柯橋丹家冬季氣象景觀氣象成因分析

周弘媛 楊欣潔 周曉燕 包君俏

摘要 利用2015—2019年冬季柯橋區域站氣象監測數據和丹家雪凇（霧凇）景觀觀測等資料，從氣象條件、地形特點分析冬季氣象景觀形成特征及其成因。結果表明，丹家每年冬季均有氣象景觀出現，但年際變化、月際變化特征較明顯，主要表現為1月出現的概率高于2月和12月，這與溫、濕、風、雨等氣象要素密切相關。冬季氣象景觀的形成對氣溫的要求嚴苛，日平均氣溫需低于1.0 ℃、日最低氣溫需低于-0.5 ℃，日最高氣溫需低于5.0 ℃;高濕度是冬季氣象景觀形成和維持的必備條件，形成階段日平均相對濕度需超過99%，且形成當日或前1 d均有降水過程;維持階段保持95%以上的高濕度即可;形成階段需滿足靜風微風條件（平均風力≤3級，最大風力≤4級），并得出北風轉為偏南風、平均風及最大風風力≥4級、極大風力≥5級等是冬季氣象景觀消融的關鍵性指標。

關鍵詞 雪凇（霧凇）;氣象條件;特征;成因;冬季;柯橋丹家

中圖分類號 P-426文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2021）11-0198-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.11.053

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Analysis of the Meteorological Causes of the Winter Meteorological Landscape of Danjia in Keqiao

ZHOU Hong-yuan， YANG Xin-jie， ZHOU Xiao-yan et al

（Meteorological Bureau of Keqiao District， Shaoxing City， Zhejiang Province， Shaoxing， Zhejiang 312000）

Abstract Using the meteorological monitoring data of Keqiao Regional Station and the snow rime （rime） landscape observation data of Danjia in winter during 2015-2019，the formation characteristics and causes of the winter meteorological landscape were analyzed from the meteorological conditions and topographic characteristics.The results show that Danjia had a meteorological landscape every winter， but the characteristics of inter-annual and inter-month changes were more obvious.The main manifestation was that the probability of occurrence in January was higher than that in February and December， which was closely related to meteorological elements such as temperature， humidity， wind and rain.The formation of the meteorological landscape in winter had strict requirements on temperature. The daily average temperature must be below 1 ℃， the daily minimum temperature must be below -0.5 ℃， and the daily maximum temperature must be below 5 ℃;high humidity was a prerequisite for the formation and maintenance of the winter meteorological landscape. The daily average relative humidity during the formation phase must exceed 99%， and there will be precipitation on the day of formation or the first 1 day;high humidity above 95% is sufficient for the maintenance phase.The formation stage needs to meet the conditions of static breeze （average wind ≤ 3， maximum wind ≤ 4），and it was concluded that the northerly wind turns to the southerly wind， the average wind and the maximum wind force ≥ 4， and the maximum wind ≥ 5 were the key indicators for the ablation of the winter meteorological landscape.

Key words Snow rime （rime）;Meteorological conditions;Characteristics;Causes;Winter;Danjia in Keqiao

隨著旅游業的快速發展，冬季氣象景觀作為一種旅游資源，已受到廣泛關注，并創造了顯著效益。2014年吉林市開始開發霧凇旅游資源，切實地將白雪變成了白銀，打造了吉林市冰雪旅游經濟新增長點[1-3]。有不少學者在雨雪冰凍災害研究中，對形成霧凇的氣象條件進行了研究，如王遵婭等[4]分析了有利于冰凍（雨凇和霧凇）發生的氣象條件，得出低氣溫、高相對濕度和弱風速是冰凍產生的重要條件，并利用日平均氣溫和天氣現象構建了冰凍日判別模型;吳兌[5]在對2008年南方低溫雨雪冰凍天氣分析中指出，當近地層出現過冷霧時，如果此時下墊面物體溫度小于0 ℃，就可以在物體上形成霧凇;顧光芹等[6]分析河北省霧凇和雨凇氣象條件，得出適宜霧凇出現的氣象條件是霧日且氣溫在-7.2～-3.1 ℃、相對濕度≥92%、風速≤1.2 m/s;丁國香等[7]研究發現適宜霧凇出現的氣象條件是霧日且日平均氣溫在-8～2 ℃、平均相對濕度≥80%、平均風速2～9 m/s。許劍勇等[8]研究發現黃山霧凇出現氣溫為-18.7～1.0 ℃、風速為0～20.6 m/s，任何風向均能出現霧凇。

2019年初柯橋丹家較長時間出現獨具豐韻、儀態萬方的雪凇奇觀，新晉成為網紅打卡勝地，且頻上頭條，引起了當地政府、部門的關注[9-10]，如何深挖丹家獨特氣象景觀旅游資源，結合當地各類資源條件，打造成為集氣象景觀、文化體驗、鄉村休閑為一體的綜合性旅游地，提升貧困村落丹家的第三產業經濟收入，已成為急需解決的問題。筆者通過研究柯橋區冬季氣象景觀成因，為開展丹家冬季氣象景觀較準確的預報與服務提供技術支撐。

1 資料與方法

1.1 資料來源

柯橋區域自動氣象站2015—2019年冬季（上一年12月至當年2月）逐日溫、濕、風等要素資料;丹家近5年雪凇（霧凇）現象觀測資料。

1.2 研究方法

該研究定義了以下6個指標：低溫日數指日最低氣溫低于0 ℃的日數，高濕日數指日平均濕度高于95%的日數，微風日數指日平均速度小于5.4 m/s的日數，偏北風日數指風向小于90°或大于270°的日數，雨（雪）日指日降水量大于0 mm的日數，小雨（雪）日數指日降水量在0～10 mm的日數。對雪凇（霧凇）現象與氣象觀測資料進行相關性分析。

2 冬季氣象景觀特征分析

2.1 年際變化特征

統計近5年丹家冬季氣象景觀（表1）發現，每年冬季均有該氣象景觀出現，但冬季氣象景觀日數有較大的年際變化特征，年冬季氣象景觀日數最多（2019年冬季19 d）的為最少日數（2017年冬季2 d）的近10倍，其他幾年冬季氣象景觀天數相對持平，在10 d左右。2019年冬季浙江全省出現罕見的陰雨寡照天氣，柯橋雨日為歷史同期最多，累計雨量為歷史同期第3多，日照時數為歷史同期最少;次多為2018和2016年冬季，2個時段的1月下旬至2月初均有罕見、連續的雨雪冰凍天氣;最少為2017年冬季，該時段柯橋區平均氣溫8.5 ℃，較常年偏高2.7 ℃，為有記錄以來的最暖冬季。

2.2 月際變化特征

統計發現（表2），近5年丹家冬季氣象景觀存在較大的月際變化，12、1和2月出現冬季氣象景觀的占比分別為16%、47%和37%。12月出現冬季氣象景觀的概率總體較小，月冬季氣象景觀日數普遍在0～1 d，但2019年有6 d出現冬季氣象景觀;2018年12月上旬末、下旬末有2次雨雪天氣，極端最低氣溫超過-7.4 ℃，為同期最低值，且低溫日數偏多，所以冬季氣象景觀日數為2015年12月的近2倍，表明冬季氣象景觀日數與小雨（雪）日數存在高度相關。1月出現冬季氣象景觀的概率較大，除最暖冬季2017年外，其余年份冬季氣象景觀日數均超過4 d，1月份冬季氣象景觀日數與溫、濕、風、雨均存在一定的相關性;2月出現冬季氣象景觀的概率僅次于1月，年際變化特征明顯（2019年出現日數為2017年的9倍），很大程度因為其與小雨（雪）日數高度相關。可見不同月份冬季氣象景觀日數與各氣象要素的相關性不同。

3 氣象條件分析

對比丹家年冬季氣象景觀日數最多和最少的兩年發現，2019年的平均氣溫比2017年低32%左右，低溫日數也比2017年少3 d，相比而言，2019年的低溫條件相對較好;造成這兩年冬季氣象景觀天數相差較大的另外一個原因是濕度條件，2017年高濕天數僅有19 d，而2019年出現了56 d，為2017年的近3倍;對比雨日天數，2019年的雨日（59 d）也達到了2017年（30 d）的2倍，在微風日數相對持平的條件下，可見冬季氣象景觀日數與低溫條件和高濕度條件呈正相關。對比2015和2019年冬季的氣象條件發現，平均氣溫、低溫日數、微風日數、偏北風日數相近的情況下，由于2015年的高濕日數（23 d）僅2019年（56 d）的41%，2015年的雨（雪）日數（31 d）僅2019年（59 d）的53%，2015年的冬季氣象景觀日數（6 d）僅2019年（19 d）的32%，可見冬季氣象景觀日數與高濕日數、雨（雪）日數呈正相關。這幾個氣象條件都是需要同時符合的，單一存在都不能形成冬季氣象景觀。由上述分析發現冬季氣象景觀日數與平均氣溫呈負相關，與高濕日數、雨（雪）日數呈正相關，與低溫日數、微風日數也存在一定的相關關系。

該研究將從溫、濕、風三方面具體分析丹家冬季氣象景觀的形成、維持、消融的氣象條件。對近5年丹家冬季氣象景觀觀測資料進行統計發現，81%的景觀現象為雪凇，因此以下著重分析雪凇形成的氣象條件。

3.1 氣溫條件

冬季氣象景觀均于冷空氣過后氣溫低迷階段形成，氣溫回暖初期消融。冬季氣象景觀形成時段的平均氣溫普遍在1.0 ℃以下（除2016年12月14日3.5 ℃），日最低氣溫普遍在-0.5 ℃以下，日最高氣溫普遍在5.0 ℃以下（除2016年12月14日8.1 ℃），進一步分析發現，前1 d（13日）中午前后起受較強冷空氣影響，氣溫呈持續下降趨勢（14日的最高氣溫實際出現在13日20：00），14日白天平均氣溫、最高氣溫分別為1.7和3.7 ℃，因此上述溫度指標在冬季氣象景觀形成時段仍成立，可見氣溫較低是一個重要因素，但是2017年冬季，最低氣溫滿足條件的情況下，依舊沒有冬季氣象景觀出現，可見，除氣溫外，還有其他氣象要素對冬季氣象景觀的形成有很大影響。

3.2 濕度（降水）條件

高濕度是冬季氣象景觀形成和維持的必備條件，但是冬季氣象景觀的形成、維持、消融對濕度（降水）條件具有不同的要求。形成階段日平均相對濕度普遍超過99%（2018年2月3日83%，12月30日87%），形成當日或前1 d均有降水（2018年2月3日，12月30日無雨量，但前1 d均有零星降水）;維持階段保持95%以上的高濕度即可;2016年1月25日，氣溫（日平均氣溫-8.1 ℃、日最低氣溫-12.3 ℃、日最高氣溫-1.4 ℃）均符合冬季氣象景觀形成和維持的氣溫條件，但冬季氣象景觀消融，分析發現當日平均相對濕度僅57%，最小相對濕度33%，且最大風向和極大風向均為偏南風，可見，濕度的降低是導致冬季氣象景觀消融的原因之一，但其對霧凇和雪凇消融的影響程度不一致，當相對濕度低于80%時，霧凇多會消融不見，而相對濕度低于50%時仍有雪凇現象的存在（與雪凇的結構、尺寸密切相關）。

3.3 風力條件

近5年丹家冬季氣象景觀出現期間，93%的冬季氣象景觀形成時靜風微風條件（平均風和最大風風力≤3級，極大風力≤4級）;2018年12月11日溫度、濕度條件（平均氣溫仍維持在2.9 ℃、最低氣溫2.0 ℃、最高氣溫4.0 ℃、平均相對濕度100%）仍滿足的情況下，平均風速增加至5.5 m/s，最大風速增加至8.4 m/s，極大風速增加至12.6 m/s時，雪凇消融不見;2019年2月18日溫度、濕度條件（平均氣溫仍維持在2.2 ℃、最低氣溫-0.4 ℃、平均相對濕度100%）仍滿足的情況下，最大風速增加至11.1 m/s，極大風速增加至13.6 m/s，風向轉為偏南風時，雪凇消融不見;可見，偏北風轉為偏南風、平均風和最大風力≥4級、極大風力≥5級均是冬季氣象景觀消融的關鍵性指標。

4 地形（環境）條件分析

據了解，柯橋境內僅王壇丹家有冬季氣象景觀現象，大家普遍認為是丹家獨特的地理條件造就了獨有的冬季氣象景觀。該研究結合其地理、氣候等條件探尋發現，柯橋位于浙江中北部，背靠會稽，北瀕海，呈西南高、東北低的階梯形地勢，而丹家在柯橋東南角，四面環山，海拔665 m，是柯橋區海拔最高的行政村。圖1a顯示，南部山區的雨日多于北部地區，很大程度是因為南部山區多中小型水庫，其中丹家北側9 km處為紹興湯浦水庫、西北側18 km處為平水江水庫，以及山區茂密的植被，提供了充沛的水汽條件，這也是丹家等高山地區冬季多云霧天氣和降水的成因。圖1b顯示，柯橋區年最低氣溫普遍在0 ℃以下（極端最低-14.7～-7.2 ℃），但0 ℃以下低溫時長差異較大，最多丹家站84.7 h，比次多站（陳村站）多31.0 h，是最少站（平水鎮站）的2.8倍，可見山區的氣溫條件均能夠滿足冬季氣象景觀的形成，但是丹家海拔高，有利于冬季冷暖空氣在此處交匯，四面環山地形更利于冷空氣下沉堆積，較長時間的低溫狀態更有利于冬季氣象景觀現象的出現和維持。由此可見，獨特的地理環境和水文條件為丹家冬季氣象景觀的形成孕育了基礎條件。

5 結論與討論

該研究從氣象條件、地形特點對柯橋丹家冬季氣象景觀時空特征及其成因進行了分析，丹家海拔較高、四周環山、水資源豐富等獨特的地理特點，造就柯橋獨有的冬季氣象景觀（霧凇、雪凇），其形成、維持和消融與氣溫、濕度、降水、風力等氣象要素密切相關，具體結論如下：

（1）冬季氣象景觀日數具有較大的年際變化特征;月際變化特征主要為1月出現的概率高于2月和12月，這與氣溫、濕度、降水、風力等氣象要素密切相關。

（2）冬季氣象景觀的形成對氣溫有著嚴苛要求，平均氣溫需低于1.0 ℃、最低氣溫需低于-0.5 ℃，日最高氣溫需低于5.0 ℃。

（3）高濕度是冬季氣象景觀形成和維持的必備條件，但是冬季氣象景觀的形成和維持對濕度（降水）條件具有不同的要求。冬季氣象景觀形成階段日平均相對濕度需超過99%，且形成當日或前1 d均有降水過程;而維持階段保持95%以上的高濕度即可。

（4）冬季氣象景觀形成階段需滿足靜風微風條件（平均風和最大風風力≤3級，極大風力≤4級）。

（5）氣溫、濕度、降水、風力對冬季氣象景觀消融的影響程度不一致，其中偏北風轉為偏南風、平均風和最大風風力≥4級、極大風力≥5級均是冬季氣象景觀消融的關鍵性指標。

參考文獻

[1] 李婷，丁美佳.吉林：“白雪換白銀” 霧凇島的嬗變之路——寫在2017—2018年雪季霧凇島游人突破一百萬之際[N].吉林日報，2018-04-12（007）.

[2] 周立新.霧凇島上看霧凇[J].旅游縱覽，2018（3）：98-101.

[3] 劉岳.霧凇島風光[J].旅游世界，2021（Z1）：159.

[4] 王遵婭，趙珊珊，張強.我國冰凍日出現的氣象條件分析及其判別模型[J].高原氣象，2011，30（1）：158-163.

[5] 吳兌.關于凍雨和雨凇、霧凇之我見[J].廣東氣象，2008，30（1）：12-13，23.

[6] 顧光芹，田國強，梁秀慧，等.河北省霧凇和雨凇氣候特征及氣象條件分析[J].氣象，2012，38（5）：561-568.

[7] 丁國香，劉安平，楊彬，等.基于逐時資料的黃山霧凇特征及氣象條件分析[J].氣象科技，2018，46（6）：1287-1290，1296.

[8] 許劍勇，陳建春，吳永澤.黃山霧凇氣候特征及旅游氣象指數預報[J].中低緯山地氣象，2020，44（6）：51-55.

[9] 酈曼麗.高山霧凇[N].柯橋日報，2018-01-08（001）.

[10] 張亮宗.霧凇美景 引客來[N].紹興日報，2019-02-12（003）.