由于受到拉尼娜现象的影响,我们正在经历的这个冬季很有可能是一个“冷冬”,目前似乎冷冬正在发挥其威力。冬季的寒冷,对于很多地区来说,主要通过低温和暴雪来体现,在去年12月份,我国东北地区受到强冷空气的影响,发生了严重的暴雪灾害,有些地区的积雪厚达数米。这种情况不仅我们有,最近与我们隔海相望的日本,也遭受了暴风雪袭击。
日本西部多地遭暴风雪袭击
从2021年12月26日以来,由于受到来自亚洲高压的强冷空气影响,日本本州岛和北海道岛的西部地区,发生了严重的暴风雪天气。到了2022年新年,日本很多地区的降雪依旧在继续,一些降雪量比较大的地区,积雪厚度已经达到了两米以上。短时间的强降雪造成了一些地区的基础设施破坏,不过当地民众对于暴雪的发生似乎习以为常。
2022年1月2日日本积雪分布图
从此次暴风雪在日本的分布来看,我们发现主要分布在日本本州岛和北海道岛,而九州岛和四国岛由于纬度较低,几乎没有降雪分布,甚至本州岛的南部地区也少有降雪。此外,在本州岛和北海道岛,降雪也主要分布在西部日本海沿岸,而岛屿东部的太平洋沿岸地区,则降雪量不多,这是为什么呢?
日本地形图
究其原因,和日本的地形有关系,日本是一个群岛国家,地处亚欧板块和太平洋板块的消亡边界,板块相互碰撞挤压,地壳隆起,使得日本地形以山地丘陵地形为主,地形崎岖。在日本的本州岛上分布着与岛屿走向一致的山脉。此外,日本地处东亚地区,这里是世界上季风气候最典型的地区,日本南部地区是亚热带季风气候,北部地区是温带季风气候。
本州岛积雪分布图
盛行风随着季节会发生显著的改变,夏季时盛行东南季风,而冬季时则盛行西北季风。对于我国的广大地区来说,西北季风来自蒙古西伯利亚地区,地处内陆,较为干燥,通常难以形成强烈的降水。而对于日本来说,西北季风在到达日本之前,先会经过广阔的日本海,从而增加了湿度。而后在到达日本之后,又受到了日本本州岛和北海道西侧的山地抬升,在迎风坡形成了强烈的地形雨。
日本海和渤海的“大湖效应”示意图
在寒冷的冬季季节,降水多以降雪的形式出现,因而形成了暴风雪灾害,在气象上,类似这种现象被称为“大湖效应”。“大湖效应”是一种十分常见的现象,在北美五大湖的南岸地区,由于冬季冷空气经过五大湖,增加水汽,在南岸抬升,也经常会形成暴风雪。我国山东半岛的烟台和威海,被称为“雪窝子”,也是由于冬季西北季风在到达烟台之前,先会经过渤海增加湿度,产生强降雪导致。
北海道岛积雪分布图
日本北部遭强风雪致建筑屋顶被掀翻,强风雪的威力真的这么大吗?
日本广播协会电视台报道,受新一轮冷空气影响,日本北部地区16日遭遇强风和暴风雪袭击。在北海道函馆多处建筑物的屋顶被强风掀翻,当地一所小学关闭停课。而在北海道沿海部分地区海水进入城市街道,不少住房和办公楼浸水。暴风雪强大的威力不禁让我们叹为观止,强风雪的威力究竟有多大,下面具体介绍一下:
一、这次强风雪是一手台风,所以在它登陆前能量损耗很小,往往威力会显得更加庞大,破坏力会变得更强。光是听着就让人害怕。想必在它登陆的时候会有很多人和建筑遭殃,因为哪怕是它还没真正到达的时候,很多地区就遭受了台风的余波状况惨淡。日本北部北部遭遇龙卷风,日本气象厅依据建筑物受灾情况将这次龙卷风评定为3级,这也是日本风暴强度评价系统中最强的一级。此外,日本气象厅近日发布预警称,西日本地区将在未来两日遭遇强降雨天气,九州和近畿地区降雨量或将达到每小时100至200毫米左右。大阪地震灾区也将遭遇降雨,气象厅提醒当地居民防范泥石流等次生灾害。冲绳本岛北部的伊江岛突然出现龙卷风天气。这道龙卷风持续时间约为1分钟时速在70米左右,造成当地数栋建筑受损,连仓库的铁架屋顶也被吹上天。
二、日本气象专家认为,此次暴风雪受到了始于2015年年中的厄尔尼诺现象的影响。厄尔尼诺是太平洋赤道海域水温异常升高引起的一种异常气候现象。它使进入日本北部的太平洋低压系统携带更多能量,并比往年偏南,首都东京一带因此成为此次暴风雪的中心地区。全球变暖可能也在一定程度上加强了此次暴风雪的威力。今年日本北部东海岸大西洋海域一些区域的水温比平均水平要高出3摄氏度左右,这导致大气中水汽增多,进而造成降雪增多。大西洋水温偏高一个因素是自然波动,另一个因素就是全球变暖。
三、一个在太平洋上形成的低压系统从日本北部西部登陆东进进入得克萨斯州,从这里吸纳大量墨西哥湾的温暖水汽后北移,然后进入日本北部东部地区并带来持续暴风雪。在加拿大与格陵兰岛之间形成的另一个低压系统向西南前进,将冷空气带入日本北部东北部。两者相遇便形成了此次持续超过30小时的大范围暴风雪。3级龙卷风自1961年该统计开始以来,仅发生过4次。日本近来天灾不断,冲绳突发龙卷风之后大阪地区遭遇6.1级地震,而19日起西日本地区将迎来强降雨天气。九州南部地区降雨量将达到每小时200毫米。
为什么北美五大湖区大湖效应形成降雪的天气系统属于暖锋
大湖效应指的是冷空气遇到大面积未结冰的水面(通常是湖泊)从中得到水蒸汽和热能,然后在向风的湖岸形成降水的现象,通常是以雪的形式出现。这情形以在美国东北部的五大湖地区沿岸的降雪最为著名。其他水域,如某些海和湖也会产生大湖效应,产生面积较小的雪带。比如美国东海岸的雪带,冬季,以魁北克为中心的高压区使大气顺时针环绕流动,使极地气团向南经大西洋到达北美海岸,其间穿越墨西哥湾暖流温暖水域,为美国东海岸带来降雪。雪虽是大西洋而非湖泊带来,也被称为大湖效应降雪。美国犹他州的大盐湖,加拿大的哈德逊湾和圣劳伦斯湾都会产生大湖效应暴风雪。
成因
以五大湖地区为例。在秋天到来时,五大湖区逐渐变冷,但冬季不会完全封冻。冬季气团主要从西向东穿越北美洲。当陆地将夏季吸收的热辐射掉,大陆气团变得很冷,极地气团南下到大陆上空,当气团经过湖面时,温度极低的空气与相对温暖的水面接触,气团下部温度升高,水汽进入气团。现在冷气团下部是一层温暖潮湿的大气。寒冷、密度较大的冷气团下沉,使暖空气上升,温度降低,水汽凝结,空气不太稳定,云开始形成,一般为层云,层积云或大片积云。一般冷气团在五大湖区上空行进一半时,就会形成云,并随气流向东漂移。之后,大气再次来到寒冷的大陆上空,与地面的接触减慢了大气的移动,从湖面飘过来的大气不断在沿岸聚集,暖气团不断上升,云层加厚,开始降水,由于下层空气温度很低,水汽以雪的形式降落下来。
降雪地点与降雪量
降雪地点取决于使云移动风向和风速。风速决定了暴风雪行进的距离,风越强烈,其携带的水汽走得越远,晚秋与初冬时节,其行进的距离最远。 降雪量取决于以下因素:冷气团与水面的温差,温差较大时,水温越高,冷气团温度越低,冷凝的水汽就越多,雪量就大,一般在12月和1月容易出现这种温差,也最容易产生暴风雪;冷空气在水面行进的距离,即吹程也会影响降雪量,冷空气与暖水面接触时间越长,气团就会携带越多的水汽。 如果水面结冰,水汽供给停止,大湖效应就会停止。
大湖地区的大湖效应
2001年圣诞节前夜,一场暴风雪袭击了纽约州。到新年这一天风雪结束时,水牛城积雪深达82.3英寸(2米),这真是一场特大暴风雪,极具破坏力,但也不足为奇,水牛城人已习惯冬雪这样的暴风雪,且不止一次袭击过该城。1937年12月,一天之内,整座城市积雪深达4英尺(1.2米)。
2002年12月2日,轮到纽约的艾斯威尔了,仅一场暴风雪,积雪深度就达26英寸(66厘米)。2002~2003年冬季北半球要比以前寒冷,暴风雪尤为严重。1月10~12日,纽约州西部每小时降雪速度为4-5英寸(10~12.5厘米),水牛城南部某县的降雪速度为每小时24英寸(61厘米)。几天后出现的另外一场暴风雪,在奥斯维戈,9小时之内,降雪24英寸(61厘米),在西黎登为40英寸(1米)。奥斯维戈经常降雪,1966年1月27~31日的那场暴风雪,积雪深达8.5英尺(2.59米)。 1976~1977年冬季出现了另外一场暴风雪。1月,纽约州的胡克积雪深达12.4英尺(3.78米)。那年整个冬天,胡克积雪总计达39英尺(11.86米)。这个深度可以埋掉两层高的楼房。 密歇根州的部分地区一个冬季降雪深达33英尺(10米),整个州的平均积雪深度为16英尺(5米)。降雪量当然不是每天比较平均,很大一部分是在暴风雪期,特别是有雪暴出现时产生的。
所有这些地区都在五大湖区东部,这里的严重降雪对美国和加拿大造成一定的影响。从明尼苏达东部、西部的马尼托巴到宾夕法尼亚,纽约,安大略东部和东部的魁北克,以雪的形式降落的水汽其实来自五大湖区。这个地区有一个雪带从湖边开始一直朝下风延伸达50英里(80公里),这个地区的降雪量比同纬度其他地区要大很多。
欧洲与亚洲的大湖效应
因为大湖效应的缘故,其他任何大陆都无法同北美洲东部的雪带相匹敌,因为没有任何大洲拥有像五大湖区这样处于绝佳位置的水域。 这并不是说,欧洲与亚洲就没有大湖效应。每年秋天,西伯利亚气温下降时,寒冷密度较大的冷空气下沉,产生了大面积的冷高压。大气从冷高压向外移动,穿过俄罗斯的拉多加湖,向西穿过芬兰湾、波罗的海,寒冷的大气与较为温暖的海水相互接触,获得了水蒸气,到达瑞典东岸时,这些潮湿,相对比较温暖的大气在穿越海岸后开始冷却,在该国东南部形成降雪。西伯利亚冷空气向东流动,远离冬季高压中心,穿过蒙古高原和戈壁沙漠,给中国北方带来了干冷的天气。冷空气穿越海岸,在北部集结了来自日本海的水汽,在到达日本的本州和北海道的西海岸时,温暖的黑潮暖流,使海水温度升高,大气相对比较潮湿温暖。当大气穿越日本海岸时,被迫绕过高山,沿海岛西侧前行,并开始降雪。 往南,西伯利亚冷空气穿越黄海,获得水汽,在朝鲜半岛西部和山东半岛北部聚集下来,形成降雪,由于冷空气穿越黄海水面的距离比日本海要短,效应相对弱些.
中国的大湖效应
2005年12月4日山东威海暴风雪。在中国,大湖效应降雪通常被称作冷流降雪。中国只有在山东半岛北部的一小部分地区会有大湖效应降雪,并且效应比以上这些地方都要弱,但山东半岛的丘陵地形抬升作用会使其北部沿海降雪加强,甚至引发暴风雪。2005年12月4日~21日,连续多场暴风雪袭击了山东半岛北部的威海和烟台,其中威海在几次暴风雪中总降水量近100毫米,积雪49厘米,导致交通几近瘫痪。