山西运城两次暴雪特征及影响对比分析

发表时间:2021/6/4   来源:《科学与技术》2021年第29卷5期   作者:魏海茹 裴秀苗
[导读] 本文通过对运城市2009年秋末和2018年初两次降雪过程气象资料的统计分析
        魏海茹   裴秀苗
        山西省运城市气象局 山西 运城 044000
        摘要:本文通过对运城市2009年秋末和2018年初两次降雪过程气象资料的统计分析,结合受灾地区田间调查,采用气候统计方法,对实时资料和历史同期资料进行对比分析,结果表明:两次过程都具有:范围广、持续时间长、降雪量大、积雪厚、灾情重等特点,但由于出现时间段、降水性质等的不同,造成的受灾程度差别较大。通过对比及灾情评估分析,我们认为暴雪对设施农业的影,在很大程度上可以防御,只是由于人们对极端天气事件的认识不足,防范意识不强,另外在大棚建设上没有严格按照要求等等人为因素增大了暴雪灾害。
        关键词:暴雪 过程特征  对比分析  影响评估
        暴雪是中高纬度地区冬季常见的天气现象,有利于净化空气、缓解旱情、保护越冬作物安全越冬,但也给民航、交通运输、工农业生产以及人民生活带来严重影响[1]。近年来,随着全球气候变暖,极端天气气候事件及其衍生的自然灾害在显著增加,冬季暴雪出现的几率越来越大[2],这也引起国内外学者对暴雪天气的关注,他们从暴雪形成的大尺度成因、热动力环境条件、锋生强迫和不稳定机制、山脉地形和城市边界层影响等多角度,对不同地区的暴雪问题进行研究并取得了诸多成果。2009年强降雪之后,翟丽萍[3]等等专家都对此次大范围暴雪事件进行了具体分析,探讨了其发生前期和过程中的大气环境条件及形成机理、雷达回波、物理量场、急流特征等进行了分析,但针对暴雪灾害方面的研究非常少。
        2009年11月上旬末至中旬和2018年1月上旬华北地区出现两次强降雪天气过程,两次过程的共同点是:强度大、范围广、持续时间长、灾害影响严重,灾情涉及交通运输、电力、通讯、农业、林业等行业,并给人民的生活造成了严重的影响。本文主要是通过对山西省运城市这两次暴雪过程的天气形势进行简要对比分析,重在对受灾情况进行对比分析,探索暴雪的致灾原因,旨在为更好地防御暴雪灾害提供参考。
        1、天气形势对比分析
        2018年1月2~7日期间高空500hPa新疆北部的低涡持续偏强且东移缓慢(图略),冷涡伸出的低槽前西南气流与南支槽前西南暖湿气流在山西南部汇合,且长时间影响山西南部;3日20时700hPa超过16m/s的西南急流和850hPa超过10m/s的东南急流维持,为运城市带来源源不断的水汽(图略);700hPa山西南部处于西南急流的左前方,高低空急流耦合,低层辐合,高层辐散,加强了上升运动的发展。地面形势(图略),大陆冷高压稳定维持在蒙古国西部地区,受高空引导气流影响,冷空气沿高压前部扩散南下形成回流形势,运城处于倒槽顶部与冷高压交界处,冷暖气流交汇触发不稳定。高低空系统的配合利于暴雪的产生。
        2009年华北暴雪发生前期欧亚范围内500 hPa 环流形势有2 个特点: 高纬度以经向环流为主,中纬度以纬向环流为主。高纬度地区东欧为一阻塞高压,亚洲北部被稳定的强极涡系统控制。随阻高东移,极地冷空气在贝加尔湖—巴湖一带形成横槽,槽底部维持一北支锋区且不断有短波槽快速东移,短波槽在东移过程中与南支长波脊反位相叠加,致使高空纬向锋区增加,由于脊区的暖空气和冷槽带来的冷空气形成热力运动及其斜压力管效应,槽后的冷平流出现了下沉,并从低层向南扩散,表现为黄渤海到黄河下游地区出现了较强的偏东风(图略)。9 日20: 00,巴湖横槽主体东移南压,与高原槽同位相叠加,形成南北向低槽。10 日08: 00( 图略) 随着低槽东移,低层西南气流北上与华北脊后偏南气流相遇产生辐合,造成偏南气流进一步增强,形成中心强度达24 m·s-1的西南急流,引导南方暖湿气流向北方输送,西南风延伸到38°N,暴雪出现在38°N 及以南的区域[5]。
        2、过程实况对比分析
        2009年秋末(11月9~12日)华北地区遭遇了强降雪过程,山西省运城市也出现了有气象记录以来最强的异常大暴雪,2018年1月2~7日运城市再次遭遇暴雪天气。与2009年过程相比,2018年暴雪过程出现时间偏晚,强度和影响范围远不及2009年严重,但局部地区受灾严重程度不亚于2009年。两次降雪过程的降水量、持续时间、积雪深度(见表1)均破同期历史记录。
            
2.1、降水量
2009年11月10~12日,运城市出现暴雪天气,期间的降水量达到历史同期的最大值,过程降水量为32.7mm(见图1),绛县最大,为46.7mm;其中11~12日全市24h平均降水量为18.2mm,平陆县最大,为23.2mm。
        2018年1月2~7日间运城市普降大到暴雪,全市过程平均降水量14.8mm,刷新了运城市有气象记录以来(1957年)同期降水量的记录(见图1),各县(市、区)降水量在6.8~24.3mm之间,其中,降水最大的在垣曲为24.3mm,比历史同期平均值偏多23.6mm;其余各县(市、永济除外)降水量在10.0~19.9mm之间;比历史同期平均值偏多9.7~14.5mm;永济最小,降水量为6.8mm,比历史同期平均值偏多6.3mm。各地降水量均突破历史极值。

    2.2、持续时间
2009年11月份,运城市降雪持续了3天;2018年1月2~7日间持续6天,其中3日夜间至4日08时有9个县市降暴雪,5日大部分县市区出现短时间的停歇,6日降雪再次发生并持续至8日凌晨。
     2.3、降水性质
        2009年11月份9日08:00至12日20:00,山西全省遭遇大暴雪天气过程,降水历时84h,降水性质为雨~雨夹雪~雪,9日夜间全省小雨或雨夹雪,随着冷空气由北向南推进,10日08:00全省自北向南转为雪,运城市10日20:00开始降雪。2018年1月上旬运城市温度较低,一开始就是降雪,所以积雪较厚。
2.4、积雪深度  
2009年11月11~20日间运城市持续有积雪,积雪时间长达9天,各地最大积雪深度在8~20cm之间(见图2),出现在11月12日,新绛最大为20cm,稷山最小为8cm,其余各地在12~19cm之间。2018年1月运城市有3~4天的积雪,积雪范围涉及13个县(市),其中4~5日积雪深度在2~22cm之间(见图2);7~8日各地积雪深度在5~19cm之间。
2.5、雪压
2009年11月12日运城市各县(市)都有雪压,雪压在1.4~3.4g/cm2之间,15日新绛、绛县、稷山、闻喜和万荣等5县的雪压在1.0~1.4g/cm2之间。2018年1月运城市大部分地区3天有雪压,其中4日除永济市雪压为0外,其余各地雪压在1.1~2.8g/cm2之间,临猗最大为2.8g/cm2;5日永济、夏县和盐湖区雪压为0,其余各县市雪压在0.6~1.9g/cm2之间;7日有9个县市区有雪压,雪压在0.8~2.5g/cm2之间。
2.6、温度
2009年降雪天气刚出现时(9日)温度较高,仅新绛、垣曲和绛县最低气温在零下,其余各地日最低气温在0.1~3.2℃之间,10日各地日最低气温降至零下,新绛最低为-5.4℃,永济最高为-0.8℃。2018年降雪天气开始时温度就较低,1月2日,我市13个县(市)最低气温在-9.1~-16.5℃之间,之后温度略有回升,3日最低气温升至-3.0~-5.9℃。




3、灾情分析
        两次暴雪过程对农业生产的主要影响都是造成设施农业受灾,主要是大棚垮塌、棚内蔬菜受冻,但2009年的受灾程度、受灾范围均比2018年明显大,涉及面更广。
        3.1、灾害发生时间和性质不同
        从两次暴雪天气过程的影响情况可见,2009年暴雪天气出现在11月9~11日,当时的运城市处于深秋,降水性质是雨~雨夹雪~雪,10日20:00时运城市由雨转为雪,此时作物还未完全进入越冬期,部分大田蔬菜还未收获,农民也没有做好防御准备,虽然菜农收到气象部门发布的暴雪预警,但没有引起足够重视,他们总以为这个时间段不会有太大的雪,因此没有采取防范措施;2018年暴雪天气比2009年晚了50多天,田间作物已经进入越冬期,降水开始时温度就较低,大多数地区一开始就是降雪,尤其是芮城县,降水在3日夜间才开始,而且降雪开始后几乎没有融化,所以,虽然降雪量比2009年小,但积雪比2009年厚,雪压也较大。因为有了之前的教训,多数菜农做好了防御准备工作,对老、旧大棚进行了加固,并对棚顶连夜清雪,这是2018年雪灾较轻的原因之一。
        3.2、受灾程度不同
        2009年11月份的暴雪造成运城市14.11万人受灾,直接经济损失6287.09万元,其中工业损失97万元。倒塌民房499间,损坏民房150间,田间蔬菜受灾675.7hm2,蔬菜大棚倒塌2662个,其他房舍倒塌2258间,倒塌面粉厂1座、果库2座、库房3座,造成鸡、鸭、猪、羊等畜禽死亡41.6078万只(头)。因雪灾全市境内四条高速公路全线封闭,造成道路阻塞。
        2018年1月2~7日的降雪造成垣曲、芮城、闻喜和万荣4个县设施农业受灾,多个蔬菜大棚、水果拱棚、养菌棚被积雪挤压变形、垮塌,棚内的西红柿、黄瓜等农作物不同程度的受损。灾害造成4个县25个乡镇58个村2078人受灾,农作物受灾面积37.2hm2,直接经济损失1000余万元,其中农业经济损失268.2万元。因雪灾市内多条高速公路关闭。
        3.3.受灾情况分析
        3.3.1、防灾减灾意识不强,防范意识较弱。菜农普遍对极端天气认识不足,也意识不到极端天气的危害,对灾害的防御能力就更低了,因此,政府和服务部门要加大宣传力度,提高菜农的防灾减灾意识,进而提高其对灾害性天气的应对能力。2009年和2018年雪灾发生之后,我们进行了实地调查,走访的菜农普遍反应虽然收到了气象部门的预报预警,但没有引起足够的重视,没有采取有效的防范措施。2018年芮城县南卫乡高金联村高效农业示范园内距离200m的两片大棚分属于两家菜农分别管理,其中一家有60个大棚,4人连续清雪一夜,虽然多数棚受损,但只是个别的钢架弯曲,损伤程度较轻,容易恢复重建;而另外一家未及时清雪,45个大棚全部垮塌,失去利用价值。
        3.3.2、从大棚的结构来看,受灾大棚的钢架普遍不够牢固,钢管厚度不够。据调查,多数垮塌大棚所用钢管是4cm(标准大棚的钢管是6cm)。2018年闻喜县曹家庄村新建了16个拱形大棚,15个垮塌,但临近的下邱村几乎没有受灾,调查发现,该村的拱棚,在原有框架的基础上,菜农又进行了焊接加固,使得拱棚结构更加牢固。另外2009年雪灾之后,受灾严重的菜农汲取了经验教训,对大棚进行加固改造,增加了大棚抗压能力,这也是2018年雪灾较2009年较轻的原因之一。
        3.3.3、所有菜农均未投入农业保险。当农户的经济由于气象灾害的原因受到了损失,农业气象灾害保险就会对农民所受到的损失进行相应的经济补偿,帮助农户恢复农业生产,但是,从目前国内形势来看,气象灾害保险对农业生产的保障能力并没有完善,农户对灾害保险也抱持怀疑的态度[10]。从我们两年走访调查情况来看,所有的菜农均未投入农业保险,这一方面与农民的收入低、缺乏参保的积极性不无关系,另一方面也与保险政策有关,菜农普遍反映农业保险险种少,即使对大棚进行投保,可赔付率也不高。
        3.3.4 服务改进的思考
        (1)、加强气象灾害的宣传力度,提高防灾减灾能力。随着设施农业的发展,极端气候事件的影响越来越严重,因此,要提高气象部门在防灾减灾和应对气候变化过程中的指导作用,气象部门要采取多方式、多渠道宣传气象灾害,加强突发气象灾害事件的舆论引导,提升群众的防灾减灾意识,提高防灾减灾能力。
        (2)、农业保险是减轻农业风险的有效措施之一,但由于其存在着高风险、高赔付的问题,使得众多保险公司对之望而却步,另一方面农民的收入普遍较低,缺乏投保的积极性,这就使得我国的农业保险发展缓慢,农业风险难以得到有效赔偿。近年来,政府已经在农业保险方面增加了财政投入,但仍然难以满足市场需要。
4  结论
        运城市独特的地理位置形成了运城独特的气候特征,灾害性天气时有发生,冬季的低温雨雪天气,虽然没有南方地区影响严重,但对运城的经济发展也有一定的制约因素,因此减灾防灾显得尤为重要,为此,我们要加强暴雪灾害性天气规律研究,提高暴雪天气预报准确率,严密监视灾害性天气动态,及时发布预警信号,提高灾害性天气对农业影响评估,提高暴雪防灾减灾能力,积极开展气象防灾减灾宣传,增强大众掌握和使用气象信息的意识,增强服务手段,建立突发气象灾害预警发布平台,及时向各级党政领导及相关企事业单位发布气象灾害预警信息,力求使灾害造成的损失减少到最小。
        
参考文献:
[1] 叶晨,王建捷,张文龙,北京2009年“1101”暴雪的形成机制[J].应用气象学报,2011,22(4):398-410.
[2]刘耀文,张红英,史云飞等.山西省秋季罕见大暴雪天气过程诊断分析[J].干旱气象报,2010,28(3):333-337.
[3]翟丽萍,魏鸣.一次大范围暴雪天气的大气环境形成机理研究[J].气象科学,2012,32(6):638-648.
[4]张迎新,张守保,裴玉杰,等.2009年11月华北暴雪过程的诊断分析[J].高原气象,2011,30(5):1204-1212.
[5]陈雪珍,慕建利,赵桂香,等.华北暴雪过程中的急流特征分析[J].高原气象,2014,33(4):1069-1075.
[6]丁德平,张爱英,韩超,等.2009年11月北京极端低温和强降水事件分析[J].气候与环境研究,2010,15(4):395-404.
[7]杨文峰,郭大梅,刘瑞芳,等.2009年11月10-12日陕西特大暴雪诊断分析[J].气象科学,2012,32(3):347-354.
[8]赵斌,赵萃萍,闫巨盛,等.河北两次大(暴)雪过程对比分析[J].气象科技,2010,38(3):281-288.
[9]杨晓霞,吴炜,万明波,等.山东省两次暴雪天气的对比分析[J].气象,2012,38(7):868-876.
[10]纪高杰,黄斌,农业气象灾害保险与农业防灾减灾能力的构建,科技论坛,25.

附:
作者简介:魏海茹(1971.07—) 女,高工,1997年7月毕业于南京气象学院大气物理与大气环境专业,主要从事天气、气候预测及相关预报方法研究。
通讯地址:山西省运城市盐湖区河东东街268号  运城市气象局(044000)   魏海茹
联系电话:13835940495   0359-2282606(办公室)
E-mail:whr323@163.com
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