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湿雪很危险!全球变暖下雪在变湿大跨度建筑或面临更大威胁
发布时间: 2023-12-24 来源:产品中心

  2023年11月初,我国北方地区遭遇了罕见的大范围激烈暴雪。部分地区的特大暴雪打破了11月历史记录。这场暴雪不仅给交通、电力、农业等造成了严重影响,在这次暴雪中,还出现了公共建筑屋顶坍塌事故,造成人员受伤或死亡和财产损失——黑龙江省佳木斯市桦南县悦城健身体育馆出现了坍塌事故,据黑龙江省佳木斯市桦南县政府新闻办了解到,7日0时35分,桦南县悦城健身体育馆部分坍塌事故现场完成救援。事故发生时,现场共有7人,其中3人自行脱险,1人轻伤,3人遇难。

  这场暴雪为何如此强劲?佳木斯的体育场屋顶坍塌是否和雪有关?这与全球变暖有何关系?根据桦南国家级观测站的监测数据,桦南县当天遭遇遭遇特大暴雪,截至11月6日21时桦南24小时降雪量达44毫米打破当地11月纪录,但积雪深度32厘米没有打破纪录(纪录为65厘米)。虽然积雪深度没有打破记录,但也说明此次降雪强度非常大,并且维持的时间较长。

  那么,导致这场暴雪的气候原因是什么呢?主要有几个原因,直接原因是温带气旋。温带气旋是指在温带地区发生的一种大气环流系统,通常由冷暖气团的相互作用形成。温带气旋的中心是一个低压区,周围有一系列的锋面,即冷暖气团的分界线。温带气旋的运动和发展受到高空急流的影响,通常沿着西风带向东移动。温带气旋是造成温带地区降水的根本原因,尤其是在冬季,当冷暖气团的温差较大时,温带气旋会更加活跃和强烈,从而引发大范围的降雪。11月6日,寒潮南下在我国东部地区诱生温带气旋,是此次大范围强降雪的直接原因。

  而暖湿气流也是不可忽略的因素,暖湿气流是指从低纬度或海洋上吹来的含水汽较多、温度比较高的气流。暖湿气流在遇到冷空气或地形障碍时,会被迫上升,因此导致水汽凝结成云,并产生降水。暖湿气流对于降雪的影响大多数表现在两个方面:一是增加了降雪量,因为暖湿气流含有更多的水汽,能形成更多的雪花;二是增加了降雪密度,因为暖湿气流使得雪花在下落过程中部分融化或凝结成冰,从而使得积雪更加湿重。

  这次东北不少地方降雪量破纪录但积雪深度虽然没有破纪录的一个原因,就是雪部分融化形成重重的的湿雪,甚至有的地方还有冻雨和冰粒。

  寒潮是指从高纬度或内陆上吹来的含水汽较少、温度较低的气流。寒潮通常伴随着强烈的冷空气和强风,会使得地面温度骤降,并造成霜冻、冻雨等现象。寒潮对于降雪的影响大多数表现在两个方面:一是降低了降雪点,因为寒潮使得大气层结中的冷空气增厚,从而使得云层中的水汽更容易形成雪花;二是延长了降雪时间,因为寒潮使得地面温度持续低迷,从而使得积雪不易融化。

  综上所述,此次北方地区遭遇的大范围激烈暴雪,主要是由于寒潮东移南下与北上的暖湿气流交锋所致。这种情况下形成了一个强烈的温带气旋系统,其锋面覆盖了我国北方大部分地区,并产生了大量的降雪。由于暖湿气流很强,这次东北的暴雪很湿,积雪掺杂着积冰,非常重。

  除了暴雪本身造成的不利影响外,还有一个重要的因素导致了建筑屋顶坍塌事故的发生,那就是建筑结构本身存在的问题。根据新闻媒体报道,发生坍塌事故的桦南县悦城健身体育馆属于大跨度轻质屋顶结构。这种结构虽然有一定强度,但由于中心缺乏支撑,确实存在难以承重的劣势。当然,在东北地区,这种建筑规划设计都有对应的屋顶结构雪载荷设计标准,有网友指出按照目前降雪计算,距离佳木斯的设计标准还有距离,不能排除建筑结构本身的问题。

  作为一个天气博主,还是关注天气的影响——为什么这次的暴雪会这么湿呢?这与全球变暖有关。全球变暖是指地球表面的平均气温在长期趋势上呈现上升的现象,它会影响全球的气候和水循环,尤其是极地和高山地区的冰雪融化。全球变暖的一个重要后果是,大气中的水汽含量增加。水汽是一种温室气体,它会吸收和反射太阳辐射,增强温室效应,导致气温进一步升高。同时,水汽也是降水的来源,水汽含量增加,意味着降水量也会增加。根据国际气候平均状态随时间的变化专门委员会(IPCC)的报告,全球变暖导致的水汽含量增加,可能会使全球降水量增加2%~3%。

  全球变暖和水汽含量增加,会影响雪的性质。雪是由大气中的水汽在低温下凝结成的固态水,它的形成需要一定的温度和湿度条件。一般来说,当气温低于0℃时,水汽会直接凝结成雪花,形成干雪;当气温在0度附近时,水汽会先凝结成雨滴,然后在下落过程中遇到冷空气而结冰,形成湿雪或冻雨。干雪和湿雪的主要区别是,干雪的水分含量较低,结构较松,重量较轻,容易被风吹散;湿雪的水分含量较高,结构较紧,重量较重,容易粘连成块。因此,湿雪对建筑物的压力更大,更容易造成坍塌。

  由于全球变暖,大气中的水汽含量增加,导致降水量增加,同时,气温升高,导致雪的形成温度更接近0℃,这就使得雪变得更湿,更重。根据美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的数据,全球变暖导致的湿雪比例增加,可能会使雪的重量增加20%~30%。这对于一些大跨度建筑,如体育场、车库、仓库等,是一个巨大的威胁。这些建筑的屋顶通常是平的或弧形的,不利于积雪的排除,如果积雪过重,超过了建筑的能够承担重量的能力,就有几率发生坍塌。

  由于全球变暖仍在持续,大气中的水汽含量仍然较高,未来的雪仍有可能变得更湿,更重。因此,我国多地更及时应该做好防范和应对措施,防止更湿更重的雪可能给生产生活带来的威胁。相关地区也应加强监测和预警,及时清除积雪和积冰,加固和检修大跨度建筑,防范灾害风险。