2011.5.11 17:30分,雷暴云过境广州,给大学城带来狂风暴雨,过境瞬时最大风速达到17.2m/s(八级),主体过境前后产生大量云地闪,由于户外过于危险,萧某未敢外出围观。但实验室摄像头实时拍摄到的雷暴云主体过境时黑云压城、狂风骤雨、电闪雷鸣等种种景象,足令人动容。
六点过后,降水已经停止,大学城上空积雨云底有所升高,云层厚度也有所降低,前期大量的云地闪转为云间闪,偶有目见,紫电青光,张牙舞爪,纵横交织,蔚为壮观。
六点五十赶去上公选课,途中在东方发现彩虹。早在西方云层开天窗时叶泉志大师兄已有预报,果然中了。
fig1. EEN方向的彩虹
18:55之后在广州市区上方出现悬球状积雨云底,这是由于云层中有强烈的空气扰动,上升气流暂时托住下落的雨滴形成的,今生第一次见到。
fig2. 广州市区上空的悬球状积雨云底
过了马路到篮球场东侧时,一直试图多拍摄几张悬球状云底,没想到人品在这一刻爆发了,随手按下快门的瞬间,正好抓住一枚云地闪,要知道这可不是有连拍长曝光B门快门线可供你任意玩弄抓闪电的单反!这是手机!!快门光圈你说不算!!连拍想都没有!!B门?您开玩笑么??!!而且这已经是主体过境后云间闪为主的时刻啊!!!这是怎样的一个概率有木有!!!!!!
fig3. 人品爆发抓到的闪电
从方位来看,这枚闪电很像是击中了广州新电视塔(小蛮腰),课后去实验室,经Jack Chen证实在接近七点时有目睹小蛮腰被闪电击中,遂有意回宿舍后利用Google Earth对该枚闪电定位。
当时萧某刚刚过东环路口,站在篮球场的东南角外,从图上可以看出,闪电左侧紧挨着传设院的那个马桶型建筑物,右侧是法学院楼。
fig4. 视线与周边建筑相对位置
从小蛮腰划一条线到当时站立位置。
fig5. 拍照地到小蛮腰视线
来张俯瞰的小蛮腰近照,起点。
fig6. 百万英尺俯视小蛮腰
连接到站立位置。
fig7. 小蛮腰果然中了!
BINGO!您可以看到,指向小蛮腰的视线左侧是传设院马桶,右侧是法学院楼,与照片取向殊无二致,故可确定抓拍到的云地闪果真击中了小蛮腰!
fig8. 紫电青光,共此时
最后一张,你说,她们不就是她吗?
1.引言
烟台、威海是多雪的地方,纷纷扬扬的大雪向来最受萝莉正太们的欢迎,堆雪人打雪仗神马的向来也都是冬日里必不可少的活动。不过自从2005年年末连续半个月的大雪造成一系列麻烦后过后,[1][2][3][4][5](不要吐槽为什么这些都是CCAV的……)烟威地区也因此被扣上了“雪窝”的帽子。[6]
在冬半年的11月到次年1月期间,山东半岛北部的蓬莱、烟台、威海到成山头一带沿海地区,当有冷空气入侵,并伴有大于等于5级北—西西北风时, 常常会出现乌云密布、雪花纷飞, 变化无常的天气。一次降雪过程长可持续数日, 短则只有数分钟。[7]常常出现东边日出西边雪,伴着太阳飘雪花的美妙景象,令人称奇。
烟台、威海降雪较多,是有其特殊原因的。除去系统性降雪(低压降雪、锋面降雪)之外,本地区存在一种名为“冷流降雪”或者“积云性降雪”的现象。 [8]这种特殊的降雪现象,是造成烟威地区降雪普遍多余周边地区的主要原因。[9]本文将以层积云降雪形成过程为线索,探讨烟威地区“雪窝”成因。
2.降雪统计及特征资料
烟台莱山机场气象统计资料(1992-2006)显示:冬季冷流降雪占总降雪次数的78%,冷流降雪年平均日数在30天以上。[10]这种冷流降雪是我国黄、渤海沿海地区冬季特有的一种天气现象,[11]尤以山东半岛地区威海全市以及烟台北部的县市,即在山东半岛低山丘陵的北部沿海地区(位于渤海南部)为甚,而丘陵以南地区降雪量迅速减少。半岛比全省其他地区平均降水量多20%~30%.半岛东北部平均降水日数16~18d,内陆只有10d左右.从半岛东北部、半岛南部和山东内陆3个代表站冬季各月降水分布(见图1)来看,威海冬季降水总量比处于半岛南部的青岛多31%,是济南的2倍;降水日数分别是青岛和济南的2倍,最多降水日数12月威海是济南的2倍;威海从未出现零降水,而青岛和济南都有过零降水.这些数据都显示出半岛东北部降水具有明显的局地性。[12]
关于冷流降雪的云体特征,有详细的描述资料:云块结构蓬松庞大,在天边呈云条状,移到上空时云团遮顶, 云块视宽度角大于五度, 云块间隙明显、常呈孤立状态, 云顶有时可见园弧形, 积云特征明显。云速有时很快。暗灰色。呈孤立云块时,中间灰暗, 边缘有时呈白色, 在阳光照耀下,边缘常出现鲜艳的金黄色。被风吹散时, 成为白色的碎积云。其降水性,时大时小,时降时停,有时很小的云块也会飘下几片另星雪花, 瞬时即逝。实测云底高度一般在600~800米之间。[9]
图1 冬季威海、青岛和济南降水量(mm)统计(1965—2006年)
3.冷流降雪形成过程
3.1冷平流南下
山东半岛北部冷流降雪的产生与强冷空气活动有着直接的联系,空中强冷平流是产生降雪的主要原因。[10][12]发生冷流降雪的时候,山东半岛往往处在西北气流控制之下。影响烟台的冷锋往往有三条常见路径(见图2):西北路径为冷空气从贝加尔湖以西经蒙古、华北进入渤海,冷空气在深厚的西北气流引导下南压, 地面冷锋多表现为NE—SW走向;偏北路径为冷空气主力从贝加尔湖东部南下,在蒙古东部形成横槽,500百帕图上,往往建立了典型的准静止的东北冷涡系统,伴随横槽南下和强冷平流的影响。地面受辽东半岛和山东半岛地形切变影响,不断有冷空气下甩,造成长时间的大量降雪。
由此可见,一定强度的西北路冷空气南下是形成冷流降雪的首要条件。[11]
图2 影响烟台地区的三条冷锋活动路径
3.2海-气相互作用
当冷空气自西北路南下时,将经过渤海海面,而此中发生的变化则是冷流降雪产生的第二条件。
冬半年,对马暖流西分支把外海暖水输送到黄、渤海,表层水温表现为由南黄海伸向渤海的一个高温水舌。 [8]渤海中部处于暖舌的顶端。(见图3)由于渤海海水表面温度比空气的温度高,当第一个条件满足时,暖海面将大量的热量和水汽输送到干冷空气层,较大的海气温差使其温度层结变得不稳定,因而形成降雪。从降雪机制来看,和冷空气的强度一样,暖水面的温度同样也对冷流降雪产生影响。冷流降雪的降雪机制和美国的大湖效应雪暴类似。(见图4)根据美国的相关研究结果,湖泊气温差是湖泊效应降雪最重要的条件。 [11]但由于水域面积和温差的区别,山东半岛冷流降雪的成因与美国大湖效应造成的降雪还是有所区别。
图3 冬季黄渤海表层水温分布
当偏北气流将大陆的干冷空气带到暖湿的海面上空,海—气温差大,蒸发量大,暖海面向干冷空气中输送大量水汽。对低层接近饱和上层湿度比较小的一部分空气分析:由于水面蒸发给子薄雾层以更多的水汽水,入夜后进一步的辐射冷却,使雾层中上部凝结的雾滴含量大于下部,要是海一气温差增大到4℃时, 在上述同样蒸发和辐射的条件下,便会出现层云而不是雾晓。 冬季干冷空气过境后,本海区的水温气温差值远远超过4℃,蒸发以及辐射冷却的条件更为有利,这可能是本区冬季在有利于成雾的条件下,一般不形成雾,而形成冷流低云的主要原因。[8]
冷空气过境,由于下沉增温形成阻挡层(逆温层或等温层),它对于大气低层不稳定能量的储存和积累,有重要的作用。阻挡层阻碍了湿空气向上穿透。通过暖海面的蒸发和湍流作用,使阻挡层下的气层变得更暖更湿,同时使对流层中垂直温度梯度加大,对流不稳定继续增大,积累更多的潜在不稳定能量。蒸发和湍流作用一旦使阻挡层破坏,强烈的对流就会爆发,形成冷流低云降雪。[8]
图4 美国冬季五大湖“大湖效应”造成雪暴示意图
3.3地形抬升及下垫面摩擦
当第一第二条件均得到满足,被海面加湿加热的冷平流伴随朵朵萌萌的层积云到达岸边的时候,即遇到莱山丘陵的抬升作用与下垫面的摩擦作用。
在东西方向上低山丘陵覆盖半岛大部分地区,11座低山海拔高度均在500 m 以上,其中最高峰为昆嵛山,海拔高度为922.8 m。[12]丘陵地带成为降雪分布的分水岭,强降雪区烟台和威海均位于低山丘陵的北部,而丘陵以南地区降雪明显减小。地形的强迫抬升作用, 使暖而湿的气层, 很快抬升到凝结高度, 形成冷流低云, 在气流与丘陵正交的迎风坡, 产生降雪。[8]
山东半岛北部在吹较大的西北风时,除有气流爬坡的抬升作用外,还有摩擦辐合作用。对近于垂直于海岸线的风,一般会有风速和风向辐合,对平行于海岸线的风也有摩擦辐合作用。[7]这种摩擦辐合会使风速进一步降低,从而使得低云更容易聚集,从而增强降雪。
4.结论
从冷流降雪的形成过程分析可知,烟威地区冬季降雪普遍多余周边地区的原因如下:在一定强度的西北冷平流南下经过渤海海面时,由于海面温度较高,暖海面将大量的热量和水汽输送到干冷空气层,继而形成逆温层或等温层,增大了大气低层的不稳定性。这种被加热加湿的冷平流到达陆地时,受到横亘胶东半岛的莱山山脉的抬升作用以及下垫面的摩擦作用,在半岛北岸聚集凝结,继而形成局地性极强的冷流降雪。因此,山东半岛北岸烟威地区被称为是“雪窝”。
参考文献
[1] CCTV: 《威海、烟台再次迎来降雪天气》 http://www.cctv.com/program/dysj/20051214/101689.shtml 2005.12.12
[2] CCTV: 《山东威海、烟台遭遇历史最大暴雪》 http://www.cctv.com/news/xwlb/20051217/100590.shtml 2005.12.17
[3] CCTV: 《[新闻社区]暴风雪再度袭击威海烟台》http://www.cctv.com/news/local/20051219/100337.shtml 2005.12.19
[4] CCTV: 《烟台威海再次遭遇暴雪天气》 http://www.cctv.com/news/china/20051221/102457.shtml 2005.12.21
[5] CCTV:《[新闻社区]威海烟台:雪后》 http://www.cctv.com/news/local/20051223/100310.shtml 2005.12.23
[6] 《烟台“雪窝”之名是怎么炼成的?》 http://blog.shm.com.cn/?action-viewthread-tid-244061 野地里的驴子 2010.3.05
[7] 《山东北部沿海的冷流降雪》 熊新明 (山东烟台地区气象局)
[8] 《冬季冷流低云降雪成因的探讨》 李洪业 (37002部队气象台)
[9] 《层积云降雪》 徐中华 张修平 (烟台市气象局)
[10] 《烟台相场冬季冷流降雪成因浅析及预报方法》 赵锦瑜 (烟台机场气象台)
[11] 《山东半岛一次持续性强冷流降雪过程的成因分析》 杨成芳1-2 李泽椿3 李 静2 车军辉2 (1.南京信息工程大学大气科学学院,江苏南京 210044;2.山东省气象台,山东济南 250031;3.中国气象局国家气象中心,北京100081) 《高原气象·第27卷·第2期 2008.4
[12]《海洋影响下的山东半岛冷流降雪》 于 群1,2, 周发1, 王 启1(1.中国海洋大学海洋环境学院,山东青岛 266100;2.山东省气象局气象信息中心,济南 250031) 《华东师范大学学报(自然科学版)·第3期》 2009.5
[13]《百度百科·海岸锋》(由全国科学技术名词审定委员会审定公布)http://baike.baidu.com/view/3830131.html?wtp=tt
[14]《山东半岛一次强冷流降雪过程的中尺度特征分析》林曲凤1,吴增茂2,梁玉海1,朱先德2,苏 博2(1.山东省烟台市气象局,山东烟台264001;2 中国海洋大学,山东青岛266003) 《中国海洋大学学报·第36卷·第6期》 2006.11
昨天下午五点抵烟,下了大巴,即使很明显能看到呼出的气化为迷迷蒙蒙的片片白雾,但体感温度确实不冷,或许是因为的确穿的很多,也或许是因为岭南的湿冷确实是北方人适应不来的。回家查到室外温度零下七八度时,不禁吃了一惊。终于到家了!
好久没看雪了。在大巴上看到市区一片片连缀一起的浓积云的时候,就在想会不会在下雪呢。高速路上确实看到了烟台威海所谓“雪窝”的证实——从机场一直到莱西,放眼望去,都是棕色的,暗淡的,毫无生气的,北方冬天典型的景象;而一过莱西,农田和山头都变了,斑斑驳驳的白渐渐覆盖掉单调的棕色,再往北,路的边沿上也有一条白痕随路延伸,直到整个农田整个山野整个大地都变成白茫茫的一片。
到家了啊,最久的一次离家结束了。整洁的房间,黄红间隔的窗帘,东面和南面大扇的窗子,碧蓝的只有朵朵淡积云点缀的天空,楼后面那片宽阔的积了很深的雪的道路和空地,太熟悉了,确乎是想念了。
原来离家五个月了,快半年了啊。
半年前,高考结束的假期。没有对作业的厌恶,没有对课程的反感,没有对成绩的恐惧,有充足的时间去自由和放纵。是那段时间,从天文吧认识了根派小正太以及伊蓝大萝莉;是那段时候,学会了使用heavens-above的预报去追逐华丽的铱星闪光和静美的ISS过境;是那段时间,第一次看到了有飘荡的余迹的火流星在夜空的华美绽放;是那段时间,萌上了二次元喜欢上了平面人物的立体性格音容笑貌;是那段时间,坚决地和父母争吵去选择自己喜爱的冷门专业,直到最终的圆桌会议父母才屈服才理解才同意。我很幸运获得了父母的通融,我也绝不会后悔这个选择,也绝对保证在热爱的领域去做到最好。
九月份,第一次坐飞机,来到了南国的羊城,陌生而充满期待的地方。最初还在想,如果当初少考了十分,我将在离家近的青岛海大度过四年;而高了十分,我也将在当初最高目标南京大学度过这四年,本没有想到最终真的会来这么遥远南国,这么暑热的地方。可正如到了中大后一位被调剂到和我同专业的朋友所说的,人生本就是摸着石头过河,你不知道下一步会在哪里。我是幸运的,我报上了自己喜欢的专业,也是自己作为选择之一的大学,既来之则安之。
刚来的时候,很兴奋也很热情,主动去和同班同学交谈,试图找到和我一样因兴趣而义无反顾报考这一专业的同学;积极报名参加了自己感兴趣和热爱的社团与学生组织;做各种关于中大关于大学城关于小谷围岛关于广州的功课带着舍友游园逛大学去广州市里。广州的暑热和我最初到来的热情相应,开学的忙碌也和我的兴奋相衬,呵!大学嘛!和我设想中的真差不多呐!
渐渐地熟悉了班里的同学,才知道多数人要么是被调剂的,要么就是因为分数的问题才不得不报这个大冷门。尽管早已料想如此,但逐渐知道消息后还是感到很失望。
之后我试着去做事。天文学社分配了PPT,我一个通宵的时间赶出了70多张;校会培训结束了,我尽最大努力去完成网络部的html作业,css作业,以及最后阶段的php作业;院会分配了网页制作,我花三天晚上在html、css中辗转穿梭……尽管最终那段PPT被另一干事放映后讲跑了到场的一半人,尽管我的代码总是那么不给力在IE6中被演绎得一团糟,尽管最终做好的还受表扬的网页被挂到服务器上后至今还是404……但此间,真的学到了很多。
我也试着去接触牛人。校会网络部的滨哥,本来众望所归的新一届部长,却因为某些我本认为不会发生的,关于大学学生会内幕的传言而没能当选,他真的是大好人大牛人,无论是代码问题还是其他学校啦生活啦的问题,任何时候都能在滨哥这里得到详尽的解答;院会网络部的jack.chen部长,万万没想到是09的直系师兄,能找到志同道合的人真是难得,还是大气探测实验室助理,多亏了部长我才有机会成为最早到实验室游玩的10级新生,我试着去帮忙的时候发现自己是这么不给力,Linux不懂,数据库不会,专业知识不了解,就是改写个LED程序还出一堆堆bug,本来想帮忙最后还是帮了倒忙,还是要靠师兄一点点给我的程序debug,哎……实在是惭愧。jack.chen也真是很好的师兄,无论自己多么忙,我问的各种幼稚无趣的问题也总会不厌其烦地给予答复。在开设实验室课程之前就当上了实验室助理,自愧不如的同时也必须咬牙努力了~
我还能想起来这学期很多值得回忆的事情:农历八月十五冒着大雨南校一日行,那悠然静谧的南校区实在令人向往,终究还是老校区的文化底蕴学术氛围首屈一指;十一月十八号的狮子座流星雨楼顶围观,尽管在厚重的辐射雾以及强大的光污染下仅仅看到暗淡的几颗,但六个人窝在草席上叫嚷的情景,第一次看到老人星的兴奋依然难以忘怀;丁肇中先生在南校的讲座,尽管他这种搞学术搞深的人普遍比较geek比较不会讲演,但丁先生的人格魅力却足以弥补讲座内容的过于专业和乏味,还记得他说最佩服的人是法拉第当时的惊讶;后来ACM的打酱油真的成了打酱油,网络预选赛三个人一齐交了张白卷,当最后发现MK由于写C习惯调用了system(pause);导致最后关头痛失了一次不交白卷的机会的时候,我和他都不禁对着彼此的视频框捶胸顿足后悔莫及;十二月十七号凌晨抓双子尾巴,和师兄jack.chen在实验楼楼顶,他电话询问叶大师兄今夜能抓多少尾巴的时候,那颗起码-9等拖着燕尾划破天空的壮美火流星让我们二人尖叫不止,兴奋地通宵在3、4℃、北风四五级的严寒下在各自的宿舍楼顶抓尾巴,而一夜的沉寂让我们两人极度无语,更何况,在实验室自动站有记录以来最低温2.6℃环境下,我们二人居然还待在室外吹凉风……
直到最后的一个月,才发现自己一学期的知识都支离破碎不成体系,不得不每天早晨七点和枫兄一起去上自习,但终究还是不行,毕竟自己不是聪明人,数学这东西对我来说必须要文火慢熬的,尽管期末题很简单挂不了科,但微积分基础却远远没有打牢固,长期下去这绝对是致命的。下学期绝不能再这么干了。
嗯,暑假后关于大一第一学期总结就这些吧~