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[理论研究] 六月飞雪与气候环境的故事(等待更新.)

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发表于 2009-5-29 23:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 且听风铃 于 2009-6-1 11:50 编辑

今天在《气象学与气候学》一书中看到了一段话,立即勾起了我的兴趣。内容是这样的~

火山活动对大气透明度的影响最大,强火山爆发喷出的火山尘和硫酸气溶胶能喷入平流层,由于不会受雨水冲刷跌落,它们能强烈地发射和散射太阳辐射,削弱到达地面的直接辐射。据分析火山尘在平流层漂浮数年,能长时间对地面产生净冷却效应。……在1817年六月二十九日(阳历8月11日)赣北彭泽(29.9N,116.0E)见雪,木棉多冻伤。皖南东至县(30.1N,117.0E)在同年的七月二日(阳历8月14日)降雨雪,平地寸许。……这说明“六月雪”是确有其事的,它们绝大多数出现在大火山爆发后的两年间。”


在《窦娥冤》中发生的六月飞雪,真的在现实中出现过很多次吗?

笔者为了考证这个说法,特意去查了一下相关资料。结果吓了一跳,近几年来有相当多的新闻关于这个“六月飞雪"的:

2002年出现的情况:

·《山东临淄现“六月飞雪”奇观》报告:2002年大暑后第六天下午3点15分至3点20分,山东临淄市临淄城区上空飞下降暑的及时雪。

·《可可西里环保手记:卓乃湖七月飞雪》的飞雪时间是2002年7月28夜,地点在西藏可可西里区卓乃湖。

·《石家庄的六月雪举市震惊!》报告:2001年小暑后第八天(5月30日),河北省灵寿县五岳寨在连日高温中忽然飞下一场漫天大雪,地上积雪一尺多

·《成都四月雪纷飞,天降异象警世人》报告:2002年4月16晚8时半起,四川省西岭雪山下了十多个小时的大雪,积雪厚达五六十厘米。


而在2005年和2006年出现的情况更多,简略举出几例:

 
·《新疆哈密六月飞雪,东天山披银装》报告:2006年世界环境日——6月5日,新疆哈密地区巴里坤沿天山一带突降小到中雪,使刚刚染绿的东天山又披上了银装。东天山六月降雪十分罕见。

·《居民惊叹深圳“八月飞雪”,专家称其学名为霰》报告:2006年立秋前五天——8月2日下午5点左右,深圳在大雨中夹着十多分钟的飞雪。居民李先生拍下了十来分钟的“飞雪录像”。

·《福州日前突降“六月飞雪”,专家解释其神奇成因》报告:2005年小暑后第六天(7月13日)下午4点多,福州市区在狂风过后下雪一分钟,雪后下雹一分钟,雹后转成暴雨。

·《南京七月飞雪,专家表示惊讶,称夏天下雪闻所未闻》报告:中国四大火炉之一的南京秦淮区,于2005年大暑后第七天——7月30日中午12点50分左右,在一阵狂风后飘了一阵几分钟的雪花,雪后气象是暴雨夹冰雹。



虽然其中有几例被认定被专家所解释,但是更多的是没办法解释的原因。

通过书上的结论,我便开始去寻找近几年来有没有比较大型的火山爆发,而结果也让我比较的诧异,在2002年和2006年各有一次比较大型的火山爆发


2006年3月26日 美国奥古斯丁火山的爆发


                               
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2002年10月30日 蒙特埃特纳火山喷发


                               
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当然,近20年来影响气候变化最强烈的火山活动,当属1991年菲律宾Pinatubo火山大爆发,直接导致了北半球1992年4-10月的陆地温度距平降低0.5℃~1℃。
 楼主| 发表于 2009-5-30 00:03 | 显示全部楼层
本帖最后由 kitty8123 于 2009-5-30 02:16 编辑

说到这里,我们似乎还是没找到火山爆发和六月飞雪的关系。
但是我们从《气象学和气候学》一书摘录的文字描述中可以看到,导致气候异常的凶手是火山尘和硫酸气溶胶对太阳辐射的反射和散射,导致了“冷夏”或者“无夏”。



那在00年后一堆“六月飞雪”的新闻中,是不是真的这样子呢?

首先我们要知道的一点是,随着经济发展和腾飞,全球气温也跟着经济一起“腾飞”了起来,每年的平均气温距平也是在稳步的上升,也就是有个变异的“小暖周期”。(相对于00年之前)


图为一月平均气温距平:

                               
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而后我们看到那两个火山喷发时间都是在2002和2006年,按书上的说法,应该在两年后左右才会出现比较明显的“六月飞雪"。



不过我们可别忘记了,ENSO和太阳黑子的作用噢。

再次查关于ENSO的数据,发现在2000-2001年是LA NINA.01年是平缓期,而后到2002-2003年是一次厄尔尼诺,2003年缓冲,2004-2005年再次厄尔尼诺(这几次里较强),2005-2006是LA NINA,2006-2007是厄尔尼诺,2007-2009是LA NINA的双峰(这几次最强)。

而ENSO的影响是有滞后性的,通常是3个月-半年左右。2002年和2006年应该是厄尔尼诺影响。(2005的拉尼娜并不是十分的明显)


图为2000-2008年的SOI指数:

                               
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而关于气候学说,厄尔尼诺的影响下,中国北方降水是偏少的,和夏季气温距平是偏高,而在江淮和长江流域降水是偏多的,而且气温是偏低的。这对“冷夏”影响相当之大。



太阳黑子方面,2000年是太阳黑子数的巅峰,随后一直下降(下图)。

太阳黑子对气候的作用是这样的:太阳黑子比较多的时候,辐射加强,对极冰和气候的影响也加大。有研究说明,当太阳黑子较多时,整个大陆气候比较干旱,而太阳黑子比较少的时候,整个大陆气候比较湿润。


图为太阳黑子指数:

                               
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说到了太阳黑子的影响,就得说这几年的极冰影响了。
再去翻查2000年以后的极冰变化,发现有以下特点:
北极极冰面积在00年不停的缩小,而南极极冰面积在反复中,而在2008-2009年极冰的面积达到一个顶峰。

而在关键的2002年和2006年中,我们能发现南极极冰面积都是偏小的,而北极极冰面积也都是偏小的(其实是一直都偏小,囧)

而从极冰这一点来说,南半球的极冰偏小,也就是南半球的经向强度并不是很强,而后越赤道气流减弱,ITCZ南撤,而后副高就偏南偏西(单单从极冰考虑,没有考虑ENSO的影响),也导致了梅雨的顺利发展,为冷湿制造了好条件。


图为南,北极极冰面积数据(2000-2008年):

                               
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 楼主| 发表于 2009-5-30 00:03 | 显示全部楼层
本帖最后由 且听风铃 于 2009-6-1 11:00 编辑

这时候就要具体分析了:

我们就拿其中一个案例来具体分析一下,《南京七月飞雪,专家表示惊讶,称夏天下雪闻所未闻》(2005年7月30日)。


先看看关于对南京气候的描述:


南京属亚热带季风湿润气候区,位于北纬31°14〃~32°37〃,东经118°22〃~119°14〃,雨量充沛,四季分明,年平均温度15.4°C,年平均降水量1106毫米。春季风和日丽;梅雨时节,又阴雨绵绵;夏季炎热,与武汉、重庆并称“三大火炉”;秋天干燥凉爽;冬季寒冷、干燥。南京春秋短、冬夏长,冬夏温差显著,四时各有特色,皆宜旅游,因此就有了“春游牛首烟岚”、“夏赏钟阜晴云”、“秋登栖霞胜境”、“冬观石城霁雪”之说。
  “夏热冬寒”是南京较之其它江南城市有过之而无不及的显著气候特征,通常12月份下雪机会最多,如果您有缘在南京遇上大雪,那也是令人神往的,江南的雪景更显妩媚动人。




使用NCEP再分析资料,回看当时中低层天气的变化。

500HPA:


                               
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中高纬短波不断,在贝加尔湖——外兴安岭一带有低涡存在,低纬度有孟湾TC活动,而且南海有TC登陆海南岛。
西太副高相当强势,控制住福建江苏等地。584线深入内陆,范围相当之大。



850HPA:


                               
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图上也反应出500HPA位势的情况,也说明了当时天气的稳定。

850HPA风向图:


                               
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在这上面可以清晰的反应出孟湾TC和南海TC造成的变形场吸引作用,南风深入内陆且强度很强。


925HPA风向图:


                               
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也是一个反应,850HPA和925HPA的风向图几乎一致,强度也是的。



以上的天气图说明了几个特点:
1. 南京在副高边缘,下沉位置的边缘。
2. 南风相当的强,水汽情况相当的好。
3. 天气闷热,随时有强对流的发生。



而根据新闻报道,这场飘雪是发生在中午12点50分,逆温层最强时,这天的K指数超过40。这是当时的斜温图:(感谢KITTY管理员协助)

                               
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逆温层最强的时候,应该是大气最稳定的时候。为什么会发生这种强对流天气呢?
通常发生强对流天气,都是因为冷暖气团剧烈的交汇产生的。而我们从斜温图可以看到在平流层附近有一个明显的逆温。
午时的气压是偏低的(因为温度不断的升高,一般来说是下午2时的温度最高),此时气团之间交汇强烈,导致了强对流的爆发。

以下是一段关于冰晶的描述,从新闻中我们可以看到雪花并不像传统降雪一样是六角形的,而是圆锥或菱形。也就是说,冰晶并没有发展完全便落下,或者说只是初步发展便落下了。

极小的冰晶和0℃以下的过冷却水滴组成云层,水气不断升腾与冰晶凝华,水温达-5℃时,无数根六角形的冰针就形成了。这是冰晶最稳定的形状。同时,凝华作用还在继续进行。如果冰晶周围水气多,6个角增长很快,就形成星状;假如冰晶四周水气很少,6角不如两个底面增长快,便形成柱状;倘若水气适中,则形成片状雪花。如果地面气温较高,雪降落过程中边融化边碰撞合并为水滴,最终成为降雨。


而在此问题上,由于发生月份的原因,背景是夏季,高温温度肯定没有像冬季一样那么良好。所以个人认为要触发这些条件的有两点:
1.强  (冷暖气团交汇强烈)
2.快  (下降速度快)

还有一点的是,发生这场飘雪的位置是在南京著名的抬升区(紫金山前)。而关于紫金山的描述如下:

东西长约7公里,南北宽约3公里。主峰北高峰海拔448公尺。东边的小茅山海拔350公尺


由于紫金山是东西向的山脉,当TC所吸引的低层偏南风到达此地时,受地形抬升剧烈。
 楼主| 发表于 2009-5-30 00:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 且听风铃 于 2009-5-30 01:46 编辑

分析到最后,其实结论并不明显:因为要出现六月飞雪实在是太难了。

不过,出现六月飞雪真的有这么几种可能,我也来做一回猜想家猜想一下:

1. 在大气候进入冰期时发生大型火山喷发让寒冷期更加寒冷
2. ENSO,极冰和黑子共同影响下导致的气候变化,让大陆冷湿。而后暖湿和副高极端强的控制导致了逆温层的超强逆温,极端化导致的降雪。

其实说到底,第一种情况就是“无夏”,而第二种情况叫做“冷夏”。要出现“六月飞雪”的情况就必须得用极端的一切才能造出这么一次,并且出现“六月飞雪”通常不会是什么好兆头---人家可是冤案才有六月飞雪的。也许在这么一个气候继续极端化的时代,“六月飞雪”也将会变成一个家常便饭吧。
发表于 2009-5-30 01:42 | 显示全部楼层
看地方了…青藏高原经常六月飞雪…
 楼主| 发表于 2009-5-30 01:45 | 显示全部楼层
看地方了…青藏高原经常六月飞雪…
蜀山逍遥 发表于 2009-5-30 01:42

当然没错。。这里指的是华东或者华中沿海~~
发表于 2009-5-30 11:06 | 显示全部楼层
风铃人品爆发了,出品了这么一则具有意义的深度分析帖。

本帖暂评精华2,如果管理团队有不同意见,可以内部进一步审议评价。

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发表于 2009-5-31 22:39 | 显示全部楼层
具体报道是这样的:

金陵晚报 2005-07-31

 昨日中午,南京市秦淮区大明路风光里小区。12时之前,天气还闷热得厉害,12时50分左右,却突然狂风大作,气温急剧下降,一时间小区部分地方竟雪花飘飞。一个小时里,这里经历了冬夏跨越!一个小时里,雷阵雨、飞雪、冰雹在小区几乎同时出现。

  陈先生家住风光里30栋112号502室。昨日中午12时50分左右,突然狂风大作,他的女儿担心停在楼下的摩托车被吹倒,就拉开北边的窗户看了看,这一看不得了:“我的天,下雪了!”

    陈先生立即来到窗户边,只见窗外东边的云层特别黑,也特别低,而西边则相对亮一点。风从东面吹来,非常猛烈。雪花被风吹得几乎是横着下来的,打在玻璃上、墙上。雪花并不是六角形,而是圆锥形或是菱形的,一个个有成年人的小拇指指甲大。雪花不密,很是稀疏。陈先生愣住了,夏天,尤其是在这么热的天气里能下雪?等他反应过来,拿出相机打算捕捉这一难得一见的情形时,已经过了几分钟了,雪花已经渐渐消失了,相机拍后显示不出来了。

  不光陈先生,30栋和31栋的不少居民都看到了这一奇景。30栋110号的傅永强老先生告诉记者,他和家人也看到下雪了。有些居民看到了小区南面下了冰雹,还有的人看见了雷阵雨。更多的居民则对下雪的情形觉得好奇,议论纷纷。

  是什么原因导致了“七月飞雪”?记者为此采访了南京信息工程大学大气科学系的寿绍文教授。

  60多岁的寿教授听记者讲述了该事后,首先表示惊讶:“我在南京从事气象研究40多年了,还从没有听说南京夏天下雪的事情(除了人工降雪)”。据分析,炎夏季节,大气零度层一般离地面有三四公里的距离。而雪花、雹块、不稳定的过冷水等只可能出现在零度层,冰雹由于本身不容易融化,夏天也常能见到,而雪花从高空落下,不融化,实在罕见。

  他分析后认为,出现怪事的原因可能是:积雨云体积不大,云层的零度层也不是等高面分布的。其局部会凹向地面,这些云层里,含有雪花和雹块。在炎热的夏天,冷暖气流对流剧烈,突起的大风将含有雪花、雹块的低空积雨云迅速拉向地面。由于局部气温过低,会在局部地域出现短时间的炎夏雪花飞舞的场景。


注意,文中专家寿绍文教授,是天原、天气学、中尺度各书的作者,主攻方向强对流,是重量级正宗专家,非砖家。

PS.
管理团队未细读文章之前请勿加精,虽然本文是刚好踩线精华2,但文章需要修改。

这种加精,内行的一看就知道怎么回事。

另外,建议以后准备加精的文章,都不少于3天公示期,最长可达一月,版主先给予推荐操作。
发表于 2009-6-1 00:02 | 显示全部楼层
说明:

新手注意,该文存在多处错误
发表于 2009-6-1 04:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 tom.hp 于 2009-6-1 16:05 编辑
出现六月飞雪真的有这么几种可能,我也来做一回猜想家猜想一下:

1. 在大气候进入冰期时发生大型火山喷发让寒冷期更加寒冷;

2. ENSO、极冰和黑子共同影响下导致的气候变化,让大陆冷湿。而后暖湿和副高极端强的控制导致了逆温层的超强逆温,极端化导致的降雪。”


对于文中这段话,应该有所补充。

其实华东和华南六月飞雪的原因,以上2个因素只是一小部分,并不是主要原因。

火山爆发会导致气候变冷,但需要相当强度的爆发才能够有明显的效果,要达到六月飞雪的效果,近年来的火山爆发强度明显不够,最多只能是造成高原夏季下雪的可能性增大,不能直接造成华东华南六月飞雪。

同样的,第二点所造成的影响也不至于明显到能造成六月飞雪。

我认为以上两点应该是间接因素,不能直接导致案例中的六月飞雪。

江南华南这些地区的六月飞雪事件,文中几个案例的共有特点都是:在气温很高的情况下出现降雪,发生在午后,伴有狂风、暴雨、冰雹,持续时间短。很明显,都是强对流天气过程中发生的飞雪事件,多起事件有共同特征,不是巧合,一定是有必然因素。

因此,寿绍文教授的观点更具科学性。案例中的六月飞雪的成因类似于冰雹,只是要求对流要更加强烈,积雨云顶高度要更高,这样才有足够的空间形成大量冰晶,并且在没来得及融化之前,就由垂直急流带到地面。所以最主要的原因还是强烈的冷暖对流,对流层大气的垂直速度很大,才能形成这样的六月飞雪。而且这种飞雪都是局部的,短时的,正符合案例中的描述。

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