雨凇災害的形成和危害
什麼是雨凇
超冷卻的降水在碰到溫度等於或低於零攝氏度的物體表麵時所形成玻璃狀的透明或無澤的表麵粗糙的冰覆蓋層,叫做雨凇,俗稱“樹掛”,也叫冰淩、樹凝,形成雨凇的雨稱為凍雨。我國南方把凍雨叫做“下冰淩”“天淩”或“牛皮淩”。
《春秋》載:成公十六年十有六年春,王正月,雨,木冰。這則記載的意思是:魯成公十六年(即公元前575年)春天,周曆 正月,下雨,樹木枝條上凝聚了雨冰。這是世界上對雨凇的較早記載。
雨凇的形態
雨凇比其他形式的冰粒堅硬、透明而且密度大(0.85克/立方厘米),和雨凇相似的霧凇密度卻隻有0.25克/立方厘米。
雨凇的結構清晰可見,表麵一般都比較光滑,其橫截麵呈楔狀或橢圓狀,它可以發生在水平麵上,也可發生在垂直麵上,與風向有很大關係,多形成於樹木的迎風麵上尖端朝風的來向。根據它們的形態分為梳狀雨凇、橢圓狀雨凇、匣狀雨凇和波狀雨凇等。
雨凇的形成
雨凇和霧凇的形成機製差不多,通常出現在陰天,多為冷雨產生,持續時間一般較長,日變化不很明顯,晝夜均可產生。
雨凇是在特定的天氣背景下產生的降水現象。形成雨凇時的典型天氣是微寒,也就是溫度在0℃~3℃之間,有雨、風力強、霧滴大,多在冷空氣與暖空氣交鋒且暖空氣勢力較強的情況下才會發生。
在風雨交加,溫度接近冰點的條件下,江淮流域上空的西北氣流和西南氣流都很強,地麵有冷空氣侵入,這時靠近地麵一層的空氣溫度較低(稍低於零攝氏度),1500米至3000米上空又有溫度高於零攝氏度的暖氣流北上,形成一個暖空氣層或雲層。
3000米以上則是高空大氣,溫度低於0℃,雲層溫度往往在零下10℃以下,即2000米左右高空,大氣溫度一般為0℃左右,而2000米以下溫度又低於0℃,也就是近地麵存在一個逆溫層。大氣垂直結構呈上下冷、中間暖的狀態,自上而下分別為冰晶層、暖 層和冷層。
從冰晶層掉下來的雪花通過暖層時融化成雨滴,接著當它進入靠近地麵的冷氣層時,雨滴便迅速冷卻,成為過冷卻雨滴,被稱為“過冷卻”水滴(如過冷卻雨滴、過冷卻霧滴),形成雨凇的霧滴、水滴均較大,而且凝結的速度也快。
由於這些雨滴的直徑很小,溫度雖然降到0℃以下,但還來不及凍結便掉了下來。
當這些過冷卻雨滴降至溫度低於0℃的地麵及樹枝、電線等物體上時,便集聚起來布滿物體表麵,並立即凍結。凍結成毛玻璃狀透明或半透明的冰層,使樹枝或電線變成粗粗的冰棍,一般外表光滑或略有隆突,有時還邊滴淌邊凍結,結成一條條長長的冰柱,就變成了我們所說的“雨凇”。
如果雨凇是由非過冷卻雨滴降到冷卻得很厲害的地麵或物體 上及雨夾雪凝附和凍結而形成的時候,即由外表非晶體形成的冰層和晶體狀結冰共同混合組成,一般這種雨凇很薄,並且存在的時間相對來說不長。
雨凇的時間與分布
雨凇大多出現在1月上旬至2月上中旬的一個多月內,起始日期具有北方早南方遲、山區早平原遲的特點,結束日則相反。
地勢較高的山區,雨凇開始早,結束晚,雨凇期略長。如皖南的黃山光明頂,雨凇一般發生在11月上旬初開始,次年4月上旬結束,長達5個月之久。
據統計,江淮流域的雨凇天氣,淮河以北地區2年至3年一遇,淮河以南7年至8年一遇。但在山區,山穀和山頂差異較大,山區的 部分穀地幾乎沒有雨凇,而山勢較高處幾乎年年都有雨凇發生。
雨凇以山地和湖區多見。我國大部分地區雨凇都在12月至次年3月出現。我國年平均雨凇日數分布特點是南方多、北方少,然而華南地區因冬暖,極少有接近零度的低溫,因此既無冰雹也無雨凇;潮濕地區多而幹旱地區少。
我國年平均雨凇日數
在20天~30天以上的台站,差不多都是高山站。而平原地區絕大多數台站的年平均雨凇日數都在5天以下。雨凇最多的季節常發生在冬季,嚴寒的北方地區較溫暖的春秋季節為多,如長白山天池氣象站雨凇最多月份是5月,平均出現