雨凇,指過冷卻的液態(tài)降水(凍雨)碰到地面物體后,直接凍結(jié)而成的玻璃狀或透明的堅(jiān)硬冰層,俗稱“樹掛”,也叫冰凌、樹凝。
雨凇是過冷卻雨滴或毛毛雨滴在溫度低于0℃的物體上撞凍而成,其冰粒堅(jiān)硬、透明,且密度大(0.85克/立方厘米)。大多出現(xiàn)在1月上旬至2月上、中旬的一個(gè)多月內(nèi),起始日期具有北方早,南方遲,山區(qū)早、平原遲的特點(diǎn),結(jié)束日則相反。在山區(qū),山谷和山頂差異較大,山區(qū)的部分谷地幾乎沒有雨凇,而山勢(shì)較高處幾乎年年都有雨凇發(fā)生。
雨凇是一種災(zāi)害或景觀,在邊降邊凍過程中,能立即粘附在裸露物的外表而不流失,形成越來越厚的堅(jiān)實(shí)冰層,從而使被附著物負(fù)重加大,發(fā)展到一定程度時(shí)便會(huì)對(duì)附著物產(chǎn)生直接災(zāi)害并引發(fā)間接危害。
形成原因?
雨凇是過冷卻雨滴或毛毛雨滴在溫度低于0℃的物體上撞凍而形成的。在物體任何表面均可形成,雨量不大時(shí)在迎風(fēng)面增長(zhǎng)較快,雨量較大時(shí)反而在背風(fēng)面快速增長(zhǎng),風(fēng)速較大時(shí)有一定交角,呈透明玻璃狀或半透明毛玻璃狀,堅(jiān)硬光滑或略有隆突,密度很大。
形成條件
雨凇與霧凇形成的條件非常苛刻,一般只能形成在氣溫為0℃到10℃的雨、霧天氣中。由于大氣中凝結(jié)核病較為充足而凍結(jié)核常常短缺,受曲率約束飄浮在空中的霧滴和下落的雨滴常可低至-40℃也不凍結(jié),稱為過冷卻霧滴與過冷卻雨滴,通稱為過冷卻水,兩者的區(qū)別僅僅在于過冷卻水滴的大小不同,霧滴的大小在3~100微米之間,而雨滴的大小介乎于0.1~8毫米之間。雖然它們?cè)诖髿庵锌梢员3忠簯B(tài),一旦接觸到溫度低于零度的任何物體,就會(huì)在其上迅速凍結(jié),形成多種形狀的凇結(jié)體。而凍結(jié)的水量多寡、方式不同,因而霧凇和雨凇形成的色澤、形態(tài)各異。
分布區(qū)域
中國(guó)的雨凇主要出現(xiàn)在新疆和中國(guó)的103°E以東地區(qū),主要區(qū)域分別是陜甘寧三省(區(qū))交界、河南省—湖北東部、江西省—湖南省—貴州省—云貴川交界。其中貴州區(qū)域范圍最大、雨凇日數(shù)最多,平均每年單站可達(dá)5~50d,海拔3047m的峨眉山雨凇日數(shù)(128d)為全國(guó)最多。黃河以南的雨凇區(qū)域內(nèi),峨眉山、南岳、威寧、廬山是我國(guó)雨凇日數(shù)最多的幾個(gè)站。
我國(guó)雨凇基本出現(xiàn)在9月至次年5月,最早出現(xiàn)最晚結(jié)束的區(qū)域在天山、陜甘寧交界、云貴川交界站點(diǎn)。從范圍大小、日數(shù)上均以江西—湖南—貴州—云貴川交界區(qū)域突出,該區(qū)域雨凇日數(shù)在出現(xiàn)時(shí)段內(nèi)呈主峰型分布,出現(xiàn)時(shí)間主要集中在隆冬季節(jié)冷空氣最活躍的1月中旬到2月上旬。三個(gè)主雨凇區(qū)的雨凇開始和結(jié)束日期無明顯年代際差異,而日雨凇概率有明顯的年代際變化特征,1961—2016年期間的前26年明顯高于后30年。1961—2016年全國(guó)雨凇日數(shù)整體呈減少趨勢(shì),1990年后除貴州省—湖南省主雨凇區(qū)外,雨凇范圍明顯減小。
歷史記載
《春秋》載:成公十六年(公元前575年)十有六年春、王正月、雨木冰。譯為魯成公十六年春天,周歷正月,下雨、樹木枝條上凝聚了雨冰(“雨凇”),這是便是對(duì)雨凇的較早記載。
危害與影響
交通出行
當(dāng)路面上形成雨凇時(shí),公路交通會(huì)因地面結(jié)冰而受阻,交通事故也因此增多,特別是山區(qū)公路上地面積冰更加危險(xiǎn),往往易使汽車滑向懸崖,造成車毀人亡。此外,雨凇也會(huì)威脅飛機(jī)的飛行安全。當(dāng)飛機(jī)在有過冷水滴的云層中飛行時(shí),機(jī)翼、螺旋槳會(huì)淞附積冰,影響飛機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)性能而造成失事。因此,為了冬季飛行安全,現(xiàn)代飛機(jī)基本都安裝有除冰設(shè)備。
電力通訊
寒潮引發(fā)的凍雨天氣會(huì)造成電線上積滿雨凇,而雨凇最大的危害便是使供電線路中斷。高壓線高高的鋼塔在下雪天時(shí),可以會(huì)承受2-3倍的重量,但是如果有雨凇的話,可能會(huì)承受10-20倍的電線重量。電線或樹枝上出現(xiàn)雨凇時(shí),電線結(jié)冰后,遇冷收縮,加上風(fēng)吹引起的震蕩和雨凇重量的影響,能使電線和電話線不勝重荷而被壓斷,幾公里甚至幾十公里的電線桿成排傾倒,造成輸電、通訊中斷。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
由于冰層不斷地凍結(jié)加厚,常會(huì)壓斷樹枝,因此雨凇能大面積地破壞幼林、凍傷果樹,使林業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失。堅(jiān)硬的土壤冰層也能使覆蓋在它下面的莊稼糜爛,如果麥田結(jié)冰,就會(huì)凍斷返青的冬小麥,或凍死早春播種的作物幼苗。另外,嚴(yán)重的雨凇還會(huì)把房子壓塌,危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
相關(guān)案例
1977年10月27至28日,河北省的承德市塞罕壩林場(chǎng)遭遇了罕見的雨凇災(zāi)害,57萬畝林地受災(zāi),20萬畝樹木一夜之間被壓彎、壓折,十多年的造林成果損失過半。
1979年1月28日至2月3日,青島市市區(qū)和部分縣連續(xù)遭受雨凇災(zāi)害,造成大面積停電。
2008年1月27日,五十年罕見冰凍災(zāi)害使湖南電網(wǎng)輸變電設(shè)施大面積嚴(yán)重覆冰。湖南省送變電建設(shè)公司在執(zhí)行華電長(zhǎng)沙電廠沙坪變電站500千伏線路人工除冰任務(wù)時(shí),因線路復(fù)冰太厚,鐵塔不堪重負(fù)發(fā)生塌,導(dǎo)致三名搶修作業(yè)人員死亡。
2009年3月1日,廬山出現(xiàn)凍雨現(xiàn)象并形成雨淞景觀,此次雨凇厚達(dá)20毫米,形成多年不遇的獨(dú)特景觀。
2023年11月13日,受強(qiáng)冷空氣影響,廣西壯族自治區(qū)柳州市北部縣份高寒山區(qū)氣溫跌破冰點(diǎn),出現(xiàn)霧凇雨凇景觀。
2024年2月2日,武漢下起凍雨,萬物表面都凍結(jié)出冰層,形成“雨凇”景觀。
雨凇與霧凇、凍雨的區(qū)別
雨凇
雨凇指的是過冷卻雨滴碰到冰點(diǎn)附近的地面或地物上,立即凍結(jié)而成的堅(jiān)硬冰層,通常是透明的或毛玻璃狀的緊密冰層。雨凇與地表水的結(jié)冰有明顯不同,雨凇是邊降邊凍,能立即粘附在裸露物的外表而不流失,形成越來越厚的堅(jiān)實(shí)冰層,從而使被附著物負(fù)重加大,發(fā)展到一定程度時(shí)會(huì)對(duì)附著物產(chǎn)生直接災(zāi)害并引發(fā)間接危害。
霧凇
霧凇指的是在空氣層中水汽直接凝華,或過冷卻霧滴直接凍結(jié)在地物迎風(fēng)面上的乳白色冰晶。當(dāng)?shù)孛孢^冷卻霧滴碰撞到同樣低于凍結(jié)溫度的物體時(shí),便會(huì)形成霧凇。霧凇層由小冰粒構(gòu)成,在它們之間有氣孔,由于各個(gè)過冷水滴的迅速凍結(jié),相鄰冰粒之間的內(nèi)聚力較差,易于從附著物上脫落。霧凇是受到人們普遍欣賞的一種自然美景,嚴(yán)重的霧凇有時(shí)也會(huì)將電線、樹木壓斷,造成損失。
此外,霧凇是天然“空氣加濕器”和“負(fù)氧離子發(fā)生器”,具有一定的消噪能力,是環(huán)境的天然“消音器”,霧凇融化產(chǎn)生的水分,對(duì)北方越冬作物也有利。
凍雨
凍雨是由過冷水滴組成,與溫度低于0℃的物體碰撞立即凍結(jié)的降水。低于0℃的雨滴在溫度略低于0℃的空氣中能夠保持過冷狀態(tài),其外觀同一般雨滴相同。凍雨過后一般會(huì)形成雨凇或霧凇的景觀,但凍雨是一種特殊類型的降雨和天氣現(xiàn)象,而雨凇是凍雨的結(jié)果,是一種災(zāi)害或景觀。
由于雨凇、霧凇兩者形成機(jī)制和結(jié)構(gòu)的差異,前者造成災(zāi)害的可能性與程度都大大超過后者。霧凇的密度小,重量輕,對(duì)于電線、樹木的破壞性要比雨凇小得多。
參考資料:
參考資料 >
山東這里下雪了!強(qiáng)冷空氣繼續(xù)發(fā)威,多地再遇“換季式”降溫.環(huán)球網(wǎng).2023-11-13
【科普】霧凇還是雨凇?別再傻傻分不清了.新華網(wǎng).2023-11-14
解讀凍雨、雨凇和霧凇.中國(guó)氣象局.2023-11-13
雨凇、霧凇和凍雨.中國(guó)氣象局.2023-11-14
中國(guó)雨凇的時(shí)空變化.中國(guó)氣象臺(tái).2023-11-14
華安雨凇奇觀|再不來可能就要等一年啦.漳州市華安縣人民政府.2023-11-14
寒潮對(duì)電力的影響.中國(guó)天氣.2023-11-14
文物和檔案故事征集展播|《記錄荒漠變綠洲 見證輝煌七十年》.澎湃新聞.2023-11-14
1979年 大事記.青島市情網(wǎng).2023-11-14
湖南緊急搶修受損電網(wǎng) 三電力員工因公殉職.中國(guó)新聞網(wǎng)·.2023-11-14
湖南3名電力職工除冰時(shí)殉職 有望追認(rèn)為烈士.新浪網(wǎng).2023-11-14
廬山出現(xiàn)美麗雨凇景觀(圖)--江西日?qǐng)?bào).大江網(wǎng).2023-11-14
氣溫跌破冰點(diǎn)!柳州今年入冬首次出現(xiàn)霧凇雨凇景觀.廣西新聞網(wǎng).2023-11-14
武漢現(xiàn)“雨凇”奇景,需重點(diǎn)防范道路結(jié)冰等不利影響.今日頭條.2024-02-03