原因      图片来自中国气象报社)


寒潮爆发在不同的地域环境下具有不同的特点

在西北沙漠和黄土高原,表现为大风少雪,极易引发沙尘暴天气。

在内蒙古草原则为大风、吹雪和低温天气。

在华北、黄淮地区,寒潮袭来常常风雪交加。

在东北表现为更猛烈的大风、大雪,降雪量为全国之冠。

在江南常伴随着寒风苦雨。


(寒潮的形成与主要路径    图片来自中国气象局宣传与科普中心)


(影响我国寒潮的路径      图片来自中国气象报社)


并不是所有的冷空气侵袭过来都叫寒潮,一般是冷空气侵袭到某地以后,若能使那些地方的温度在一天(24小时)内降低10摄氏度以上,同时那一天的最低温度又在5摄氏度以下时,我们才把这股冷空气叫作寒潮。但因各地受地理环境和气候条件影响,寒潮标准也不相同。

由中央气象台2006年制定的我国冷空气等级国家准中规定寒潮的标准是:

某一地区冷空气过境后,气温24小时内下降8℃以上,且最低气温下降到4℃以下;

或48小时内气温下降10℃以上,且最低气温下降到4℃以下;

或72小时内气温连续下降12℃以上,并且最低气温在4℃以下。


寒潮也有有益的影响寒潮有助于地球表面热量交换。随着纬度增高,地球接收太阳辐射能量逐渐减弱,因此地球形成热带、温带和寒带。寒潮携带大量冷空气向热带,使地面热量进行大规模交换,这非常有助于自然界的生态保持平衡,保持物种的繁盛

2

冷锋天气

此次降温,将我国大部分的天气系统形成冷锋天气。


冷气团主动向暖气团移动形成的锋称为冷锋。冷锋是我国最常见的一种锋,它可以活动于全国各地。


由于冷锋和高空槽的配置,移动快慢等不同,冷锋附近云和降水的分布也有明显的差别,有的主要出现在锋后;有的则主要出现在锋前。

冷锋活动的一般特点:在东亚地区都有冷锋活动,冬季强,夏季弱。冷锋的活动频数,北方多于南方,西南地区冷锋出现的频率最小;冬半年多於夏半年,春季最多,秋季最少。其形状和移速受地形影响极大

冬天,冷锋主要引起降温和大风,夏天都能产生雷雨天气。

春季,冷锋在东北常易造成大风和降水,而在华北往往只引起风沙天气。


蓝色三角代表冷锋符号,三角尖头所指方向即为锋前,图来自网络

冷锋的强度,冬季最强,常能直驱华南及南海,而造成寒潮天气。夏季,冷锋较弱,主要活动在北方,夏季的冷锋常带来雷阵雨天气。

华北地区是中国境内冷锋活动的必经之地。

东北地区则是一年四季都有冷锋活动,尤其是春秋季节,冷锋活动频繁。

这两个地区的冷锋来源都有西路,西北路,北-东北路三种。


在高中地理中,还要注意冷锋天气的影响:

(1)过境前

冷锋过境前:由单一暖气团控制 气温较高、天气晴朗、气压较低

过境时:大风、降温、阴雨雪(降水主要集中在锋后,锋前也有)

(2)过境时

冷锋过境时,气压在锋前急剧下降,锋后上升;气温下降;气压梯度增加;大气压斜增;北半球风向顺时针转变;出现降水甚至雷暴。(此情况一般只会出现在中纬度地区,低纬度地区一般会在春季的后期至夏季的初期才会有可能,因为该时的冷锋一般是在纬度25-30一带发展,而低纬度地区一般气温较高,在气温高磨擦的情况下容易产生雷电)

(3)过境后

1、气温:下降,由冷气团控制

2、气压:先降后升

3、降水:锋过境时可能会下雨

4、天气:转晴


锋面气旋图中冷暖锋

降水都是在冷气团一侧;

不管南北半球,都是左侧为冷锋,右侧为暖锋。不同的是冷暖锋的锋前方向,南北半球冷锋锋向都指向赤道方向,(在图上表现为北半球冷锋三角箭头指向下,南半球冷锋三角箭头指向上)


3

降雪预报与最美雪花


雪花的形态与生长环境密切相关,尤其是温度和湿度。在0至-3℃时,水汽会凝成六边形或者枝瓣简单的片状冰晶;-5℃至-10℃时,结晶为细针状或者六棱柱状;在-10℃至-20℃内,雪花会随着空气湿度的加大而向扁平方向生长出树枝状、星盘状等复杂结构;如果温度降至-20℃之下,结晶又呈现为缺乏枝瓣结构的六边形、六棱柱状。-15℃左右且水汽条件充沛时,雪花可以发育得非常充分,各种多级分枝的微观结构也最为精美。


温度在-15℃左右,没有强风,且空中水汽充分时,飘落的雪花往往形态丰富,大而精美。华北平原、辽东半岛以及秦岭淮河以南的低海拔区域统统是不行的。即便降雪充沛,这些地方气温也难以降至-10℃以下。青藏高原、内蒙古高原以及黄土高原的多数地区空气湿度不够。喜马拉雅山、横断山、天山等高海拔山地间的温湿度通常不稳定,而且强风对雪花的形成非常不利。


大气中凝结出来的“水”,一般以雨、过冷水、冰晶、雪、霰、雹等状态存在。在它们下落过程中,经过不同的温度层时,相态会发生非常复杂的变化。我国的降雪预报预报的并非积雪深度,而是降水量。降水量与积雪深度的关系并不是一成不变的,积雪深度还取决于地表温度会不会导致雪融化等。如果不考虑雪降到地面融化的过程,积雪深度与降水量的关系大概为10:1。比如某地有10毫米积雪,当地实际降水量其实只有1毫米。


降雪等级并不是根据地面积雪厚度划分的。根据气象部门的标准,由于降落到地面上的雪花大小、形状、以及积雪的疏密程度不同,降雪量是根据雪融化以后的水量多少,来由低到高划分为多个等级的。降雪量等级有以下几种:

小雪:12小内降雪量小于1.0毫米(折合融化后的雨水量,下同)。

中雪:12小内降雪量1.0~3.0毫米或24小内降雪量2.5~5.0毫米。

大雪:12小内降雪量3.0~6.0毫米或24小内降雪量5.0~10.0毫米。

暴雪:12小内降雪量大于6.0毫米或24小内降雪量大于10.0毫米。


4

白灾

白灾一般是指草原被深度超过15cm的积雪覆盖,使放牧无法进行的一种灾害(并不绝对,比如在海拔较低,气侯条件适宜的草甸草原上,牧草长势茂盛,高度一般在30厘米左右,在此状况下就不会发生。)一般从10月份到第二年的5月份均可有白灾发生,尤以11月和3、4月份为多。


白灾有时候又称“白毛风”,“白毛风” 在气象上称为“吹雪”(水平能见度在1.0-10.0公里以内)或“雪暴”(水平能见度<>“白毛风”是因大风引起的一种天气现象,又是牧区气象灾害之一。白灾的发生不仅受到降雪量、积雪深度和密度及时间的影响,同时和草场状况、牧业生产方式(放牧与舍饲)及补饲条件等紧密相关


内蒙古的大兴安岭以西、阴山以北牧区,祁连山牧区,北疆的部分牧区,藏北至青海南部一带高寒牧区以及川西高原牧区的西部等地常有白灾发生。冬春季节里牧区出现“白毛风”时,大风呼啸,雪花飞舞,到处是白茫茫一片,致使水平能见度小于10公里,有时小于1公里。“白毛风”天气使游牧的牧民和羊群迷失方向,交通受到严重阻塞。同时,因天寒地冻、粮草不足,人员受伤冻、牲畜被冻死。


白灾成因大致有以下几个方面:

1.冷季没有足够的草料贮备。草原地区从春末到秋初,大约3~4个月有青草,随后便是长达8~9个月的枯草期,牲畜只能啃枯草。若遇大雪覆盖草原,牲畜连枯草也啃不到,这便是“白灾”。冷季没有足够的草料储备,是酿成“白灾”的根本原因。

2.家畜饲养量过多,草原严重超载。

3.草原管理失当。牧草生产与家畜生产两个系统之间存在系统相悖。

4、降雪较厚,降雪持续时间长等。


5

冻雨和雨凇

在南方局部地方大范围降温降水可能会形成冻雨。


冻雨是由冰水混合物组成,与温度低于0℃的物体碰撞立即冻结的降水,是初冬或冬末春初时节见到的一种灾害性天气。我国南方一些地区把冻雨又叫做“下冰凌”,北方地区称它为“地油子”或者“流冰”

冻雨的天气符号


入冬,雨落在树木、高楼、山岩、电杆等物体上,低于0℃的雨滴在温度略低于0℃的空气中能够保持过冷状态,其外观同一般雨滴相同,当它落到温度为0℃以下的物体上时,立刻冻结成外表光滑而透明的冰层,老百姓习惯叫“滴水成冰”。这种雨在气象学上叫“冻雨”它的凝聚物叫“雨凇”或冰凌,俗称“冰挂”)。

冻雨和人们常说的一般水滴不同,它是一种过冷却水滴(温度低于0℃),在云体中它本该凝结成冰粒或雪花,然而找不到冻结时必需的冻结核,于是它成了碰上物体就能结冻的过冷却水滴。


香港天文台网站解释冻雨的成因:冻雨通常与冷暖气流相遇有关,地面上需要有低于冰点的冷气流进入暖气流下方,形成逆温层,加上大气里缺乏可作为凝结核的微粒,是形成冻雨的必要的条件。


本图来自中国气象视频网


以下是对冻雨形成的天气条件更详细的解释        形成“冻雨”,要使过冷却水滴顺利地降落到地面,往往离不开特定的天气条件:近地面2000米左右的空气层温度稍低于0℃;2000米至4000米的空气层温度高于0℃,比较暖一点;再往上一层又低于0℃,这样的大气层结构,使得上层云中的过冷却水滴、冰晶和雪花,掉进比较暖一点的气层,都变成液态水滴。再向下降,又进入不算厚的冻结层。当继续下降,正准备冻结的时候,已经以过冷却的形式接触到冰冷的物体,形成坚实的“冻雨”。


6

雾凇

在北方由于大范围降温可能会形成雾凇景观。


雾凇是一种白色固体凝结物,由过冷雾滴附着于地面物体或树枝迅速冻结而成,俗称“树挂”,多出现于寒冷而湿度高的天气条件下过冷水滴(温度低于零度)碰撞到同样低于冻结温度的物体时,便会形成雾凇。当空气中的水蒸气碰上物体马上凝华成固态时便会结成雾凇层或雾凇沉积物



雾凇非冰非雪,而是由于雾中无数零摄氏度以下而尚未凝华的水蒸气随风在树枝等物体上不断积聚冻粘的结果,表现为白色不透明的粒状结构沉积物。雾凇形成需要气温很低,而且水汽又很充分同时能具备这两个形成雾凇的极重要而又相互矛盾的自然条件更是难得。形成雾凇的苛刻条件首先是,既要求冬季寒冷漫长,又要求空气中有充足的水汽。其次,雾凇的形成要求既天晴少云,又静风,或是风速很小


7

降雪对农业及生活的影响

气象学家认为,寒潮是风调雨顺的保障。我国受季风影响,冬天气候干旱,为枯水期。但每当寒潮南侵时,常会带来大范围的雨雪天气,缓解了冬天的旱情,使农作物受益



冬天麦盖三层被,来年枕着馒头睡   图片来自中国天气网

“瑞雪兆丰年”这句农谚之所以在农间流传,就是因为雪水中的氮化物含量高,是普通水的5倍以上,可使土壤中氮素大幅度提高雪水还能加速土壤有机物质分解,从而增加土中有机肥料。大雪覆盖在越冬农作物上,就像棉被一样起到抗寒保温作用。


以上图片来自中国天气网

有道是“寒冬不寒,来年不丰”,这同样有其科学道理。农作物病虫害防治专家认为,寒潮带来的低温,是目前最有效的天然“杀虫剂”,可大量杀死潜伏在土中过冬的害虫和病菌,或抑制其滋生,减轻来年的病虫害。据调查数据显示,凡大雪封冬之年,农药可节省60%以上。


寒潮还可带来风资源。科学家认为,风是一种无污染的宝贵动力资源。举世瞩目的日本宫古岛风能发电站,寒潮期的发电效率是平时的1.5倍。


冻雨风光值得观赏,但它毕竟是一种灾害性天气,会压断树木、电线杆,使通讯、供电中止,妨碍公路和铁路交通,威胁飞机的飞行安全等。对农作物也有一定影响:大田结冰,会冻断返青的冬麦,或冻死早春播种的作物幼苗。另外,冻雨还能大面积地破坏幼林、冻伤果树等。


不戴墨镜,长时间在雪地中活动久了,会造成暂时性雪盲。雪地对日光的反射率极高,可达到将近95%,直视雪地正如同直视阳光,由于这种症状常在登高山、雪地和极地探险者上发生,因此称作雪盲症。


雨雪天气道路湿滑,出行要注意道路交通安全,外出要做好防寒保暖措施。冷空气来袭气温骤降,易导致人体机体抵抗力下降,给感冒病毒入侵以可乘之机。居民要合理的安排好日常起居生活,注意添衣保暖,尤其是要做好老弱病人的防寒工作。


同样一场雪,南方的受灾情况要大于北方,这与一定的抗灾能力有关。各种基础设施既要考虑到降雪因素,也要有一定的预防应对措施,比如在降暴雪后要及时的洒融雪剂或除雪等。天气本身不是灾害,天气作用于人的活动产生的破坏才叫灾害。如果人的应对能力相对较弱,天气造成了人应对不了的损失,便形成灾害。


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