去年 11 月，中国东部冷流雪观测试验（以下简称“试验”）在山东烟台启动，聚焦冷流雪的形成机理及影响，利用大气物理和大气化学综合观测手段，开展致灾冷流暴雪多尺度作用机理研究。冷流雪也称“冷流降雪”，常发生于我国渤海、黄海沿海地区，特别是山东、辽宁、江苏、上海等东部沿海地区。在烟台、威海一带，冷流雪占总降雪日数的比例高达 80%以上。试验由 20 多家单位共同参与，将持续 5 个月，以烟台市冷流雪观测超级站为中心，依托风云气象卫星、山东半岛气溶胶辐射观测网、自动气象观测站、S 波段双偏振天气雷达网及沿海浮标观测网，形成点面结合的综合探测体系，具备冷流雪中尺度-风暴尺度-粒子尺度观测能力。试验旨在提升人为和沙尘气溶胶输送对冰相降水的作用机制的认识，厘清我国东部冬季致灾暴雪的多尺度作用机理，突破冰相微物理的认知难点，提高冬季降水的业务预报能力。春节前夕，记者走进烟台市冷流雪观测超级站，实地探访进行中的中国东部冷流雪观测试验。
雪后的烟台海滨广场 拍摄：范祖康
得知烟台即将下雪的消息后，记者和中国气象局、国防科技大学、北京大学、中国科学院等多家单位的科研人员，从北京、上海、长沙、济南等不同城市赶来。
此前烟台市气象台发布了中雪预报，铲雪车已列阵待发。但，什么时候会下雪、雪会下到哪里、究竟有多大量级，大家心里还是没底儿。
“雷达回波正在往烟台本站移动，强度能达到35dBZ。”“这么强的回波不一定是单纯的雪，可能是雨夹雪。”“确定雪会下到市区吗”……
来自各地的研究者隐隐担心着，千里迢迢来了，试验条件不理想，咋办？
观测，从一朵雪花开始
终于，天空中慢悠悠飘下几朵雪花，大家冲上位于市气象局三楼露台的观测场，山东省气象台首席预报员杨成芳和烟台市气象台副台长王楠喻蹲在地上，对着一块黑色的绒布开始观察起来。
“这朵雪花漂亮，六角形状非常清晰！”杨成芳赶忙拿起尺子，摆放在雪花旁边，另一只手按下手机快门，记录下这朵雪花的形状。
杨成芳被称作“中国冷流雪第一人”，最早开始我国冷流雪的系统性研究。“2005年之前，烟威地区的降雪预报方法跟其他地区没有区别，直到那年12月，一场持续19天的降雪几乎让整个烟威地区瘫痪，我才真正注意到这里的雪跟普通降雪有很大区别。”杨成芳发现传统的预报经验和模式，无法直接应用于冷流雪的预报中，为了搞清楚其降雪机理和预报方法，2007年，她回到校园攻读博士学位，师从中国工程院院士李泽椿，正式向冷流雪的研究预报发起挑战。
用天气雷达反演冷流暴雪的风场及检验、山东半岛冷流降雪的气候特征及其前兆信号……近20年的时间里，杨成芳发表多篇论文，提出了渤海海效应暴雪（指经过暖海面产生的降雪）多尺度作用机制，建立了系统的冷流降雪、内陆暴雪和降水相态的概念模型与预报技术指标体系。可哪怕如今成为山东降雪预报领域的学科带头人、国内海效应暴雪研究的专家，杨成芳依然不敢说对冷流雪预报有百分百的把握。
当经验、模式都没有办法真正解释的时候，不妨回到这场雪的本身，从更微观的层面打开它，从一朵雪花开始，揭开冷流雪的奥秘。
试验队员收集雪花样品。拍摄：杨成芳
长期致力于云物理学研究的国防科技大学教授张云和从事雷达探测研究的中国气象科学研究院副研究员李浩然与杨成芳的想法不谋而合，一场关于冷流雪的观测试验开始谋划——中国东部冷流雪观测试验，依托风云气象卫星、山东半岛气溶胶辐射观测网、自动气象观测站、S波段双偏振天气雷达网及沿海浮标观测网，形成点面结合的综合探测体系，探究我国东部冬季致灾暴雪成因，提高冬季降水的业务预报能力。
试验队员将收集起来的雪花样品做好记录并进行分装。 拍摄：张艺博
“看这里，下霰了！霰粒还不小呢！”王楠喻第一个察觉到地面雪花的变化。“这也是最近几次观测我们发现的特质。与北美、日本等地区较深厚的对流性冷流降雪不同，试验观测到的冷流雪具有典型的浅对流特征，且降雪粒子中频繁出现霰粒子、霰粒子与大雪花共存的现象。”杨成芳解释，“这对日后的预报很有帮助，如果没有专门的观测，不太可能关注到这些特点。”
雷达朝向雪的来处
降雪断断续续，期待中的大雪花迟迟未降下来，市气象局局长石磊当机立断——“先上山，待会儿下雪了路可就不好走了。”
我们坐上市气象局唯一一辆四驱车，由有着多年驾驶经验的司机老张和市气象局雷达专家苏添记带着上山。虽然距离上次降雪已过去一周，但山上的积雪仍未消融，车子行驶在盘山路上，还是让人有几分担忧。
翻过几座小山头，S波段多普勒双偏振天气雷达出现在眼前。“这是2002年建的山东半岛第一部S波段天气雷达。”苏添记摩挲有些年头的铁片标签，指着开头“02”字样的编号，“它对暴雨的监测效果非常好，可以说明显提高了烟台地区的天气监测能力。但它的灵敏度还不足以捕捉云内的小粒子，在降雪观测中有些力不从心。” 降雪预报一直是烟威地区的难点，这些年来，他们见过暴雪给市民带来的种种不便，因而格外关注冷流雪的研究进展。偶然的机会，石磊听说了冷流雪观测试验的计划，便抓紧勘察协调场地，用最快的时间让试验的设想落地实现。
高大的S波段多普勒双偏振雷达背后则是这次试验的利器——W/Ka双频段双偏振云雾雷达。相较于天气雷达，他的块头要小许多，顶部如同两个鼓，上下左右间摆动，“鼓面”朝向北面的海，这是雪的“来处”。国防科技大学讲师郑鹤鹏介绍，这部雷达与传统多普勒雷达不同，它的扫描半径虽然不足百公里，但高灵敏度和灵活剖面扫描的优势可以快速发现并识别冷流云，当风从海面上刮来时，这台雷达会第一时间捕捉到从云到雪的转化。
绕进身后的方舱，郑鹤鹏一面拷贝数据，一面盯着屏幕观察雷达回波，“上游回波加强了，估摸着20分钟后雪要来了，咱们下山去冷流雪观测超级站看看。”
雪下大了，但他们无暇欣赏
冷流雪观测超级站在市气象局的后山，百余平方米内分布有十余种观测设备。“好些是最新研制的国产先进云降水探测仪器，都是各个单位的看家利器。”李浩然介绍观测场里的各式仪器，前排的是W/Ka/C三频段超高分辨率雷达，可以从不同微波频段探测雪粒子；发着绿光的是投影式雪微物理测量仪，能记录并分析每一片雪花的物理特征；闪着白光的是五目测雪仪，能从5个角度拍摄雪花的三维形态；向着天空直直地射出一道绿色光柱的，是气溶胶激光雷达，可以探测不同高度的云和气溶胶特征……“在这里，从单个雪晶的精细化观测，到雪花谱分布、密度、种类，再到风场、温度场等环流特征，可以一网打尽！”
试验布设的对流云全相参Ka/C多普勒双偏振雷达。 拍摄：刘冬霞
“Ka波段七百米处明显的红色回波表示我们正上方的最大雷达反射率是25dBZ，天气雷达上可能达到35dBZ，可是近地面的回波依然很弱。”回到雷达方舱，李浩然结合雷达实时观测结果解释云中发生的各种变化。“哎呀！近地面回波突然增强，强降雪接地了！”
伴随着他的惊叹，几乎同时杨成芳呼唤道，“张记者！快出来看，雪下大了！”
天色不知道什么时候暗了下来，大片大片的雪花从天而降，气溶胶激光雷达本来纤细的绿色的光柱被漫天的雪花散射，在风的吹拂下变换着形状，科学和浪漫相互交织。
除了记者这个“闲人”外，其他人来不及看雪，李浩然不停地切换着电脑，一一确认观测数据，并嘱咐大家记录好关键时段的观测参量；杨成芳和王楠喻掏出随身带着的尺子，就着黑色衣服又开始观察起了雪花。
每台仪器实时的观测数据都在印证着他们观察到的结论。这一刻，科学的魅力具象化了。
降雪告一段落，杨成芳将手指插进积雪里，估摸了一下，“量级确实是中雪！”这场雪报得准，大家的心情都很好。
此时已近晚上8时，追着雪跑了一天的专家们顾不上吃饭，他们兵分两路，一队人马来到会商室，对着观测结果和雷达图开始复盘整个过程；另一队将收集起来的雪花样品做好记录并一式两份分装好，这些样品将被分别寄往北京大学环境科学与工程学院、城市与环境学院，利用大气颗粒物组分分析技术、冷台液滴采样技术、氢氧同位素分析技术等，测量雪花中气溶胶粒子的物理化学特性。
二十多家单位、数十台仪器、近百种观测量……这样的阵仗针对的仅仅是发生在我国部分地区的“小众”现象，是不是有些“兴师动众”？
不因问题微小而轻视、不因过程繁琐而妥协，以“解剖麻雀”的态度开展一场“小众”的研究，这是属于他们的坚持。
中国气象报社 出品
作者：张艺博 陈星宇
编辑：张艺博 丁继武卜钰
审核：段昊书
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