“北雪犯长沙   胡云冻万家”

 

——今冬我国南方冰雪灾害的气象奇问和奇想

 

中国气象科学研究院研究员  林之光

本文大标题是诗人杜甫晚年（公元769年冬）在长沙遇雪时作的《对雪》诗中的头两句。我非常佩服他在千年之前就已经洞察到我国冬季南方大范围（“冻万家”）低温雨雪天气乃由于北方冷空气的南下（“胡”是指当时北方少数民族地区）。今冬南方造成千亿元经济损失的冰雪灾害也正是这种类型的天气。本文归纳多位朋友的提问，从气象学角度说说它的方方面面。不过，个人观点难免偏颇，“姑妄听之”可也。

 

冰雪灾害为何不发生在严寒北方而反在温暖南方？

这是因为，北方冬季气候严寒，大气中的水气很少，而水气乃是冰雪降水的原材料。例如每立方米空气中的最大水气含量，20℃情况下为17.3克，0℃时为4.9克，零下20℃就只有1.1克。而且北方冬季多晴天，降水过程也少。例如黑龙江漠河，1月平均气温零下30℃，该月的平均降雪量，化成水层只有3毫米深。所以，北方冬季“千里冰封，万里雪飘，望长城内外，惟余莽莽……”的壮观景象，主要是积雪低温不化的结果。但是，我国最大的暴雪，“燕山雪花大如席”的地方，不在黑龙江，却在南方的江淮及其附近。这里一场连续暴雪的最大积雪深度就可厚达50厘米左右（今年又有）。其原因是这里地理位置适中：淮河以北低温水气少，而江南中南部水气虽多但缺少降雪低温，都难下大暴雪。今年南方冰雪灾情况大体也是如此：北部多雪灾，南部主要是冻雨（冰）灾。

冻雨（雨凇）的形成，需要大气低层中有一个气温在零上的暖层。以使得从高空中降落下来的雪花能在这里融化成水滴。当它再继续下降到近地面的零下冷气层中时成为零下而未及冻结的过冷却水滴，最后落到温度零下的地面上时立刻冻结成透明的冰层，完成它既雪又雨再冰的传奇一生。但是北方冬季严寒，难有这样的南来的零上深厚暖空气层，因此冻雨便只能发生在温暖的南方了。

 

为什么说今冬冰雪灾是“天气异常”而“气候正常”？

“气候正常，天气异常”这个说法是我自撰的。“气候正常”的意思是，造成今冬冰雪灾的天气形势（大气环流）还是那种形势，天气系统还是那些系统，造成的灾害还是那些灾害，它们每年或多或少都有出现，并不新鲜。“天气异常”指的是这些天气形势出现得过于频繁，过于持续，过于激烈，这样才“雪上加‘霜’”，酿成大灾。

不过，今冬的天气异常确实不一般。具体说来：

一曰有强冷空气频频南下。这是形成降水（冰雪）的主要动力。一般情况下，冬季中东亚高空是一个低压槽（东亚大槽），地面冷空气在槽后西北气流引导下频频南下。但今冬还常有另一个高空天气系统叫“阻塞高压”，位于欧亚边界的乌拉尔山脉及其附近。它北部的西北气流频频引导着低层高纬度寒冷空气，向东南进入我国。这“西高东低”（天气预报俗语）两个搭档，一个在东边拉、拽，另一个在西边推、送，冷空气南下得就更欢了。有统计表明，这种有利冷空气南下的形势今冬大约有20多天，比往年多3倍，是1951年以来最多的一年。

二曰有强劲的偏南暖湿气流。天气图分析指出，今冬副热带高压位置常常位于北纬17度，比往年偏北约4个纬度之多。这样，从副热带高压西侧北上的南海暖湿气流便能源源北上一直到达我国江淮地区。另外青藏高原南侧的高空南支槽也很活跃，这两支西南暖湿气流共同保障了这场冰雪灾害的丰沛水气供应。

三曰冷暖空气交锋。俗话说，“一个巴掌（拍）不响”。冷暖空气需要交锋冲突，才能让密度较小的暖空气在密度较大的冷空气斜背上被迫抬升，凝结水气，降雪凝凇。而且冷暖空气强度都要适当，哪一方过强都不利发生持续降水。例如1997年春节也有今年同样形势，只是因为暖空气不强而江南便没有出现重大冰雪灾害。

四曰交锋持续。冷暖空气发生一次交锋并不难，难的是持续进行交锋降水，这才可能酿成大灾。

可见，这四个“曰”，一个也不能少。但要它们冤家聚齐，那就得“百年等一回”了。

 

为什么说这次冰雪灾害主要”导演”不是呼声甚高的“拉尼娜”？

但是，上述东亚大气环流异常还并不是这次南方冰雪灾害的唯一原因，热门的还有拉尼娜。国内外许多科学家都或多或少把这场冰雪灾责任归到它的身上。

拉尼娜是指赤道中东太平洋大范围海区温度比常年偏低这样一种海温分布现象。这种分布有利于中纬度大气环流的经向度增强：冷空气南下频繁，暖空气北上活跃。今冬我国冰雪灾期间正是这样情况。而且从去年8月开始的这次拉尼娜又是1951年以来的特强年份。

但我国科学家大都认为大气环流异常是今冬冰雪灾的主要原因；拉尼娜只是次要原因，或重要原因之一，或背景原因。这里主要说说我的具体解释。

大家知道，拉尼娜远离我国几千公里之外。它只能决定它海区周围地区的天气。它对世界其他地区（包括我国）的影响，都只能是一个外因。而外因要产生影响是需要通过内因（当地大气环流）的。这就是为什么拉尼娜年我国冬季气候可以大相径庭的原因，例如，一，拉尼娜年我国东部地区虽冷冬多些，但暖冬也有不少；二，历史上拉尼娜年不少，但我国南方今冬这样的大范围冰雪灾害却是“百年等一回”，历史罕有；三，赤道中东太平洋大范围海温的变化是很缓慢的，而今拉尼娜依旧。但我国今冬南方冰雪灾却是在1月10日突发、2月上旬初突然结束，短短只有二十多天。

可见，它确实不是我国今冬冰雪灾的主要原因、直接原因。

 

为何今冬冰雪灾不发生在过去冷冬期而却发生在今暖冬期？

首先，暖冬期和出现冰雪灾并不矛盾。因为，现今正全球变暖。全球变暖的结果，一是可以造成暖冬，二是可以造成全球极端天气气候事件多发。而今冬的罕见冰雪灾害当然是一种极端天气气候事件。

其次，暖冬期出现冰雪灾也是一种正常现象。因为，我认为，冬季的冷暖的原因其实很简单：大气环流形势有利，冷空气南下多了、频了，就是冷冬；反之就是暖冬。这样便很容易解释，为什么我国这次暖冬在1986年突然发生，而今冬又很可能突然中断。全球变暖不等于全球每个角落的冬季都变暖，每个地区冬季冷暖变化也都有它自已的特点，即主要决定于当地大气环流的变化规律。

可见，至少从这里可以看出，目前决定我国冬季冷暖的主要原因确实还是大气环流。大气温室效应增强造成的全球变暖的作用虽确实存在，而且还会越来越显著，但对我国冬季而言至少目前仍是背景性的。否则，如果暖冬主要是因大气温室效应增强所造成，那我们冬季的变暖应该是渐进的、相对稳定的，主要应一冬比一冬温暖，不再有冷冬。

 

为什么今冬湘、黔、赣受灾严重，而同纬闽、滇却基本无灾？

我认为这主要与南方的地形有关。

原来，当北方冷空气南下，过长江进一步展开时，就受到了山脉地形的影响。例如，当它流向西南，就完全受阻于海拔3000米左右的云南高原和川西高原东坡；同样，它向南和向东南时也分别受到南岭和武夷山脉的阻挡。使这三个山脉之间的广大地区冬季中常成为深厚的冷空气海洋。举个例子，这个冷空气海洋中海拔仅162米的广西桂林，它的1月平均气温竟然和它同纬度上、这个冷空气海洋以西、云南高原上海拔1892米的昆明基本一样（7.8℃左右）。可是，夏季7月，烈日炎夏的桂林平均气温（28.3℃）竟比暖阳春温的昆明（19.8℃）高出了8.5℃之巨！

这三道山脉中以南岭纬度最低也最矮，较强冷空气和得到补充的弱冷空气都能越山而过，所以大冷后期华南一般也都会非常寒冷。今年港澳地区也破了几十年的低温期记录。福建冬季地形增温效应虽数值不大但能使气温少有零下低温，因此也就少有冰雪灾害。当然，云南最东部和贵州接壤的地区，因为处在冷空气海洋边缘，有些地区冰雪灾害也是不轻的。

显然，如果南方没有地形约束，冷空气能迅速扩散，那这里冬季的寒冷和冰雪灾害也就不会如此严重和持久。

 

为什么说“北方冰雪成景”而“南方冰雪成灾”？

所谓“北方冰雪成景”，我的意思大体有三，一是指毛泽东主席《沁园春•雪》中的北国壮丽（雪）自然风光；二是指冰雕、雪雕、冰灯等人工冰雪艺术，哈尔滨每冬都要举行冰雪艺术节；三是以吉林雾凇为代表的雾凇美景。这些冰雪美景的先决条件是要有严寒低温，故一般来说南方冰雪难能成景（山区除外）。

其实北方冰雪也成灾，例如牧区的暴风雪；南方冰雪也成景，不用说冻雨那种晶莹剔透象水晶一样的琉璃美景，就是一般雾凇、积雪，也都是难得美景。今冬南方冰雪灾早期，不是当地许多人也当作美景来欣赏的吗？

所以，原因主要是，北方因为常有冰雪，所以一般冰雪只会成景而不会成灾；南方少有冰雪，一旦冰雪较多就易成灾。

 

呼唤科学预见，为国家重大自然灾害“治未病”

通过对今冬冰雪灾的思考，作者有几点奇思异想。

第一，我国今冬这场冰雪灾害是可以进入《世界吉尼斯记录大全》的。这一是指这里冰雪灾害的纬度是世界上最低的，原因从温度说主要就是我国南方是世界同纬度上冬季最寒冷的地区。二是指这场冰雪灾害主要是冰（冻雨）灾（雾凇因密度小，一般不单独成灾）为主，这样低纬度的大面积冰灾在世界上同样也是第一的。因为世界上另一个最大面积的冰雪灾害区是美国东北部和加拿大，那里位于中高纬度，主要应以雪灾为主。

第二，我国今冬这场冰雪灾害是可以预见的。当然，我这里指的不是让气象部门在一，二个月前甚至更早就预报出如此重灾及全过程。这会有点象要求地震预报报得象天气预报那样准确。因为目前世界上即使发达国家同样也只有5-7天中期数值天气预报才有业务使用价值。中国气象局郑国光局长最近在国务院新闻办发布会上坦言，这次冰雪灾的四次过程我们都报准了，但要一次就报出全过程，我们不能，相信其他国家也不能。所以，我这里指的是根据前述东亚大气环流的四“曰”和我国南方地理条件的三“特殊”（经度、纬度和南方山脉地形），是应该可以推断出，即预见到，这场冰雪灾害将来迟早总是会发生的。

第三是我国今冬这场冰雪灾害是可以设法提早预防的。这是指的减灾方面。因为我认为，今冬冰雪所以成南方重灾，最最主要原因是输电线路中断，而输电中断的主要原因是山区局部地点输电铁塔倒塌或电线积冰垂断，且修复不易。据我在上世纪70年代中期主持的我国第一条“北京-大同50万伏超高压输电线路气象条件”设计，这些地点主要是高山、隘口、迎风坡、山岭等凸出地形部位，这里雨量大、风大、（冻）雨点密集。因此如事先能根据我国这种特殊地理气候条件可能产生的特大冰雪灾情，对这些地点大大提高设计标准，或改变线路，损失至少会大大减轻。

第四．放过了“马后炮”，当过了“事后诸葛亮”，现在我开始杞人忧天了。因为我想到将来可能出现的严重自然灾害一定不止这一种冰雪灾。下面只举个沙尘暴例子，但不一定合适。

我们知道，最近20多年暖冬期间我国沙尘暴确实明显减轻、减少，但这并不全是我们治理的功劳，暖冬的贡献决不可忽视。因为大范围沙尘暴主要是由南下冷空气大风驱动的。而统计已经表明，暖冬期间冬春季寒潮和冷空气大风确是减少的。因此，万一大气环流恢复到过去“妇女上街都要用纱巾包裹”的五、六十冷冬年代，不用说北京的蓝天计划完不成，那时京、津等现代化高科技大城市所受到方方面面的影响，恐怕也不能太低估了……。

中医的最高境界是上医，上医治未病。我想，科学对社会贡献的最高境界应是预见，重要科学预见也一定可以为国家严重自然灾害治未病。实际上，我们国家大陆性季风气候的变率本来就大，再加上近来全球变暖又加剧了极端天气气候事件（包括重大灾害）频发。我们焉能不忧心如焚？

我想起了毛泽东主席曾新解成语“对牛弹琴”。该成语本是讽刺听者的，但如抽去了这层意思，便变成了讽刺弹者不问对象了。我们也可新解成语“杞人忧天”：如果把杞人忧的“天倾”改成天灾，把杞人盲目无根据的忧改成科学预见的忧。那这种“忧天杞人”就是值得提倡和值得尊敬的了。

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