暴風雪(Blizzard),又稱白毛風,是大風將正在降落的雪花或地面積雪的松散顆粒卷揚到空中而成的災害性天氣現象,一般表現為強烈的冷空氣氣流伴隨下雪、降溫。它大多發生于冬季,廣泛分布在南北極、歐洲、美國、加拿大、日本、中國等地區。
當高風速引起地面上積存或新的降雪上升懸浮在地表大氣中,嚴重降低能見度時,暴風雪即開始形成。降溫強度、風速和降雪量是形成暴風雪天氣的基本條件,該天氣的主要特點是雪大、風猛、降溫強、災害重。氣象上根據其發生強度,可將暴風雪劃分為吹雪和雪暴兩種類型。
暴風雪天氣會對生態系統、農牧業生產、社會生活等造成一定的危害,目前可通過衛星和遙感監測技術對暴風雪天氣進行基本預測,人們也可通過加強防凍保暖措施、儲備糧草、避免出行等方式應對暴風雪災害。
定義和命名
暴風雪的英文名“暴雪娛樂”最早出現于1829年,原意為“猛擊”或“一陣炮火”;其詞根為“Blaze”,意為“閃耀”或“火焰”。1870年,“Blizzard”第一次被用于形容美國艾奧瓦州和明尼蘇達州的暴風雪天氣。1880~1881年冬天,由于美國多次出現暴風雪天氣,“Blizzard”一詞開始大規模出現在美國新聞中,從此其詞義固化為“暴風雪”。
世界各國對于暴風雪的定義標準并不相同。美國國家氣象局規定,風速超過56千米每小時、能見度低于400米、持續時間大于三小時的風暴可稱為暴風雪。中國氣象局規定,大量的雪被強風卷著隨風運行,并且不能判定當時是否有降雪,水平能見度小于1千米的天氣現象可稱為暴風雪。
形成
形成過程
雪的形成與積累包括水汽凝華、冰晶增長、雪粒子下降以及與地表的相互作用幾個階段。在特定的溫度和濕度條件下,云中過冷的水滴直接凍結成冰晶;這些冰晶在云中通過碰并和聚合增長,形成更大的雪粒子,并開始下降到地面;在下降過程中,雪粒子可能會經歷再凍結過程,即它們吸收周圍的水汽并重新凍結,變得更加堅硬;當雪粒子到達地面后,會與地表接觸并開始融化,如果地面溫度低于0°C,融化的雪水會再次凍結形成一層薄冰,導致積雪的形成與增長。
大量積雪生成后,當溫度降到-5℃以下,高風速引起雪粒子上升并懸浮在地表大氣中,嚴重降低能見度時,暴風雪即開始形成。
形成條件
降溫強度、風速和降雪量是形成暴風雪天氣的基本條件。日平均氣溫小于等于5℃、24小時降溫大于等于6℃、日降水量大于等于5毫米、瞬間風速達到8米每秒,即為牧業暴風雪的氣候指標。
此外,暴風雪天氣也受地形因素的影響。如山脈的存在會抬升地形,可以加劇風速,增加降雪量,進而促進暴風雪的形成。
暴風雪等級
中國根據暴風雪天氣指數來確定暴風雪天氣等級,將暴風雪天氣等級劃分為4個不同的等級:
分類
根據其發生強度,暴風雪可劃分為吹雪和雪暴兩種類型。
風速大于5毫米每秒的風將松散的雪從地面上掀起,造成飄雪,使水平能見度小于10千米的天氣現象被稱為吹雪。通常風速在大于15米每秒時,多出現吹雪天氣,飄雪的上升高度可達1.8米以上。
大量的雪隨風運行(主要在水平方向上),使水平能見度小于1千米的天氣現象被稱為雪暴。發生雪暴天氣時,飛雪的垂直高度從幾米到幾百米不等,水平能見度從小于1千米到小于10米,難以辨認出飛雪是從天降下的,還是大風吹起的。
分布
世界分布
從全球視角來看,暴風雪主要發生在中高緯度地區,尤其是北大西洋和北太平洋的某些區域,如南北極、歐洲各國、美國、加拿大、日本西北部等,其中南極地區的暴風雪最為猛烈。
中國分布
在中國,暴風雪主要集中在北方地區,例如東北、內蒙古自治區、新疆以及青藏高原等地。東部主要發生在大興安嶺北部、長白山區和五臺山等地,而西部主要發生在青藏髙原東部、喜馬拉雅山區、阿爾泰山和天山山區;初冬和初春是中國暴風雪天氣的多發時期,隆冬則相對較少。
主要影響
破壞生態系統
暴風雪會使生態系統的穩定性受到影響。暴風雪會造成樹木的樹干彎曲、干(冠)折斷、掘根等物理損傷,直接影響樹木的生長和存活,導致森林結構和群落組成發生變化。特別是在遭受嚴重風暴損害的林地內,生態系統的破壞會產生一系列生態效應,生物多樣性可能減少,生態功能可能下降,從而改變森林生態系統的長期動態。
危害人畜安全
暴風雪會造成風寒效應,由于暴風雪天氣常常與強寒潮降溫同時出現,因此氣溫很低;加之強風加大了非蒸發性的散熱,極易造成人員和牲畜的凍傷、凍死。人體熱量向外的擴散速率一方面與人體和環境之間的溫度差有關,溫差愈大散熱愈快;另一方面熱量擴散速率又隨著風速的增加而增大,所以在同樣的低溫條件下,風速愈大,人畜愈感到寒冷。同時由于降雪,空氣中濕度也很大,而濕度愈大人體量散失也愈快,更加速了人畜的凍傷。此外,當牲畜遭遇暴風雪襲擊時,還容易發生受驚、流產、感染惡性疾病等情況,從而導致牲畜死亡。
阻礙正常生活
在發生暴風雪天氣時,由于溫度低,水源結冰,取水、供水設備容易發生故障,影響人畜正常生活。在極低的氣溫下,裝備、儀器、電源等,可能無法正常啟動、工作,甚至損壞,難以完成任務;醫療救護使用的輸液(血)、浸泡、清潔、消毒等工作無法進行。由于降雪量大,暴風雪可覆蓋整個大地和公路及公路設施,導致公路交通運輸中斷;連續的暴風雪與嚴寒,還會造成5米以上的嚴重積雪。嚴重的積雪不僅會使交通運輸中斷,而且會壓壞(彎)通信、電力、公路的設備與設施及其人工構造物。即使能夠找到道路,雪地行車也極端危險,發生車禍的可能性大大增加。
影響農業生產
暴風雪對農業生產具有顯著影響。在暴風雪天氣下,農業設施嚴重損壞,導致溫室大棚內溫度降低,蔬菜生育期推遲。然而,對于部分農作物(如成齡茶樹和露天蔬菜等)來說影響卻不大;且在某些情況下,如處于越冬期的小麥,區域性暴雪天氣可能對提高其產量有利。
災害案例
2007年3月3日至5日,遼寧省出現特大暴風雪天氣,暴風雪的降雪范圍廣、強度大、持續時間長,并且伴有大風。全省農業、漁業遭受的損失最為嚴重,工業廠房坍塌,設備、原料受損嚴重,機場、高速公路全線封閉,鐵路大面積晚點,省內多地中小學停課。此次災害共造成14人死亡,120萬人受災,倒塌房屋約0.5萬間,直接經濟損失109億元。
2012年2月7日,西藏日喀則地區12個縣遭遇了暴風雪災害,318國道中尼公路聶拉木縣至日喀則400余公里的路段因此中斷數日,通訊和電力中斷,車輛被困,近800名農牧民失去聯系;其中聶拉木鎮宗塔村的80座蔬菜大棚幾乎全部因災遭到破壞,損失嚴重。
1968年1月12日,內蒙古出現一次暴風雪天氣,使錫林郭勒盟東、西烏珠穆沁旗一帶近5萬平方千米的草場被掩埋,數十萬只家畜無法放牧,損失3萬多只。
2022年末,北美多地遭受暴風雪的襲擊,截至2022年12月29日,暴風雪已至少造成全國61人死亡。其中紐約洲布法羅受災尤為嚴重,全市交通癱瘓,遇難者超過30人,是布法羅市45年來最嚴重的暴風雪。
2023年入冬以來,蒙古國遭遇暴風雪侵襲。全國平均降雪量創下1975年以來最高紀錄,八成國土被大雪覆蓋,給當地畜牧業造成巨大損失。截至2024年3月14日,蒙古國470萬頭牲畜在惡劣天氣中死亡,占全國牲畜總量的7.3%;全國18.9萬戶牧民家庭中,約11萬戶過冬困難。
監測與防御
監測研究
目前尚無法準確預測暴風雪天氣,大多數國家是通過衛星監測暴風雪動向,由計算機模擬來預測其路徑提供預警。雖然計算機模擬存在誤差,但仍是早期預警的重要方式。例如美國海洋和大氣局便依靠衛星提供的數據實現了24小時氣候實時監測與分析,對暴風雪天氣進行預測。此外,美國海洋和大氣局利用所屬的飛行隊對海洋和大氣進行高空監測,觀察冬天大氣氣旋的發展,結合衛星數據分析,提高對冬季暴風雪天氣的預測精度。
中國的南京大學積雪遙感研究團隊還以遙感和地理信息技術為依托,基于機器學習模型研發了“牧區2008年中國雪災監測預警系統”和“城市雪災監測預警系統”,不僅實現了對歷史雪災記錄、社會經濟數據、遙感監測數據等的處理和建模,而且可以結合氣溫、降水等天氣預報數據,準確、高效地預測雪災發生等級,并對預測結果進行可視化,對提升雪災的防災減災能力有積極效果。
防御措施
及早采取有效防凍措施,抵御低溫對越冬作物的侵襲,特別是要防止持續低溫對旺苗、弱苗的危害。加強對反季節蔬菜和在地越冬蔬菜的管理,防止暴風雪天氣的危害,及時清除大棚上的積雪。及時做好降濕排澇措施,以防造成田間長期積水,影響作物根系生長發育。
建立草料庫或是擴大草場面積和建立人工飼料基地,種植飼料作物和優良牧草,為草料庫提供充足的草料,以解決2008年中國雪災期間的飼料問題。暴風雪即將來臨時應對牧區溫室、大棚、畜舍等設施進行加固,防止被積雪壓垮。在雪災發生后實行牲畜圈養,避免受到風雪的直接危害。若在放牧轉場中,則要利用避風向陽、干燥的地形,壘筑防風墻、防雪墻,盡可能做到避寒防凍,以減輕暴風雪的危害。
降雪后,高速公路和城市市區應及時清除路面積雪,撒播路面融雪劑。在出現強烈的暴風雪時,應盡量避免出行或停車避讓,交通部門必要時要關閉公路、鐵路和航運交通,防止發生交通事故。
暴風雪來臨前,需關注氣象預警預報消息,以及高速封閉、機場延誤等交通信息,及時調整出行計劃;還要準備充足的食物和水,做好保暖措施;為預防積雪壓垮屋頂,需確保待在結實的房屋內。
參考資料 >
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權威發布:21世紀以來遼寧十大氣象災害.閃電新聞.2024-06-28
大災面前心手相連——日喀則暴風雪災害搶險紀實.中國政府網.2024-06-28
300厘米雪球融化沖入民宅,暴風雪致美國多人遇難,后續恐釀水災.海峽導報.2024-06-28
總臺記者看世界丨嚴寒和暴風雪侵襲之下 蒙古國的寒流與暖流.央廣網.2024-06-28
一文了解最全雪災防御指南關鍵時刻能自救.青海氣象局.2024-06-26