l去年12月,纽约州立大学奥斯威戈分校的气象学家斯科特·斯泰格带领探险队进入了暴风雪中。这个团队自称猫头鹰-安大略冬湖效应系统。研究人员放飞气象气球,并将气球系在雪云上,以收集温度和湿度数据。三辆平板卡车装载着从美国恶劣天气研究中心借来的多普勒雷达天线,用来跟踪暴风雪的速度和方向。斯泰格乘坐一架由一名前海军陆战队员驾驶的King Air 200T飞机直接飞进了风暴,飞机上配备了高分辨率雷达和传感器,用于检测温度、湿度和降水粒子的大小。史泰格称这是梦想成真。
风暴从安大略湖出发,在纽约州北部的拖轮山高原地区造成严重破坏。水上,形成了许多风暴snownadoes白色的旋涡在湖面和天空之间伸展。当风暴登陆时,在拖轮山上落下了三到四英尺厚的雪。
当地人看到的情况更糟——2007年,拖船山上的小镇雷德菲尔德在10天的时间里遭遇了一系列暴风雪,降下了近12英尺的积雪,偶尔还伴有闪电和雷声。史泰格在纽约罗彻斯特市满是积雪的街道上长大,从小就对暴风雪很感兴趣。他常常诅咒安大略湖上飘来的一缕缕白云,把他的房子埋在雪里,但他却想念10英里外的小学。“我总是很生气,因为我还得去上学,”他说。这些狭窄但强烈的降雪带被称为湖泊效应暴风雪。长大后,斯泰格决定研究这一现象。
类似的暴风雪也发生在地球上气候条件相似的其他几个地方。犹他州的大盐湖会产生湖效应雪,就像罗切斯特以南和东南几十英里处的五指湖一样。特拉华湾可以产生海湾效应雪。大西洋在波士顿、爱尔兰甚至佛罗里达引发了海洋效应暴风雪。2005年2月,来自黑海的东北风引发了一场海洋效应风暴,给土耳其的伊斯坦布尔带来了超过一英尺的降雪。就在两个月前,地中海产生了历史性的海洋效应风暴在耶路撒冷降下超过一英尺半的雪,甚至覆盖了开罗的街道。但地球上最极端的海雪效应是由日本海产生的。位于日本北端的城市,如柏崎、明子和青森,每年降雪量达到273英寸,打破了历史记录。(相比之下,锡拉丘兹,这被认为是美国的主要城市,平均每年约116英寸。)“如果你不要爬上屋顶和照顾你的雪,“戴Yamamoto说,科尔盖特大学的一位地理学家在柏崎刈羽城的长大,“你的房子将会崩溃。”
这些强大的风暴是由大自然母亲控制的一系列合并造成的。其中之一是聚集的地理条件:只有当寒冷的北极空气到达足够远的南方,经过温暖的水体时,风暴才会形成。最强烈的湖泊效应暴风雪发生在中纬度地区,这些地区在一年中大部分时间保持温暖,然后很快变冷,比如日本和五大湖地区。
另一个合并是实际的气流:冷空气在温暖的水面上移动,吸收了热量和水蒸汽。当温暖潮湿的空气从湖中上升时,它就会变冷;水凝结成水滴形成云。吹过水体的风将云带带向陆地,那里会下雪。湖效应暴风雪最常见的季节是秋季和初冬,此时水体相对于夏季仍比较温暖;一旦它们冷却或结冰,风暴的强度就会减弱。在五大湖地区,安大略湖产生的湖效应暴风雪是最大的,部分原因是它的深度和结冰的速度。青森市的壮观降雪要归功于西伯利亚寒冷的风吹过广阔而温暖的日本海。极地或亚极地气候的寒冷水体,如加拿大的哈德逊湾或俄罗斯的巴伦支海,不会产生太多的湖或海效应雪。
雪花,也被称为冬季水龙卷,是另一种类型的空中合并。当湖水比上面的空气暖和得多时,蒸汽的痕迹有时会向上飘,很像一杯热咖啡的蒸汽。在刮风的日子里北冰洋的烟(根本不是烟)有时会形成漩涡蒸汽魔鬼.当空气上升到足够高时,其中的水分凝结形成云。如果湖水和云连接起来,蒸汽魔鬼就会变成冬季的水柱——一缕缕漏斗状的云,从天空中盘旋而出,就像摇摆的苏打吸管。雪花可以有几千英尺高,从几英尺到几百英尺宽。它们中的大多数在撞击陆地时失去能量并消散,但有些会造成重大破坏,比如船被撞翻之类的。暴雪发生在中高纬度地区,如北冰洋、五大湖、里海、黑海和日本海。
雷声和闪电,经常伴随湖效应暴风雪,他们的存在归功于霰它是水、雪和冰的一种不同寻常的组合。当过冷的水滴冻结在飘落的雪花的侧面时,霰就形成了。鳞片失去了形状,变成了密集的子弹状颗粒。这些粒子在空气中穿梭,撕裂其他雪花,并在此过程中给它们充电。云越高,向上的气流就越强,将粒子向上拉,给它们更多的时间相互碰撞并积聚电荷。云内的正电荷和负电荷区域形成,最终出现一道闪电,缓解电荷不平衡。
OWLeS项目旨在了解湖泊效应暴风雪的内部原因,以便做出更好的预测。通过将地面的降雪报告与由King Air、气象气球和车轮上的多普勒收集的风暴的重要数据进行比较,研究人员将能够建立一个暴风雪气象特征的关键。“我们正在努力更好地了解它,这样我们就可以更好地预测它,更好地帮助人们做好准备,”Steiger说。这在气候变化的时代尤其重要,因为全球变暖可能会增加湖泊和空气之间的温差,从而加剧风暴。“湖泊会变暖,”科尔盖特大学气候学家亚当·伯内特说。“只要冷空气继续穿过湖面,就有可能出现更多极端的湖泊效应降雪。”
斯泰格的工作不仅有助于更好地预测五大湖附近的天气,还有助于预测其他空气从水流向陆地的地方的天气,比如东海岸,“东北”风暴从大西洋带来的湿气会周期性地使东海岸停止运行。他表示:“我们对这些系统的工作原理有很好的理解,但我们还有很长的路要走。”“我们有点像哥伦布发现新大陆。”
贾斯汀·诺贝尔关于科学和文化的故事出现在时间,猎户座,锡的房子.在目前的其他项目中,他正在编写一本关于天气的故事书。他住在新奥尔良。








