北美五大湖地区降雪分析.docx

为什么北美东部冬季经常有暴风雪，而中国冷而少雪？作者：TAMAKIS链接：/question/27829780/answer/41163353来源：知乎著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。从简而答。想弄明白这个问题，先搞清楚降雪机制所需的条件。按物理性质区分，云分有三种。水成云（云滴凝结成的水滴及过冷却水滴组成），冰成云（云滴凝华的冰晶组成）以及混合云（冰晶及过冷却水滴组成）。其中水成云形成降水，故不讲述。冰成云和混合云则会产生降雪（混合云也能降雨，视气温而定）。在冰成云和混合云内，云滴在凝华形成冰晶后，在绝热冷却运动或者湿度增大的情况下，冰晶与过饱和水滴不断产生凝结并增大，成为雪花。而暴风雪，简单而言，则是在降雪的过程中，叠加强烈大风将地面积雪吹卷起的影响。在在我国北方被称为“白毛风”（例如近期狼图腾电影内狼追马的那一段大雪）可知，一般降雪的形成，需要的是:保证持续降雪的充足水汽高低空合适的配置温度强烈的大气垂直对流运动。而暴风雪等大型降雪的形成，还需要强烈的大气底层水平梯度风的输送合适的行星边界层范围（也就是下垫面）接下来就是中美两者的对比。关于水汽：中国冬季降雪，中东部地区的水汽输送基本来源自东部各沿海水汽，北方锋面和冷空气夹带的水汽南下较少，中国西部则基本靠锋面南下夹带的水汽及本地大气了。而美国东西靠海，南为墨西哥湾，北方还有五大湖，且离哈得逊湾的水平距离不远，四周水汽十分充裕。关于高低空配置温度：这个与西风运动影响下的温度场有关。中国冬季西风波列的影响频数和美国差不多，就切断低涡和极涡南下次数美国略多。中国切断低涡和极涡多影响中北和东北地区。总的来说美国温度差异比中国大，但大不了多少。关于大气垂直对流运动。这就和西风带波动有关了，每一个周期的西风脊槽的更替运动，都会带来气旋性运动的影响，例如中尺度的温带气旋，例如更小尺度的冷锋南下。气旋性运动带来较强的垂直运动，故一般中国和美国的降雪，都是冷锋南下的锋面降雪，而少数则是低涡运动影响的对流性降雪。关于强烈的大气底层水平梯度风：也就是靠近地面的大风啦。一般来说分两种强烈的锋面运动造成的温度梯度风，或者涡旋（例如大家都懂的台风）造成的气压梯度风。降雪时的风更多的是前者。根据要点的情况，则美国的大风次数要比中国的多一些。关于合适的行星边界层范围：关于近地面，一般而言，平坦的地面有利于大风和大雪的推进。而高低不平的地面则易造成迎风坡对流性降雪。我国地势复杂，降雪类型也多。而美国则是很简单的高原山地-平原-山地东西向分布，这种地势更有利于形成大型暴风雪。综合来说，因为水汽占优，大型冷空气南下多，地势平坦合理，则美国的暴风雪要比中国的多。但是对于中国，在东北和北部边境，在合适情况下，也易形成暴风雪。中国冬季也有降雪，都集中在北方了，只是近几年频数有所减少。对于冷而少雪的说法，对于南北方朋友而言，这个就不要太在意了。作者：千古留名链接：/question/27829780/answer/40411855来源：知乎著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。北美冬季的气候处于西风带的控制之下，西风带形成了一条很长的高空急流(Jet stream)。这条急流夏天的时候在加拿大北部地区，对美国的气候不造成明显影响，而冬天的时候，急流从美国中间穿过，形成了整个冬季的冷暖气团对峙局面。高空急流形成的原因，高中地理都学过，我就不解释了美国冬季典型的天气分布是这样的，以今年更为明显。今年冬天整个西部温暖如春，比平均温度高15-25华氏度，东部冰天雪地，比平均温度低15-25华氏度。这条高空急流从太平洋吹过来，在美国西海岸遇到了高山，被推到了高纬度，在华盛顿州的迎风坡造成了大量降水，又一路绕过落基山脉，来到了大平原。大平原地区没有任何山脉的阻挡，急流可以一路南下直到德克萨斯州，最南的时候可以到达佛罗里达州北部。这条急流所在的区域一般约等于0度等温线，所以冬天的时候来冷空气，佛罗里达州北部可能都会产生霜冻灾害。为什么无法再往南推进了，因为墨西哥湾的暖气团太强大了，所以佛罗里达州的南部城市比如迈阿密，从来没有经历过霜冻灾害。拿答主写答案的当前时间为例，北边再冷的时候，佛罗里达州南部都是暖和的，佛罗里达三面环海，完全受到墨西哥湾暖流的控制。（图中深蓝色是0度等温线）拿答主写答案的当前时间为例，北边再冷的时候，佛罗里达州南部都是暖和的，佛罗里达三面环海，完全受到墨西哥湾暖流的控制。（图中深蓝色是0度等温线）与此同时，一场暴风雪正在酝酿中现在的降水不强大，因为没遇到什么水汽。两天后（2015/02/25）当这股降水被吹到北卡罗来纳州，遇到北大西洋暖流带来的的暖气团时，冷暖空气交汇，将会给当地造成暴雪。现在的降水不强大，因为没遇到什么水汽。两天后（2015/02/25）当这股降水被吹到北卡罗来纳州，遇到北大西洋暖流带来的的暖气团时，冷暖空气交汇，将会给当地造成暴雪。5-8英寸约等于12到20厘米深的积雪。这对于中国而言，绝对是大暴雪了，美国人民表示见得多了，什么样的大雪没见过？今年一月底东北部的那场大雪，比这个高到不知道哪里去了。5-8英寸约等于12到20厘米深的积雪。这对于中国而言，绝对是大暴雪了，美国人民表示见得多了，什么样的大雪没见过？今年一月底东北部的那场大雪，比这个高到不知道哪里去了。好了话说回来。这条高空急流是会经常随意摆动的，当加拿大的极地冷空气势力强的时候，就被推得更南下，当墨西哥湾暖气团势力强的时候，就会被往北推。由于美国东部地形比较平坦，所以高空急流的位移幅度非常大。南则兵临佛罗里达，北则退到缅因州。所以凡是高空急流扫过的地方，都会形成冷锋或暖锋，带来丰富的降水。今年冬天太冷了，所以佛罗里达州雨也下的多了，正常年份是，佛罗里达类似于国内的海南岛，因为冷空气够不着，所以没法形成降水，冬季很干燥。但是美国东海岸越往北，冬季的降水比例越大。以我居住的波士顿为例，一年四季的降水分配情况基本上是平均的，三四月份和十一十二月份降水较多，因为那个时段冷暖交替，被高空急流扫过的频率比较高。今年下雪下疯了，人行道上堆起来的雪太高了，我得跳起来才能看见马路对面对比一下和波士顿同纬度的中国城市沈阳在气温上来对比，沈阳冬天比波士顿冷，夏天比波士顿热，气温年较差比较大，因为中国东部的气候比较大陆性，美国东部的气候受到哈得孙湾和五大湖等水体的影响比较海洋性。在气温上来对比，沈阳冬天比波士顿冷，夏天比波士顿热，气温年较差比较大，因为中国东部的气候比较大陆性，美国东部的气候受到哈得孙湾和五大湖等水体的影响比较海洋性。有趣的是，美国东部的气候在冬天比中国东部要极端的多。看看一月极端最高温度，波士顿是22度，沈阳是8度，波士顿的日极端比日平均高温要高20度，而沈阳只有13度。波士顿的极端低温也比平均低温要低20度，沈阳小一点，17度。生活在中国北方的人都知道，只要河一结冰，开春之前都是不会化的，所以可以放心的冰上走，而美国东北部的河流一般不会整个封冻，冷几天就冻上了，暖几天就化了，除非遇到今年这种特别冷的年份，不敢在冰上走。中国东部的冬天是稳定的，比如沈阳的一月，每天都是最低零下十几度，最高零下几度，但波士顿的一月，有时候最低零下十几度，有时候最低甚至有零上五六度。之所以产生这么大的变化幅度，因为高空急流的位置不同。当高空急流位于南方时，美国东北部就会受到加拿大的极地高压的影响，而高空急流暂时减弱，墨西哥湾暖流占优势时，美国东北部就会受到大西洋的低气压影响。如果这时候突然来了冷空气，就会形成暴风雪。相比，因为中国近海没有暖流，所以中国的东北部几乎一直在西伯利亚-蒙古高压的控制之下，气温稳定而冷，不会出现极端的变化。没有冷暖气团的相遇，就不会形成多少降水，这就是为什么中国北方的冬天干而冷。在中国南方，因为纬度比较低，太阳辐射强，晴天容易升温，遇到冷空气的时候一般就会形成冷锋下雨或者下雪，冬季比较湿冷。但是再怎么湿冷，由于控制中国南方的暖气团势力远远不如墨西哥湾的暖气团强，所以不会形成明显的降水，下雨也只是下小雨，不会出现像夏天一样的暴雨。在中国的东部，冬天影响天气的几乎只有一个变量，那就是有没有冷空气来。如果没有冷空气来，尤其是在黄河以南，天气会随着晴天越来越暖和，直到来一个冷空气大降温，几天的暖和又回到解放前，气温的变化一般是这样的冷空气来大降温，几天出太阳越来越暖和，直到又来一个冷空气。秋天的时候冷空气的降温更快，太阳晒暖和的速度赶不上，所以越来越冷；春天的时候太阳晒得更快，来一个冷空气倒春寒一下。冷空气来大降温，几天出太阳越来越暖和，直到又来一个冷空气。秋天的时候冷空气的降温更快，太阳晒暖和的速度赶不上，所以越来越冷；春天的时候太阳晒得更快，来一个冷空气倒春寒一下。而美国东部冬天的天气有两个变量影响，不仅要考虑从背面袭来的冷空气，还要考虑从南面袭来的暖空气。这两方打斗不停，所经之处下雨下雪，类似梅雨的形成原因。冷空气控制下冷几天，暖空气控制下暖和几天，反复无常，毫无规律可循。所有直角的地方，基本上都得下雨下雪。暖空气来了就暖锋下雨，冷空气来了就冷锋下雪。冷空气控制下冷几天，暖空气控制下暖和几天，反复无常，毫无规律可循。所有直角的地方，基本上都得下雨下雪。暖空气来了就暖锋下雨，冷空气来了就冷锋下雪。在美国东部，尤其是东北部生活的时候你会发现一个现象，就是阴天往往比晴天暖和。因为晴天的时候基本代表高空急流在你南边，高气压控制，冷；阴天的时候基本代表高空急流在你北边，低气压控制，暖。还有一个现象就是，早上比傍晚暖和，或者第二天早上比前一天傍晚暖和。发生这种事的时候，那就是高空急流在移动，扫过你的所在地了。美国东部的冬天气温可以说是完全不受太阳辐射影响，连晒几天太阳并不会明显增温，连下几天雨也不一定会降温。气温完全取决于你的所在地当前是受到什么气团的控制，而气团被高空急流所分割开，所以美国的天气预报别的先不说，先在地图上画一条线，告诉你明天高空急流在哪里，你自己看吧，你在它北边你就冷，你在它南边你就暖和，你被它压着你就很可能下雨下雪。如果是这种情况，那么就是西海岸冷，东海岸暖和，高空急流从南方绕过去，反正一般不会从美国中部山最高的地方穿过去。雷达蓝色的是下雪，绿色的是下雨，这就是一场横扫中部的暴风雪。如果是这种情况，那么就是西海岸冷，东海岸暖和，高空急流从南方绕过去，反正一般不会从美国中部山最高的地方穿过去。雷达蓝色的是下雪，绿色的是下雨，这就是一场横扫中部的暴风雪。今年为什么东北部下雪那么多，因为今年的高空急流长期保持这种形状从西海岸北部穿过，给加拿大西海岸带来充沛降水，然后从中部杀下来，再从沿海走上去。由于盛行西风，当冷空气穿过的时候遇到五大湖的水汽，再遇到北大西洋暖流，在新英格兰地区带来百年一遇的连续的暴风雪。不仅下雪，因为对流太强烈，还会打雷，冬天北方打雷这在中国是无法想象的！最后还得吐槽一句啊，美国的天气预报信息太全面了，The Weather Channel可以显示每时每刻当前全国的气温降水风速分布图等等，中国天气网就没这功能，要看雷达图也只能看一小块局部的，更别说全国当前气温分布图了。中央气象台还得提高姿势水平啊，不要动不动一下雪了就弄个大新闻，跑得比香港记者还快！作者：冬翌链接：/question/27829780/answer/40475106来源：知乎著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。其实这个问题不用考虑那么深，就是很简单的为什么北美东部冬天比中国东北部湿润的问题。北美东部和中国东部（华北，东北）纬度差不多，都处于大陆东侧，大洋西侧。相对于大陆西侧季节性更强。从climatology的角度，影响气候的基本机制（climate mechanism）包括气团（airmass：mP, mT, cP, cT)，纬度（ITCZ），洋流，地形，内陆/海洋。比较的基本的问题其实从这些考虑就够了。 纬度就不讨论了，基本是一样的，洋流也不讨论了，差不多，都是暖流，但是一个更直接，一个比较弱，影响力不太一样。从airmass的角度说，亚欧大陆因为是最大的大陆所以cP（continental Polar）强度要大于美洲，而另一个mT的气团，美东这边紧挨着墨西哥湾，墨西哥湾暖流可以直接沿海岸北上，大西洋和大陆有直接接触。但是中国东部就没有这个mT（maritime Tropical）而且中国的几个海都是内海，没有直接接触太平洋。所以说在中国的airmass的战场上，大陆性极地气团占有了绝对优势。而北美却是一个战场，两种气团一直在拉锯。所以会产生由冷锋/暖锋带来的降雪。还有就是五大湖带来的水汽，当冷空气从北方来，通过未结冰时的五大湖区可以把水汽带到陆地。但是大湖效应的范围非常有限，离开湖区，其他地方的降雪跟大湖无关。以PA为例，Erie的降雪跟其他城市完全不是一个数量级。但是Erie的降雪连匹兹堡都影响不到，更不要说费城。大湖效应充其量也就是影响200公里。而且大湖和大西洋中间还隔着阿巴拉契亚山脉。另外，大湖效应带来的降雪很有特点，就是磨磨唧唧每天都下，下起来就没完没了。但是一旦大湖冻住，大湖效应也就随之停止了。不能否定的是，大湖确实提供了一部分水汽。关于ECWS，如果有人有兴趣的话我可以再继续写-遥相关型 （teleconnection最近还在看，等研究出一点点门道了再来说吧-）另外，高票答主说，凡是高空急流扫过的都有冷锋暖锋。这句话可以说是完全错误的。高空急流的位置是在200-300mb，就是大气压在200-300mb，大概位置是一万米，根据温度会有不同。而冷锋和暖锋等等都是在500mb左右，大概是5500m。这中间差了五千米。高空的低压高压和地面的也是不一样的。高票答主没有搞清楚jet stream的基本概念。美东这边邻湖的地区确实是因为大湖效应，但是其他地区被阿巴拉契亚山挡住，降雪并不全因为大湖效应。雪城，布法罗，甚至波士顿的降雪基本都是大湖效应。但是答主所说的暴风雪，比如前段时间席卷NYC和Boston的就不是大湖效应产生的了。可以说波士顿的这几次降雪都不是因为大湖效应。（对波士顿来说是大海效应）美东的暴风雪叫East Coast Winter Storm，简称ECWS，康奈尔大学研究的比较多。这个受到teleconnection的影响也比较大。比如厄尔尼诺什么的。所以美东这边冬天年年不一样的。Jet Stream的走势也不是年年是那样的，是受到NAO，PAO等等的影响，等我周末有时间查了书再慢慢答这几天考试太多了。至于跟中国的区别，地形，大陆面积，洋流等等都有影响。作者：杰落清东链接：/question/27829780/answer/38822417来源：知乎著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。很多朋友去北美（especially eastern coastline）