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凍雨
來源:互聯網

凍雨(Freezing Rain)是初冬或冬末春初時節出現的一種天氣現象,是一種常見的災害性天氣。凍雨是由冰水混合物組成,與溫度低于0℃的物體碰撞立即凍結的降水。溫度低于0℃的雨滴在溫度略低于0℃的空氣中能保持過冷狀態,其外形與一般雨滴相同。當它降落在溫度低于0℃的物體上時,會立即凍結成外表光滑而透明的冰層,這種冰層稱為雨凇。引起凍雨現象的冬季風暴在北美通常被稱為冰風暴。

凍雨是中高緯度地區常見的災害性天氣現象,當冷暖氣流相遇,氣溫驟降,暖濕氣流被抬升,成云致雨。它能形成毛玻璃狀或透明的堅硬冰層,在地物上凍結并積累后能壓斷電線,造成供電和通訊中斷,嚴重的凍雨甚至會壓塌房屋、壓斷樹木、凍死農作物和蔬菜,對農業、林業、電力、環境、通訊網絡危害巨大。同時,因其具有外表光滑的堅硬冰層,交通運輸也會因其受到巨大的損失。

凍雨在北美洲的出現頻率較高,尤其是在美國的東北部、南部地區和加拿大的東南部等地區。中國出現凍雨較多的地區是貴州省,其次是湖南省、江西省、湖北省、河南省、安徽省、江蘇省及山東省、河北省、陜西省、甘肅省、遼寧省南部等地,其中山區比平原多,高山最多。

成因及形成條件

成因

凍雨多發生在冬季和早春時期。大多出現在1月上旬至2月上、中旬的一個多月內,起始日期具有北早南遲,山區早、平原遲的特點,結束日則相反。南半球會有差異,如智利的冬季為6月份至8月份,春季為9月份至11月份。形成凍雨,離不開特定的大氣層結構:近地面2000米左右的空氣層溫度稍低于0℃;2000米至4000米的空氣層溫度高于0℃,比較暖一點;再往上一層又低于0℃。所以當較強的冷空氣到來遇到暖濕氣流時,冷空氣像楔子那樣插在暖空氣的下方,使近地面層氣溫降至0℃以下,濕潤的暖空氣被抬升后形成中間的溫暖層溫度高于0℃,這樣最上層云中的過冷卻水滴、冰晶和雪花,掉進比較暖一點的氣層,都變成液態水滴,再向下降,進入不算厚的凍結層,當繼續下降,正要凍結時,已經以過冷卻的形式接觸到冰冷的物體,形成堅實的“凍雨”。

形成條件

形成凍雨的條件十分苛刻。

1、首先是冷空氣比較強,使地面溫度達到-1℃左右,不然容易形成降雨或降雪。

2、有暖濕氣流交匯,具備了一定的水汽,才能形成降雨,但降水量也不能太大。

3、冷氣層不能太厚,否則雨滴容易凍結成雪花或冰粒。

4、大氣低層常常存在逆溫層,從而形成“冷一暖一冷”的垂直溫度分布。雪、冰晶和過冷水自最上層的冷層中下落入中間的暖層之后融化為水滴,并在近地面的冷層中成為過冷水滴,一旦降到地面或地物上就能撞凍成雨凇。

因此,形成凍雨時的典型天氣是微寒且有小雨。

在美國,大多數凍雨發生在東北部地區,但破壞性凍雨也常發生在南部地區,美國南部來自墨西哥灣潮濕溫暖的空氣是形成凍雨的有利條件。

中國貴州、湖南省西部等地比較特殊,沒有暖層的情況下照樣可以下凍雨,這屬于當地冬季的特殊天氣。它的特殊體現在平均海拔上,也體現在緯度上,像貴州省的海拔高度大多在1000米以上,冷空氣侵入后在此地起主導作用;從緯度上來講,此位置剛好是冷空氣與暖濕氣流交匯的地段。所以,凍雨的產生帶有地方特色。冬季中國南方一些高海拔地區剛好符合這些條件。

形態特征

凍雨是過冷雨滴或毛毛雨落到溫度在冰點以下的地面上,水滴在地面和物體上迅速凍結而成的透明或半透明冰層。低于0℃的過冷水滴,在碰到樹枝、電線、枯草或其他地上物,就會在這些物體上凍結成外表光滑、晶瑩透明的一層冰殼,有時邊凍邊淌,像一條條冰柱。這種冰層在氣象學上又稱為“雨凇”或冰凌。如遇毛毛雨時,則出現粒凇,粒凇表面粗糙,粒狀結構清晰可辨;如遇較大雨滴或降雨強度較大時,往往形成明冰凇,明冰凇表面光滑,透明密實,常在電線、樹枝或艦船上一邊流一邊凍,形成長長的冰掛。凍雨厚度一般可達10~20毫米,最厚的有30~40毫米。凍雨發生時,風力往往較大,這會加劇凍雨對交通運輸、電力、農業、通信和輸電線路的影響。

分布特征

世界分布

美國東北部密歇根州紐約州新英格蘭,南部的阿肯色州密西西比州田納西州亞拉巴馬州等地;加拿大安大略省魁北克省新不倫瑞克省等地區是發生凍雨的主要區域。這些地區的氣溫在冬季時常常會下降到零度以下,而且還會受到冷鋒和暖濕氣流的影響,形成凍雨的條件相對較好。在亞洲歐洲的出現頻率相對較低,中國主要分布在西南和東北地區

中國分布

處于北緯25°~29°的長江以南地區是中國凍雨主要的發生地帶,多發區域呈帶狀分布。西部凍雨較多,東部凍雨較少,山地地區較平原地區更容易發生凍雨。中國北方雖然冬季更為寒冷,但空氣干燥,凍雨天氣過程較少,只在部分山區出現。

中國凍雨主要分布在貴州省湖南省等地,該地區稱為中國凍雨集中分布區。該地區大部分的年凍雨日數為2天以上、10天以內,局部地區可達14天以上。貴州東部、湖南大部、江西省南部,平均年凍雨量可達10mm以上,局部地區達30mm以上。需格外加強該地區凍雨監測和凍雨防災減災手段。

其次是江西省、湖北省四川省河南省、安徽省、江蘇省山東省河北省陜西省甘肅省遼寧省南部等地,其中山區比平原多,高山最多。貴州一云南省一四川交界處,貴州—湖南省廣西壯族自治區交界處,湖南—廣東省—廣西交界處,以及湖北、四川、安徽、浙江省、江西、云南、西藏自治區的部分地區年凍雨日數達2~4天,其余地區均分布有0~2天的年凍雨日數。陜西一重慶市一湖北交界地區、河南一湖北一安徽交界地區、湖北一湖南—江西省交界地區、浙江—福建省交界地區、江西一福建交界地區、江西一廣東交界地區、湖南一廣東一廣西交界地區、湖南一貴州省一廣西交界地區、貴州一云南交界地區分布有3~6mm的年凍雨量,局部地區可達24mm以上;年凍雨量最少的地區為青海省、西藏、新疆南部、甘肅省西部、內蒙古自治區西部等,幾乎沒有凍雨;其余地區均分布有0~3mm的年凍雨量。

危害

凍雨風光值得觀賞,但它畢竟是一種災害性天氣,它所造成的危害是不可忽視的。公路交通因地面結冰而受阻,交通事故也因此增多。大田結冰,會凍斷返青的冬麥,或凍死早春播種的作物幼苗。另外,凍雨還能大面積地破壞幼林、凍傷果樹等。當過冷雨滴同飛行中的飛機碰撞,還能造成飛機表面嚴重積冰,威脅飛行安全。凍雨的持續時間一般不長,但若出現持續時間長、范圍廣、強度大的凍雨,就能造成很大危害。

凍雨事件

1955年,中國浙贛地區曾因“凍雨”倒毀電桿數百根,南潯區浙贛鐵路運輸一度中斷。

1984年1月中旬后期,受強冷空氣影響,中國貴州,湖南省江西省,湖北等省不少地區出現凍雨天氣,造成電線斷線倒桿。貴州省的有線電話全部中斷,嚴重影響通訊工作。湖南輸電線積冰厚度在20毫米以上,一些高壓線路一天溶冰5~6次。

1987年11月和1989年12月,中國鄭州市先后兩次出現“凍雨”,受傷人數約200人。

1994 年 2 月,美國南部阿肯色州密西西比州田納西州亞拉巴馬州等地發生嚴重的凍雨災害。密西西比州北部大約 370 萬英畝的商業林地遭到嚴重破壞,受損木材的價值估計為 13 億美元,超過 8000根電線桿被拉倒,超過 4700英里的電線被拉斷,部分地區停電持續長達一個月。

1998 年 1 月,加拿大安大略省魁北克省和新不倫瑞克省被凍雨覆蓋了 7-11 厘米的冰層。樹木、電線桿和輸電塔倒塌,造成大規模停電,部分地區停電長達一個月,這是加拿大損失最慘重的自然災害。

2008年1月,中國南方數省發生嚴重持續性冰凍災害,雨凇和霧凇混合結冰是其成災的主要原因,凍雨在短時間內大量過冷卻水撞凍形成的雨凇,與過冷霧滴長時間的撞凍形成的霧凇交替出現,在物體,尤其是電線和塔架上形成了復合積冰,最長持續時間達30余天。連同伴隨出現的低溫和暴雪娛樂,共造成1615.6億元的直接經濟損失。

2011年1月,美國南部遭遇凍雨和風雪天氣,道路與橋梁無法安全通行,數百架航班被取消。

防御措施

當凍雨發生時,要及時把電線、電桿、鐵塔上的積冰敲刮干凈。在機場,要及時清理跑道,飛機上要安裝除冰設備或干脆繞開凍雨區域飛行。對于公路上的積冰,要及時采取溶冰措施,并組織人力清掃路面。如果發生事故,應當在事發現場設置明顯標志。在凍雨天氣里,人們應盡量減少外出,如果外出,要采取防寒保暖和防滑措施,行人要注意遠離或避讓機動車和非機動車輛。在凍雨天氣里駕駛汽車要減速慢行,盡量不要超車、加速、急轉彎或者緊急制動,應及時安裝輪胎防滑鏈。

參考資料 >

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凍雨.SKYbrary.2023-03-10

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復活節島.智利旅行、游覽、酒店和度假指南.2023-04-01

智利.智利氣候變化知識門戶.2023-04-01

認識凍雨.中國氣象科普網.2023-02-04

黑龍江哈爾濱降雪轉為凍雨“滴水成冰”的凍雨是如何形成的?.今日頭條.2023-02-01

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「科普」凍雨是如何形成的?如何防范凍雨危害?.今日頭條.2023-01-31

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美國南方遭凍雨及風雪襲擊數百架航班取消.環球網.2023-03-11

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