暴雪催化剂——大湖效应
烟台暴雪
“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)从中得到水蒸气和热量,然后在向风的湖岸形成降水、降雪、雾气等现象。在我国,类似的效应通常被称作冷流降雪。
冷流云涌入我国黄渤海海域
通俗来说,冬季北半球气温降低,大湖的湖水可能不会完全结冰,此时的湖水相较于空气较为温暖,当冷空气在经过湖面时,从中得到了水蒸气和热量,到达大湖对岸陆地后,气温迅速降低,空气承载不了过多水分,形成雪降下来。大湖产生的“大湖效应”发挥了催化剂的作用,促使了暴雪的形成。美国东北部五大湖岸的降雪最为著名。大湖效应在相对温暖地区的冬季会带来降水而非降雪,如伊朗里海沿岸的安扎利港。
“大湖效应”降雪条件
“大湖效应”形成降雪需要以下特殊条件:足够开阔的水面。水域面积越大,空气经过的距离越大,产生的对流作用也就越大;未结冰的水面。如果水面结冰,通过的空气就不能吸收水分,“大湖效应”随即停止;水陆温差大。温差越大,冷空气从水面吸收的水分就越多;微风。如果风力太强,则不利于水分进入经过的冷空气。
除此之外,社会经济因素也会加剧“大湖效应”降雪。以五大湖为例,五大湖沿岸的城市群加剧了暴雪的形成:城市热岛效应。由于城市热岛效应,使冷空气在城市上空被加热,加剧了空气中的冷热对比,促进暴雪的形成;工业基地。五大湖地区是世界主要的钢铁制造中心之一。像钢铁厂这样的工业向大气中释放粒子,充当成冰核助长暴风雪;汽车尾气。五大湖地区人口稠密,汽车保有量大,汽车尾气中的铅与空气中的天然碘结合,形成铅碘化合物,使冰晶的生长成为可能。
“大湖效应”降雪过程
下面将具体解释冷空气与相对温暖的水体如何相互作用,产生“大湖效应”降雪。
①低于冰点的冷空气穿过温暖的水面。一部分水分蒸发到冷空气中,冷空气变暖并吸收水分,变得更加潮湿。②当冷空气变暖时,它的密度变小,开始上升。③随着冷空气上升,温度开始下降。④当冷空气在水面上移动一段距离时,冷空气内部的水分就会凝结并形成云层,可能会降雪。⑤当冷空气移动到岸边时,由于摩擦力增加,空气由于在陆地上比在水上移动的慢,便开始“堆积”,从而导致冷空气进一步提升。⑥相对于水面,陆地的海拔相对要高,也会迫使冷空气上升,造成冷空气进一步冷却,促进云的形成和更大的降雪。⑦最后水汽以大雪的形式降落。
日本海沿岸1月积雪平均覆盖度