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京郊高山特有的恶劣天气解析——编转资深气象研究驴的山地气象研究成果。 ...

作者:睡前瑜伽网 阅读次数: 时间:2019-09-05 10:00:21
摘要: 编者注:玩到老学到老,知识永远学不完,本文依托原帖整理、转发,未经原作者同意。如不恰当请留言或私信,我将联系版主删除。ORG的“泰山小驴”不辞艰辛,亲自在冬小五测试了许多温度变化数据;“没有地的农民”结 ...

编者注:玩到老学到老,知识永远学不完,本文依托原帖整理、转发,未经原作者同意。如不恰当请留言或私信,我将联系版主删除。

ORG的“泰山小驴”不辞艰辛,亲自在冬小五测试了许多温度变化数据;“没有地的农民”结合自身亲身经历,形象地说明了寒潮以及上升气流在局部地区能够造成多么恐怖的小气候环境。阐明了一个重要观点:降温系数——地理课本告诉我们:海拔每上升1000m,气温下降6摄氏度(以下简称度)。这个结论有时候是严重错误的!

通过“泰山小驴”的观察,在寒潮来的时候,每1000m可以下降9-12度,这个数值与寒潮强度有关系。

如果灵山事件那天,海拔1050的孔涧村-22度,根据他当时测到每1000m下降11度的数据,那么山顶就是-35.7度,最冷的时段差不多-37~-38度。

下文虽然大多数说的是小五台的气候,但对于周边2000米左右的高海拔山区,原理同样适用。

我来回忆一下冬季北京郊区高山特有的恶劣天气现象

作者:“泰山小驴”


1:“撞山暴风雪”:

其实冷空气不是完全干燥的,还是还有一定水汽的,尤其西路冷空气,在平原由于幅合抬升能力不强,一般不会造成降雪。北京下雪是需要冷暖空气对撞产生锋面才行。但是高山就不需要暖湿气流配合,天然的抬升优势,自然形成“地形锋面”,于是就可以下雪了。有最强抬升能力的就是小五台,可以在桃花,常宁等山下乡镇村子一个雪花不飘的情况,山顶下两天两夜的暴雪。由于来寒潮的时候伴有强风,所以这种降雪就是暴风雪的形式。

2:强烈上升气流

来寒潮的时候,山的迎风面和背风面气压差、温度差非常大,所以产生强烈上升气流,有时候风力达到10级以上。可以吹的人“失重”,也就是即使重装站在在销魂大坡上轻轻一抬脚,就可轻松上升。这个我和绿野网友“没有土地农民”深有体会,这种强上升气流的危害有可能导致人下不去山,也许灵山遇难的朋友就是因为这个而无法下降。当然强上升也会导致更强暴风雪。(编者11春季在登顶小海陀后下鞍部扎营,狂风吹得人也是站不住,区区一个下鞍部的坡费了半天劲才下去,双杖四点支撑下行才避免侧倒)

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【“没有地的农民”:上升气流“失重”看似好玩,实则恐怖,那是2010年五一的茶山,我们在没有林木遮拦的草坡重装上升时,遇到从背后吹来的强烈上升风。东灵山难的队伍上升时同样遇到这样的风,飞翔的大鸟说背后的风推着他们走,而我们却是被强烈的上升风抬着走!当时我的感觉,身体已失去重心,整个人(80公斤体重+近20公斤背囊)只能向前上升(丝毫不费力),而不可能作后退或者转身等动作。身边不远处,身体稍轻,背囊上挂防雨罩的小驴被强风吹得直接腾空!幸好,只是瞬时的强风,我们趁风稍小跑到山脊背风面躲避……

我们遇到的上升风,现在回想,似乎并无征兆。而东灵的驴友已在风中行走多时,估计应该是越往上面风越大。这时,应该考虑到如何在返回时对抗这种强烈的持续上升风,否则极有可能下不来……

另有一次,冬季登西台,因将山顶旗云误判为地形风(西台山脊一些地段有地形造成的持续侧风),贸然冲进强烈的侧风中。结果自然是再次重装被吹倒,而这次是倒向山谷!所幸滑坠一米即制动。后来分析,当时应是台顶形成的旋风,而我们接触到的仅为一面。若再登顶,则会遇到最强烈的“升仙风”(近10级上升风)。

如此吐槽,一则自我批评,二则给驴友们以警示。尤其是冬季爬山,要多注意风向、云形等天气,理智判断自己的处境,不要冒失。 】

3:超强的降温系数

地理课本告诉我们的每1000m气温下降6度,有时候是严重错误的,通过我的观察,在寒潮来的时候,每1000m可以下降9-12度,这个数值与寒潮强度有关系。如果灵山事件那天,海拔1050的孔涧村-22度,根据我当时测到每1000m下降11度的数据,那么山顶就是-35.7度,最冷的时候差不多-37~-38度。我曾经发过关于山地温度计算的方法(编注:见下文)

4:突变暴风雪

“没有地的农民”:有时候山区暴风雪来的那个快可以超过夏季雷暴,去年12月22日,我在小五台就碰到了,大概由多云,3-4级风转变为7-8级风,暴风雪的状态,大概就3分钟。这个现象原因我也没有搞明白为啥。

我当时认为是台顶云层下压导致,小驴不同意。

当时我们在1750上升,抬头看到台顶黑云下压,已弥漫到2000米海拔附近。据此我认为一小时后的风雪是由此而起。

“泰山小驴”:如果下沉,空气是增温降低湿度的,阻碍下雪。而当时是雪突然增大

5:逆温层冻雨

2010年3月14日,“T老师”,“Jane”等人在小五台1700初碰到中雨,而此时,山下村子,山顶都是暴雪。逆温降雨危害是如果没有防备,容易湿透后失温。

(编注:逆温层,即平流层(stratosphere),亦称同温层temperature inversion layer,一般情况下,在低层大气中,气温是随高度的增加而降低的。但有时在某些层次可能出现相反的情况,气温随高度的增加而升高,这种现象称为逆温。出现逆温现象的大气层称为逆温层。)

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亲历逆温层:扎营1750小鞍部,凌晨中雨,拔营下降约100米后即遇到降雪,而且地面及树上没有降雨痕迹,因此判断是从凌晨开始的持续降雪。这种低海拔降雪,而中海拔降雨的情况让我们很奇怪。后来小驴发表过很详细的阐述,但没记住,大约与地形、风向等相关。中雨发生在凌晨,对我们是幸事,大家在帐篷中躲雨早餐,上午10点多拔营时雨已渐小。若行走时遇到降雨湿身,下沟里遇到大雪,后果会很严重。因为我们接应的车子无法爬冰坡,导致我们在大雪中徒步两三小时迎车。

至平原时,整个山体已完全笼罩在大雪中,无从判断状况了。

冬小五是北京周边最复杂气候的线路,在山里什么情况都可能遇到。因此,尽量齐全的装备物资,以及尽量保守的计划,似乎是我这样经验知识都不足之人的唯一选择了。当然,小驴不断向大家讲解的知识,给我们的走山以指导,至少我现场看到听到很多。至于如何判断,如何临机应变,就要理论结合一次又一次的现场经验了。

关于小五台冬季的低温

根据某一年元旦做的实验简单向大家介绍一下。

一:元旦的情况

元旦小五台2号早上-3号晚是最恶劣的时候。2号早上随着冷空气的到来,气温直线下降,北台顶白天最高气温从早上八点的-21度一直下降到3号凌晨的-34度。我们3号早上拔营的时候,温度仍然在下降,猜测3号白天最高气温也就-27度左右,傍晚后应该在-35左右。

结果,幸好绿野的朋友们做的准备还充分,但还是有部分朋友轻微冻伤。

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二:历史低温估计

小五台最低能多少呢?-40度??很轻松,根据历史资料估计,小五台极端最低气温应该在-48左右,甚至-50,应该出现在1972年。或问:是不是那是很久远之前的年代才有的,现在全球变暖,我们就不用理会了呢?错误,08 、09、10年,小五台都出现过-42°~-45°的极端低温。所以不能掉以轻心。

三:小五山顶温度简单计算

冬季小五也不是一直狂怒,其实没有冷平流(大风降温),温度还是可以接受,甚至很舒服的。这因为冷空气密度大,没有上升气流把它们托在山顶,很快就下沉了。这个时候,山下山顶温度不会差多少。

一旦有冷空气来华北,这时强大的西北风受地形影响,不断的让空气强烈上升到山顶,根据气体绝热上升膨胀做功降温原理,到了山顶温度就很低了。这里分为干绝热和湿绝热过程。简单来说,干绝热就是上升过程中没有成云降水,湿绝热过程就是在山的某一高度产生降水。干绝热过程是每上升100m气温下降1度,湿绝热由于液化放热导致每100m下降0.6度。

拿元旦这个冷空气为例,降雪大概是在2500左右产生的(观察),山下气温是-16度(桃花,海拔1000),那么从1000m上升到2500m,气温下降15度,从2500-2840(北台),气温又下降3.4X0.6=2.04。此时山顶温度为-16-(15+2.04)=-33.03.实测值正好是-34度(在我行板帖子里有说明),理论吻合实践。

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四:近四年几次超低温(-40以下)分析

根据气象资料,我分析一下近4年的几个超级低温

记得那天北京白天最高气温没超过-9度,狂风呼啸。那小五呢?12月21号小五白天最高气温-38,夜间最低-43,伴有11级大风.绝对的地狱

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这次小五台白天最高-36,夜间-41,风力10-11级

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看看之前的温度,来考察一下这个寒潮的凶猛。21号山下白天6-7度

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2010年元旦寒潮

这个大家记忆犹新吧,北京出现近几年最大暴雪,海淀1月5号凌晨录得-20.2的低温,华北多地刷历史气象极值。

小五台呢?最低不好计算,但是-40度很轻松打破,最高气温应该-37左右。

大家是不是看到小五脚下的海拔950米的常宁乡-32度,所以小五台就-52……,概率很低,我会讲原因的。

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2011年1月15较强冷空气

这个没有达到寒潮标准,但是2010-2011这个冬季各大城市的极值都是它引起的,北京南郊的-11.6,济南的-11.6以及南京的-9.4。

这次我也去了小五台,但是很遗憾由于时间原因和温度计原因,我只记录了几个数据:1月14日夜,海拔1200的山下-22度,1500营地-25度。

这样计算一下小五顶刚好-40,白天最低气温-29~-30左右,风力6-8级。

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附:冬季低温产生的原因

冬季出现很低的温度主要有3种情况:

1:强大的冷空气达到寒潮甚至强寒潮级别,无论前期温度多高,过后都可以制造惊人的低温,例如08年12月21和09年1月23寒潮。

2,冷空气配合暴雪后辐射,例如10年元旦寒潮。

3:前期持续多股冷空气制造低温基础后,只要有中等强度冷空气就可以得到较低的温度,例如2011年1月15那次。如果1,2,3结合呢……当然是世纪寒潮了,2010年元旦寒潮就是典型,但是条件1弱了点,不然……


一个细微差别:

仔细观察天气预报和实况的朋友可能发现:有大风时,最低气温反而不如第二天无风时温度低,下过雪更明显。奇怪吗?原理是,降温过程包括冷空气的输送和地标热量辐射。晴空,积雪,静风都有利于辐射,寒潮快结束时,虽然大风停了,但是冷空气已经送到了,夜晚辐射能力增强了,在此基础上再辐射肯定更低了。

所以1月5号常宁那个-32根据经验,必然是风停靠积雪辐射的,这时候没有抬升,就很难影响到小五山顶了。

如何根据天气预报判断冷平流低温还是辐射低温

有个简单方法:如果某一天白天最高气温和最低气温差距很小,并且有4-6级西北风一般这个温度就是冷平流低温。反之再低的温度也是辐射低温,这个威力不大。

1:中央气象台发布寒潮黄色预警甚至橙色预警,尽量不要去了。迎接你的肯定是超过-40的酷寒,配合8级以上暴风,就是地狱。

2:隆冬时节,只要华北有中等偏强冷空气也尽量不去。因为虽然冷空气不强,但是隆冬基础温度很低,只要气流抬升到山顶就是很低的温度。

3:真要去,请准备好必要的装备,确保万无一失,否则……


由于很多原因,我设计的很多实验都没去做,所以还有很多需要完善。例如,静风辐射我判断小五山顶山下差距不大,也只是根据理论,还没数据的支持。还有就是冷空气达到啥强度才能让气体抬升到小五山顶产生低温?上升速度慢就不能使用绝热模型,热传导起多大作用???这需要对弱冷空气过程进行试验,但是我也没做。所以欠缺的不少,期待大家帮助

增加一个海驼山-30度时山下的数据,“瘦肉”应该很有印象吧。可以根据此表推算当时的温差系数。

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(全文完)

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