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「研读 · 自然」|北京初雪,姗姗来迟,何解?

清华研读间  · 公众号  ·  · 2018-01-15 18:02

正文

▲往年雪后的故宫

引子

当南方各地纷纷发来银装素裹的喜讯,北京,这一北方城市,虽然温度已达零下4-5℃,但依旧是「爱在深秋」。肃杀的北风呼啸着穿过车水马龙的街道,水域表面纷纷冻结,映出湛蓝的天空。今年冬天,北京还欠一场姗姗来迟的大雪!


小编前几天分析了目前北京的及周边的气候条件,目测距离大范围降雪还有一些日子。趁此机会,一起来了解一下降雪的过程,分析一下今年冬天的北京为何还不下雪······


究其成因

「白雪纷纷何所似」


降水的形成,需要达到「饱和」与「成核」两个条件,而要想进一步形成降雪,则需要添加第三个条件:「低温」。

「饱和」需要暖湿气流与冷空气交汇并形成「锋面」,将原本以气态形式存在的水汽的温度降低到「露点」以下。「锋面」一般可以根据运动主导气团温度的不同,分为「暖锋」和「冷锋」。而所谓「露点」,则可以形象地理解为在冷却过程中,气相出现第一个液滴时的环境温度。


▲在「锋面」处形成降水


「成核」则需要空气中存在足够的、可供冰晶凝结的尘埃或微粒。否则,即使达到了过饱和状态,仍旧不会有液滴或冰晶出现。


▲大气中的冰晶成核机制


某些地区为了制造人工降水,会在大气中喷洒盐粉、干冰或碘化银颗粒等作为水汽凝结的核心,以此来诱发降水的形成。


▲人工降水原理图


此外,「低温」则使得液滴进一步凝结形成冰晶,或使水蒸气直接凝华形成冰晶。气温越低,冰晶形成时大气需要达到的湿度就越小。因此,在高空的低温环境中,非常容易形成冰晶。


▲高海拔山地形成的低温云团


综上所述,降雪之前,大气中应存在足够多的水汽,并且有冷空气与之交汇使气温达到零度以下,同时还需要充足的凝结核以提供冰晶生成的「落脚点」。


由于液滴凝固或水汽凝华形成冰晶的过程需要放热,因此在下雪的前几天往往会比较温暖。相对地,在降雪之后,由于融雪时需要吸热,因此会比下雪时更冷,某些积雪地段还会由于温度过低而形成「冰冻路面」进而引发交通事故。


翘首以盼

「四九城」与雪的缘分


明确了降雪需要的条件,下面就可以着手分析北京城为何迟迟不发生大范围降雪了。

首先,需要从全国范围内俯瞰降雪形势。


▲中央气象台降水量预报图


从1月3日-4日的降水量预报图来看,北京恰好与「雪线」相切。该时期的降雪主要集中在华北平原西部和南部,尤其集中在河南、安徽、湖北等地。上文提到,降雪的形成,首先与「锋面」息息相关。在「锋面」两侧,分别是暖湿气团和冷空气,前者提供降雪所需的水汽,后者则将这一部分水汽降温至「露点」以下并进一步凝结成冰晶。因此,北京没有发生大范围降雪的原因,首先可以从冷暖气流的交汇地点上进行分析。

不知道在京的读者朋友们有没有感觉到,今年冬天的北风刮得特别大。强劲的西伯利亚冷空气在带走雾霾的同时,也降低了北京上空大气的湿度(大部分时间不足50%)。更重要的是,这带来了「锋面」位置的变动。


▲1月12日中午至1月13日中午北京大气湿度数据


中国大陆地区冬季降水有很大一部分来自孟加拉湾暖湿气流。而西伯利亚冷空气与孟加拉湾暖流的交汇,则是「锋面」形成、引发降雪的主要原因。因此,「锋面」的形成位置便主要取决于冷暖气流的相对强弱。此外,影响气流运动进程的地理环境条件也是一个重要因素。


▲1月3日全国强降雪落区预报图


从1月3日我国强降雪落去预报图来看,今年冬天主要的冷暖气流交汇位置处于华北平原南部、黄淮地区、江淮地区以及湖北大部,相对而言较为偏南。这是前段时间南方地区发生大范围降雪的主要原因。而远离降雪「锋面」的北京,则在很长一段时间内都没有迎来大范围的降雪天气。

另外,降雪的形成,还与「凝结核」在大气中的密度息息相关。因此,或许今冬空气质量水平提升也是不下雪的一个重要因素。(笑)


「未雪绸缪」

腹蕴诗书待雪至


等待下雪的日子总是漫长的,不如补充一些关于雪的小知识和小典故,以期下雪之日作为好友聚会时的谈资。

我国传统诗词中,「雪花」常被作为自然界鬼斧神工杰作的代表,出现在「迁客骚人」笔下。


▲静谧安详的雪景(作者:吴大恺)



对雪

【唐】高骈

六出飞花入户时,坐看青竹变琼枝。

如今好上高楼望,盖尽人间恶路岐。


此文中,所谓「六出飞花」便是「雪花」的别名。类似地,还有下面这首词。


清平乐·雪

【宋】孙道绚

悠悠飏飏,做尽轻模样。

半夜萧萧窗外响,多在梅边竹上。

朱楼向晓帘开,六花片片飞来。

无奈熏炉烟雾,腾腾扶上金钗。


词中,作者对「六花片片飞来」的欣喜跃然纸上,而在「熏炉烟雾」的作用下,飘入闺阁的雪花瞬间便融化、消失不见了,不免又有些许失落。


▲山水画作品《初雪》(作者:刘燕声)


雪花精致的模样惹人怜爱,但无数雪花汇聚成漫山遍野的银装素裹,便是一番雄壮景象。正如毛主席笔下的「北国风光」:


沁园春·雪

毛泽东

北国风光,千里冰封,万里雪飘。

望长城内外,惟余莽莽;大河上下,顿失滔滔。

山舞银蛇,原驰蜡象,欲与天公试比高。

须晴日,看红装素裹,分外妖娆。

江山如此多娇,引无数英雄竞折腰。


惜秦皇汉武,略输文采;唐宗宋祖,稍逊风骚。

一代天骄,成吉思汗,只识弯弓射大雕。

俱往矣,数风流人物,还看今朝。


当然,还有海子那首《遥远的路程》,诗中,雪以极其圣洁的形象呈现在读者面前······


遥远的路程

海子

我的灯和酒坛上落满灰尘

而遥远的路程上却干干净净

我站在元月七日的大雪中,还是四年以前的我

我站在这里,落满了灰尘,四年多像一天,没有变动

大雪使屋子内部更暗,待到明日天晴

阳光下的大雪刺疼人的眼睛,这是雪地,使人羞愧

一双寂寞的黑眼睛多想大雪一直下到他内部

雪地上的树是黑暗的,黑暗得像平常天空飞过的鸟群

那时候你是愉快的,忧伤的,混沌的

大雪今日为我而下,映照我的肮脏

我就是一把空空的铁锹

铁锹空得连灰尘也没有

大雪一直纷纷扬扬

远方就是这样的,就是我站立的地方


雪景和雪花之美,不仅出现在诗词中,散文和小说中也比比皆是。

郁达夫,《江南的冬景》 ,江南雪天悠闲、静谧之境,跃然纸上:


······一提到雨,也就必然的要想到雪:「晚来天欲雪,能饮一杯无?」自然是江南日暮的雪景。「寒沙梅影路,微雪酒香村」,则雪、月、梅的冬宵三友,会合在一道,在调戏酒姑娘了。「柴门闻犬吠,风雪夜归人」,是江南雪夜,更深人静后的景况。「前村深雪里,昨夜一枝开」又到了第二天的早晨,和狗一样喜欢弄雪的村童来报告村景了······


——郁达夫《江南的冬景》


此外,还有 《瓦尔登湖》 里的充满自然野性的冰天雪地, 《雪国》 中以雪为载体描绘的虚无、洁净和悲伤之美······等待着诸位读者去发现。








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