关于烟台、威海“雪窝”成因的简要分析

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

距烟台莱山机场统计资料（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，最多降水日数威海12月是济南的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。其降水性从，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比较大的区别的。

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，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

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