霧凇是低溫時(shí)空氣中水汽直接凝華,或過冷霧滴直接凍結(jié)在物體上的乳白色冰晶沉積物,俗稱樹掛,是毛茸晶狀類,具有厚度大、密度小、結(jié)構(gòu)疏、持續(xù)時(shí)間長等特點(diǎn)。主要形成于樹枝上,電線上或其它細(xì)長的物體上,是嚴(yán)寒季節(jié)里常見的一種自然景觀。
"霧凇"一詞最早出現(xiàn)于南北朝時(shí)期呂忱所編的《字林》里,其解釋為:"寒氣結(jié)冰如珠見日光乃消,齊魯謂之霧凇。" 宋末,民間稱霧凇為“夢送”,意思是說它是在夜間人們做夢時(shí)天公送來的天氣現(xiàn)象。因?yàn)樗利愷崳К撻W爍,是自然的精彩造化,受到人們喜愛。目前中國主要的霧凇觀賞景點(diǎn)有吉林霧凇和松花江下游的霧凇島。
形成條件
霧凇的出現(xiàn)通常是溫度、濕度、氣壓、氣候以及地理環(huán)境共同作用的結(jié)果。霧凇天氣主要成因是空氣濕度大,樹和草等植被的溫度比空氣的溫度還低。一旦處在濕度夠大的低溫大霧天氣里,霧氣中的水滴會凝結(jié)成冰晶,在樹木、草等植被的表面上凝結(jié)產(chǎn)生霧凇。
晶狀霧凇通常在氣溫低于-15℃并且有霧、微風(fēng)的天氣里出現(xiàn),由于冰面飽和水汽壓比水面小,過冷卻霧滴不斷蒸發(fā)變?yōu)樗S后凝華在物體表面的冰晶上,使冰晶不斷增長。粒狀霧凇則在氣溫-2℃ ~-7℃、有濃霧、風(fēng)速較大的天氣里形成,霧滴凍結(jié)時(shí)仍保留原來的粒狀外形。這兩個(gè)自然條件極為苛刻又相互矛盾。
在中國,霧凇多見于北方地區(qū),在冬季的南方高山地區(qū)也較常見,其形成條件主要有以下幾個(gè)方面:
1.冬季寒冷期較長。寒冷的天氣是霧凇形成的基礎(chǔ)氣象條件,在低溫條件下,水汽易于飽和,使水汽凝華。當(dāng)溫度低于零度的過冷水滴遇到同樣低于凍結(jié)溫度的物體時(shí),便會形成霧凇。
2.空氣中有充足的水汽。空氣濕度大、充足的水汽是霧凇形成的基礎(chǔ)物質(zhì)條件。特別是江河湖泊的沿岸,江水與空氣之間有很大的溫差,溫差使江水產(chǎn)生霧氣,久不消散,更有利于霧凇的形成。在吉林市松花江的上游有當(dāng)?shù)氐呢S滿水電站,江水被大壩攔截后形成了巨大的松花湖。雖然冬季寒冷的氣溫使得松花湖表面結(jié)冰,但是冰層下的湖水在通過水電站發(fā)電機(jī)組后,攜帶了巨大的能量,能量使江水增溫并一路前行,增溫的江水向天空中蒸發(fā)出大量的水汽,而外界氣溫極低,巨大的溫差使水汽遇上江面沿岸的植物或其他物體時(shí)快速凍結(jié),就形成了松花江岸十里長堤的霧凇美景。
3.天氣晴朗,云量小。晴朗的天氣,晝夜溫差大,利于水汽達(dá)到飽和,增加水汽凝華量。
4.穩(wěn)定的大氣條件,無風(fēng)或微風(fēng)。無風(fēng)或微風(fēng)的天氣是霧凇形成的必要條件。霧凇是由結(jié)構(gòu)較為松散的細(xì)小冰晶組成,只有 在穩(wěn)定的大氣條件下,水汽才得以凝結(jié),形成霧凇。若遇到大風(fēng)天氣,必然將其破壞。但往往中國北方的冬季,晴天與無風(fēng)或微風(fēng)天氣很難同時(shí)出現(xiàn)。
形狀特征
霧凇與霜在形狀上相似,但形成過程卻有差別。霜主要是在晴朗微風(fēng)的夜晚形成,而霧凇可在一天中的任何時(shí)段形成。霜形成在強(qiáng)烈輻射的水平面上,霧凇主要形成在垂直面上。霧凇的外觀、外形極其不規(guī)則,沒有均勻的表面且隨著生長時(shí)間變化,最主要的是在周圍環(huán)境發(fā)生變化時(shí),其呈現(xiàn)的狀態(tài)各異,具有極高的隨機(jī)性。霧凇潔白輕盈也因極易附著在樹枝上,所以俗稱“樹掛”。由于它絢麗多姿,如花團(tuán)錦繡,因此還叫“冰花”“傲霜花”“瓊花”“雪柳”。吉林霧凇與云南石林、長江三峽、桂林山水并稱為中國四大奇觀。
主要分類
按照霧凇的結(jié)構(gòu)及形成條件,一般將霧凇分為兩類:晶狀霧凇和粒狀霧凇。
晶狀霧凇(軟凇)
晶狀霧凇一般發(fā)生在寒冬時(shí)節(jié)。晶狀霧凇是由冰晶所組成。在霧滴蒸發(fā)時(shí),由水汽凝華而成,因其粘附力較強(qiáng),也稱“軟凇”。其結(jié)構(gòu)相對松散,內(nèi)部有大量氣泡,顏色呈乳白色松脆粒狀,與霜類似,外觀形如絨毛,輕微震動就會導(dǎo)致脫落。它往往在有霧、微風(fēng)或靜穩(wěn),溫度低于-15℃時(shí)出現(xiàn)。由于它密度小(0.3~0.6克/立方厘米),增長速度慢(每小時(shí)大約為1毫米),厚度平均不超過1厘米,且易被風(fēng)吹掉,因而一般不易造成災(zāi)害。
粒狀霧凇(硬凇)
粒狀霧凇往往在風(fēng)速大,氣溫為-2℃ ~-7℃時(shí)出現(xiàn),多發(fā)生在入冬或入春季節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí),它是由過冷卻的霧滴被風(fēng)吹過細(xì)長的物體時(shí)與物體表面接觸快速凍結(jié)而成。由于凍結(jié)速度過快,霧滴在不斷聚集的過程中以長羽狀隨風(fēng)移動,從而凝固成一些細(xì)小的冰粒,最終形成大面積白色外觀和顆粒結(jié)構(gòu)的霧凇景觀,由于其粘附力較強(qiáng),也稱之為硬凇。其結(jié)構(gòu)緊密,呈半透明毛玻璃狀,有少量氣泡,密度較大(一般為0.6~0.8克/立方厘米),由冰粒組成,常附著在植物或其他物體上。當(dāng)它在電線上凝附太多時(shí),往往可將電線、樹枝墜斷,對交通運(yùn)輸、通訊、輸電線路等有一定影響。
分布特征
全球霧凇空間分布特征
從全球角度上來看,霧凇主要集中在亞洲東部、美洲北部、歐洲中部及其以北地區(qū)。歐洲東部地區(qū)出現(xiàn)霧凇的國家為 2 個(gè),分別為俄羅斯和白俄羅斯;亞州東部、歐洲北部和中部等地分別為 5 個(gè)或以上,其中,中國出現(xiàn)霧凇的范圍最為廣泛,俄羅斯、德國、瑞士等地次之;歐洲西部地區(qū)出現(xiàn)霧凇的國家甚至超過5個(gè),其中荷蘭范圍較廣。
中國霧凇時(shí)空分布特征
中原地區(qū)的霧凇主要出現(xiàn)在江南中北部、貴州省中西部及其以北地區(qū),其中北方霧凇分布廣、出現(xiàn)天數(shù)多,新疆、甘肅省、黑龍江省、吉林省、內(nèi)蒙古自治區(qū)是北方霧凇出現(xiàn)最多的地區(qū),尤其新疆北部、內(nèi)蒙古東北部、黑龍江中部、吉林中部等地年霧凇日數(shù)在 10天 以上;中國霧凇主要集中出現(xiàn)在 11 月至次年3月期間,其中隆冬季節(jié)(12 月至次年 2 月)是霧凇日數(shù)最多、范圍最廣的時(shí)節(jié),尤以1月霧凇最多,12 月、2 月次之。
主要價(jià)值
觀賞價(jià)值
中國國土遼闊,霧凇的分布范圍廣泛,在每年的不同季節(jié)里,都會有多地區(qū)出現(xiàn)霧凇景觀,如安徽黃山、河南嵩山、陜西華山等地。看霧凇的最佳時(shí)間是早晨,因?yàn)殪F凇是在早上形成的,所以要提早在日出前五點(diǎn)左右起床,就可以看到松柳凝霜掛雪,隨著太陽的慢慢升起,還可以拍攝到紅色的朝霞灑在白色的霧凇上的景色,消失的時(shí)間要看當(dāng)天的風(fēng)速大小,如果風(fēng)稍大的話,估計(jì)九點(diǎn)就開始掉下,運(yùn)氣好沒風(fēng)的時(shí)候,就可以維持到中午。
1、吉林霧凇,是中國四大自然奇觀中最具特色的一奇,以松花江畔為主要觀賞地,每年從12月下旬到翌年2月底,霧凇多次出現(xiàn),最多時(shí)一年可出現(xiàn)60余次,這在中國范圍內(nèi)是少有的,每次霧凇出現(xiàn)的時(shí)間也比其他地區(qū)長,有時(shí)可以連續(xù)好幾天。每當(dāng)霧凇來臨,吉林松花江岸十里長堤“忽如一夜春風(fēng)來,千樹萬樹梨花開”,柳樹結(jié)銀花,松樹綻銀菊,把人們帶進(jìn)如詩如畫的仙境。江澤民同志1998年曾賦詩:“寒江雪柳日新晴,玉樹瓊花滿目春。歷盡天華成此景,人間萬事出艱辛。”
2、霧凇島,距吉林市35公里的松花江下游有一個(gè)霧凇島,霧凇島位于龍?zhí)秴^(qū)烏拉街滿族鎮(zhèn),因霧凇多且美麗而得名。每年12月中下旬至次年2月底去觀賞最佳。這里江水環(huán)抱、冷暖空氣在這里相交,冬季幾乎天天有樹掛,有時(shí)一連幾天也不掉落。島上的曾通屯是欣賞霧凇最好的去處,素有“賞霧凇,到曾通”之說。曾通屯一帶樹形奇特,沿江的垂柳掛滿了潔白晶瑩的霜花,江風(fēng)吹拂銀絲閃爍,天地白茫茫一片,猶如被塵世遺忘的仙境。沿著松花江的堤岸望去,松柳凝霜掛雪,戴玉披銀,如朵朵白云,排排雪浪,十分壯觀。
3、新疆塔克拉瑪干沙漠的撒哈拉沙漠霧凇,冬季的新疆,經(jīng)過一次次大幅降溫后,在中國的胡楊林自然保護(hù)區(qū),在晝夜流淌的塔里木河兩岸,美輪美奐、冰清玉潔的霧凇童話就要上演了,隨著太陽慢慢升起,霧凇裝扮了胡楊,黃沙映著銀裝素裹的霧凇,仿佛置身童話世界,美不勝收。
生態(tài)價(jià)值
1、霧凇是空氣的天然“清潔工”,可以凈化空氣。有相關(guān)研究表明,霧凇對 PM 2.5 存在一種清除機(jī)制,其在最初的形成階段可將空氣中對人體健康構(gòu)成威脅的懸浮顆粒物通過吸附沉降到土壤里,從而降低 PM2.5 的濃度,起到了凈化空氣的作用。
2、霧凇是天然的“負(fù)氧離子發(fā)生器”,在有霧凇時(shí),能釋放負(fù)氧離子。負(fù)氧離子是有益于人體身心健康的一種氣體分子,被稱為“空氣維生素”或“大氣維生素”,對人體的生理活動起到了促進(jìn)作用。它主要通過調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)和血液循環(huán),在一定程度上促進(jìn)新陳代謝,增強(qiáng)大腦皮層的抑制和調(diào)節(jié)功能,從而起到緩解人體精神壓力的作用。
3、霧凇是環(huán)境的天然“消音器”,能夠消除噪音。由于霧凇特殊的孔隙結(jié)構(gòu),吸納了來自城市不同方向的聲波,達(dá)到了減弱噪音的效果。
4、沙漠霧凇可以提供水源,是沙漠生態(tài)的重要一環(huán)。在水資源匱乏的沙漠環(huán)境中,霧、露水、霜和霧凇等自然界中的凝結(jié)水分,作為隱匿降水,對于維持干旱半干旱地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)植被的生長具有重要的作用。
危害
霧凇嚴(yán)重時(shí),會導(dǎo)致電線積冰,增加電力、通訊等架空線路的額外荷載,可能發(fā)生斷線、倒桿等事故;積冰脫落時(shí)易產(chǎn)生電閃絡(luò),損壞絕緣子;通訊線路積冰后還可能導(dǎo)致電力載波通訊設(shè)備衰耗,增加雜音,影響通話質(zhì)量,造成停電事故和經(jīng)濟(jì)損失。
出現(xiàn)記錄
2024年1月23日,受強(qiáng)冷空氣影響,深圳梧桐山主峰出現(xiàn)冰凌、霧凇等景象。
參考資料 >
吉林霧凇島簡直太美了!.今日頭條.2023-01-16
沙漠霧凇.今日頭條.2023-01-03
受強(qiáng)冷空氣影響,深圳梧桐山主峰出現(xiàn)冰凌、霧凇奇觀.今日頭條.2024-01-23