雷暴雪：冬季安全飞行的杀手

这是美国北卡罗来纳州西部山区4月份一个寒冷的早晨。天空下着小雨，气温在4℃度以上。随着雨越下越大，气温在短时间内疾速下降至0℃，降雨转变为降雪。突然，一道亮光划破天空——闪电！这是一场雷暴雪。

大雪使天空变得模糊，阿什维尔机场的能见度降低至400米。伴随着无数闪电，大雪下了1个小时。即使地面温度比较高，雪还是迅速覆盖了一切。暴风雪很快就停止了，正如它不期而至一样，温度很快回升至结冰点以上，大雪的融化速度几乎和下雪一样快。

雷暴雪难于预测并很少见，但是对于低空飞行或者着陆的飞机来说却是一个实实在在的威胁。它被定义为伴随着雷电的暴风雪，一种低于结冰温度的对流性降水。大家通常认为对流性降水和雷暴发生在比较炎热的月份，但对流和高温并没有直接联系，它主要受控于不同高度的温度变化——垂直气温梯度。

垂直气温梯度决定了不同高度的环境温度。急剧变化的垂直气温梯度随着高度上升气温迅速降低，大约每1000英尺降低2℃，如果环境温度变化率比这个更大，对流就产生了。急剧变化的垂直气温梯度通常更多的发生在比较热的月份，当强烈的太阳辐射照射在地表的时候，使得地表上的气温也升高。当然，它也可能发生在任何时间，即使是温度低于结冰温度的时候。

形成与识别

雷暴雪可以在很多种天气条件下形成。寒冷的空气飘过较暖的水面会形成很大的气温垂直梯度从而导致对流，而下部潮湿的空气又能带来更多的降水。这种情况经常发生在美国和加拿大的大湖泊周围。众所周知的“湖泊效应”雪通常具有对流特性，尤其是冬季初期寒冷的极地或北极圈气团从西北面吹来，而湖水温度又是最高的时候。这种情况通常发生在冷气团通过低压地区后和冷锋过后。在东北部的低压区域，气旋产生西风吹过湖面。当寒冷的气团吹过温暖的湖面时，靠近湖面的空气变得温暖和潮湿。

对流雪通常发生在湖的下风面，经常会有暴雪和难以置信的雪量。幸运的是，更极端的情况往往仅限于湖泊的背风面附近。例如，2006年10月13日，纽约布法罗，当地时间01：53，机场报告能见度400米，雷暴和大雪，云底高60米，短时有闪电。之前6个小时下了30厘米的雪，其中仅前一小时的雪量就达10厘米。

拥有暖湿气流的海洋和邻近的沿海地区在冬天也会遇到类似的天气。极其寒冷的北极气团能从内陆移动到开阔的水面上。下层空气的温度会迅速升高而上层空气的温度还是保持很冷，于是就形成了巨大的垂直气温梯度，并有可能形成对流天气。从阿拉斯加向南至华盛顿的北美洲西北海岸、不列颠群岛和欧洲西北部还有日本都发生过雷暴雪，所有这些地区的特点都是温暖的海洋气流和相对温暖的水面。

还有另一个可以形成对流雪的地方是强烈冬季雷暴的中心。南方温暖不稳定的空气可能被卷入气旋性环流，当这股空气被抬升时不断冷却，当被抬至足够高时该层空气会降至结冰点以下并仍然拥有不稳定的垂直气温梯度。到此时，不稳定的空气层通常已经被旋转到低压中心的西北面。被对流加强的雪带可能会融入到雷暴的层状云帆中使其变得更大。发生在2010年2月6日影响了美国东海岸地区的那场严重的雷暴雪，其特征就是有对流性雪带。

有时候强烈的高空槽会产生雪，继而导致雷暴。这些槽聚集了大量的高空冷空气从而在东侧产生抬升气流。对流通常就这样产生了，再加上地面低温，就会产生雪。文章开头所描述的情景就是这种动态实例。在这种情况下，一个高空低压环正好在美国东部南阿巴拉契亚山脉南部的中心。一个环绕着低压的槽又加剧了雷暴雪。

雷暴雪更多出现在山脉地区。高海拔导致更低的温度，同时山行抬升气流（风被上升的地形所抬升）也促进了雷暴雪的形成。

对飞行安全的影响

对航空业来说，对流产生的雪或者雷暴雪即使不会产生直接的危害也会带来很多问题。能见度的降低就是一个明显需要担心的问题。有时候，在白化天气下，能见度会在短时间内降到零。虽然这些雷暴雪本身没有雷暴那么强，但还是会有乱流。冰雹有时也会伴随着这些雷暴雪出现，但通常都是比较小比较软的冰雹Ⅰ类型。有时候也会伴随着大风，但不是那种强烈雷暴产生的下击暴流，而是在雷暴下击过程中从空中直线到地面的风。它会产生强烈的阵风，并叠加到现有的大风中。如果有闪电的话，这又是另一个威胁。有无数的报告称飞机曾在雷暴雪天气飞行遭遇雷击。

跑道道面状况也会迅速恶化。降雪量通常会很大。每小时10厘米都是正常的，有记录显示雪量曾达到每小时15～23厘米。如此大的降雪量使跑道在数分钟内就被大雪所覆盖，除雪的速度也跟不上大雪积聚的速度。即使地面温度高于结冰温度，雪也会积聚起来，因为雪的积聚速度超过了融化速度。同样的情况还发生在停在地面的飞机表面上。如果当时的条件有利于对流，雪会持续好几个小时，总雪量会非常大，有时候一天会积聚好几英尺雪，如此大量的雪使得清除变得很困难甚至是不可能。

对于飞行中的飞机来说，这些雷暴雪看上去并无大碍，飞行员可能不会绕开这些天气，但是需要重点关注的是在这样的天气下尝试进近和着陆的飞机，或者是飞机在进近的过程中开始形成的类暴雪。这些天气会产生乱流，但是不会像夏季雷暴中的那么强。

对流性抬升气流通常很强烈。所以降水量会很大，在空气抬升导致的绝热冷却和降水导致的蒸发冷却的综合作用下空气温度会下降。在有些情况下，上述原因导致的气温下降会达到结冰点之下。雨水转变成雪，一个正常的降水过程也可能会转变成一个严重的雪情。

实际的地表温度并无法说明将来会发生什么。雪花是在距离地表几千英尺高的云中形成的。如果靠近地表的空气层温度高于结冰点并且足够厚，那么雪会融化以雨水的形式落到地面上。如果靠近地表的空气层比较薄，那么即使地表温度高于0℃雪还是会下到地面上。曾经有地表温度超过5℃，甚至超过10℃时下雪的报道。不过开始下雪后，温度会迅速降低。对于航空业来说这个问题的症结我们将它称为雪对雨的“放大效应”。例如，假设每小时1厘米的降水量。如果是以雨水的形式，那么就是每小时1厘米的降雨。如果相同的降水量以雪的形式降下来，那就是每小时10厘米的大雪。能见度会以差不多相同的比例降低，因为雪花的面积要远远大于雨滴的面积。同样的降水量，在下雨时能见度为6000米，但下大雪时能见度就只有400米。

短期内难以预测

正因为很少见，雷暴雪或对流雪通常很难预测。气象学家可以通过上述现象的出现来预测雷暴雪有可能会发生，但是具体的预测，比如时间和雪量却是不可能的。如大多数对流情况一样，对当地的大气探测情况进行研究可以为我们提供可能出现雷暴雪的最好线索。但是这些并不是强烈的雷暴，它们只是在不稳定边缘环境下形成的顶部较低的雷暴。

在这些案例中标准的稳定性参数有时预示出不稳定性。这种情况更可能发生在“温水”案例中。例如，2008年1月27日在美国太平洋西北部的对流雪。所有的参数都表明至少有某些对流活动存在。在这种情况下，不稳定空气层从地面一直延伸到5500米的高空。

然而，像美国东海岸发生的这种气旋性的雷暴，不稳定空气层不在地面也不接近地面，典型的稳定性参数对于预测通常是没有价值的。在乔治敦发生的雷暴雪事件中，所有参数都预示大气将非常稳定，根本不可能发生对流。不稳定的空气层，也就是对流产生的地方，在远离地面的高空。在这些案例中，需要对探测数据进行仔细的研究来识别大气中不稳定的区域，即使这样，比较准确预测对流雪或雷暴雪的发生还是比较困难的。