雪:从混合云中降落到地面的雪花形态的固体水。由大量白色不透明的冰晶(雪晶)和其聚合物(雪团)组成的降水。雪是水在空中凝结再落下的自然现象,或指落下的雪;雪是水在固态的一种形式。雪只会在很冷的温度及…
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雪 图源:http://desk.zol.com.cn/bizhi/1097_13257_2.html

雪(snow),是降水形式的一种,是由大量白色不透明的冰晶(雪晶)和其聚合物(雪团)组成的降水,常以雪花的形式存在。当云中的温度过低,小水滴结成冰晶,落到地面仍然是雪花时,就是下雪了。冰融化时会吸热,所以地面气温会比下雪时低[1]

一、雪花

雪花是微小的冰晶在云中碰撞并粘在一起后,形成的丰富多样的形状。没有两片雪花是完全相同的,但雪花仍然谨守着原始冰晶的基本六边形对称标准结构。通过显微镜可以看到,雪花的复杂结构大多是六边形,雪花的中心一定是对称的六边形。它之所以有这个形状,是因为它必须在平面上以最有效率的方式排列。雪花是晶体学的研究对象之一,有多种形状和大小。

雪花的不同形状 图源:Royal Meteorological Society
单片雪花 图源:https://www.sohu.com/a/340742991_734078

二、降雪的形成条件

1、大气中需含有较冷的冰晶核

2、充分的水汽3.0℃(冰点)以下。如该冷空气相当强烈,并带着湿气,1℃至10℃的气温同样可以降雪。

能降雪的地方:气候区属中纬度至高纬度(即大约于南回归线以南/北回归线以北地区)的地方就会有降雪的机会,如果于低纬度地方中有些地势高于海拔2000米的高山或高原也有同样的机会。

海洋气流也能间接影响该区下雪的机会率,如果在高纬度地区一带有较多暖流支配,会减低该区下雪的机会(例如日本本州至九州一带)。

三、降雪等级

降雪等级标准通常是指在规定时间段内持续降雪或降雪量折算成降雨量为等级划分的标准。该标准一般采用持续时间12小时24小时两种标准。

1、以24小时降水量为划分标准,

降水量0.1~2.4毫米为小雪;1.3~3.7毫米为小到中雪;2.5~4.9毫米为中雪;3.8~7.4毫米为中到大雪;5.0~9.9毫米为大雪;7.5~14.9毫米为大到暴雪;降水量达到或超过10毫米为暴雪

2、以12小时降水量为划分标准,

降水量0.1~0.9毫米为小雪;0.5~1.9毫米为小到中雪;1.0~2.9毫米为中雪;2.0~4.4毫米为中到大雪;3.0~5.9毫米为大雪;4.5~7.4毫米为大到暴雪;降水量达到或超过10毫米为暴雪[1]

韩国江原道 大雪 图源:http://war.163.com/photoview/00AO0001/42767.html#p=9KQ6N0SH00AO0001

四、雪灾与雪害

(一)雪灾

雪灾亦称白灾,是因长时间大量降雪造成大范围积雪成灾的自然现象。它是中国牧区常发生的一种畜牧气象灾害,主要是指依靠天然草场放牧的畜牧业地区,由于冬半年降雪量过多和积雪过厚,雪层维持时间长,影响畜牧正常放牧活动的一种灾害。另外,大范围、高强度的降雪,也会对包括城市在内的广大地区造成各种危害。但一般而言,气象学上的雪灾都是指影响我国内蒙古、新疆、青海、西藏四大牧区的牧区雪灾[2]

新疆雪灾(上下)图源:http://www.agri.cn/kj/hljc/201612/t20161201_5383820.htm

雪灾主要发生在稳定积雪地区和不稳定积雪山区,偶尔出现在瞬时积雪地区。积雪对牧草的越冬保温可起到积极的作用,旱季融雪可增加土壤水分,促进牧草返青生长。积雪又是缺水或无水冬春草场的主要水源,解决人畜的饮水问题。但是雪量过大,积雪过深,持续时间过长,则造成牲畜吃草困难,甚至无法放牧,而形成雪灾。

  1. 雪灾的类型

根据我国雪灾的形成条件、分布范围和表现形式,将雪灾分为3种类型:雪崩、风吹雪(风雪流)灾害牧区雪灾[3]

雪灾按其发生的气候规律可分为两类:猝发型持续型

猝发型雪灾发生在暴风雪天气过程中或以后,在几天内保持较厚的积雪对牲畜构成威胁。持续型雪灾达到危害牲畜的积雪厚度随降雪天气逐渐加厚,密度逐渐增加,稳定积雪时间长。此型可从秋末一直持续到第二年的春季。人们通常用草场的积雪深度作为雪灾的首要标志。由于各地草场差异、牧草生长高度不等,因此形成雪灾的积雪深度是不一样的。

2、雪灾的指标

轻雪灾:冬春降雪量相当于常年同期降雪量的120%以上;

中雪灾:冬春降雪量相当于常年同期降雪量的140%以上;

重雪灾:冬春降雪量相当于常年同期降雪量的160%以上。

雪灾的指标也可以用其它物理量来表示,诸如积雪深度、密度、温度等,不过使用上面的指标的最大优点是使用简便,且资料易于获得[2]

2008年雪灾 图源:https://sina.cn/index/feed?from=touch&Ver=20

(二)雪害

雪害是农业气象灾害的一种,指冬季降雪过多、积雪过厚、雪层维持时间过长,致使冬作物、畜牧业和林木生产以及农业设施等遭受的损害。冬小麦的雪灾主要发生在积雪深厚的地区和年份,如中国新疆北部伊犁、塔城地区,苏联北部农区和加拿大等地。

1、冬作物雪害

冬作物雪害的指标为越冬期雪层厚度持续4个月超过5厘米。遭受雪害的主要原因是深厚雪层下温度较高,光合作用微弱而呼吸作用旺盛,作物体内糖分大量消耗,形成饥饿状态。同时,雪层下的植株还易受真菌(雪霉病和菌核病)的危害,使叶片及基部组织腐败而全株死亡。冬作物如秋季锻炼的条件不利,产生雪害的可能性大。连作地病菌菌源较多,秋季灌溉过量、过晚,或地势低洼积水的田块,以及播种过晚的麦田都易诱发病害,雪害也更严重。

防御冬作物雪害的措施主要有实行轮作,避免连茬,以减少土壤中的病菌,采用合理栽培措施;适时播种和适时适量秋灌,秋灌及融雪后的田间积水要及时排除;采用抗雪害品种;药剂播种,降雪前10天田间喷药;降雪过早时,进行雪后镇压可降低雪下温度,使雪下作物停止生长,减少营养物质消耗;春季及时春耙、追肥,促进作物健壮生长。

农作物受灾图源:http://www.agri.cn/V20/ZX/qgxxlb_1/hunan/201802/t20180202_6066352.htm

2、放牧业雪害

冬季降大雪对草原放牧影响很大,主要危害是采食困难和引起疾病。

(1)草原上积雪太深,牲畜采食苦难。牲畜采食的难易程度决定于雪的深度和密度。若雪中夹有冰层或表面有冰壳,即使雪层不深也严重防碍放牧。不同厚度、密度的积雪对不同种类、品种、年龄的牲畜影响不一。

(2)降雪多,强度大,春秋季节降雪强度大,不利放牧和转场。降落在牲畜身上的雪融化时,就会使体温大量散失,引起牲畜感冒,雨夹雪会使牲畜身上的湿毛冻结在一起,引起疾病。繁殖期的牲畜和新剪毛的绵羊最易感冒。

防御草原放牧畜牧业雪害的措施主要是做好冬季雪害预报,以便选择冬季积雪较薄的草场放牧;夏秋季节多打草,搞好饲料储备;在地区间开展协作,灾年调剂使用牧场;加强气象为畜牧业服务,提前做好同时要合理安排产羔、剪毛和饲料储备等牧事活动[4]

新疆牧区受灾 图源:http://news.sohu.com/20060108/n241327452.shtml

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