冻雨是初冬或冬末春初时节见到的一种天气现象,是一种灾害性天气。
当较强的冷空气南下遇到暖湿气流时,冷空气像楔子一样插在暖空气的下方,近地层气温骤降到0℃以下,湿润的暖空气被抬升,并成云致雨。当雨滴从空中落下来时,由于近地面的气温很低,在电线杆、树木、植被及道路表面都会冻结上一层晶莹透亮的薄冰,气象上把这种天气现象称为“冻雨”。我国南方一些地区把冻雨又叫做“下冰凌”,北方地区称它为“地油子”。雨滴与地面或地物、飞机等物相碰而即刻冻结的雨称为冻雨。这种雨从天空落下时是低于0℃的过冷水滴,在碰到树枝、电线、枯草或其他地上物时,就会在这些物体上冻结成外表光滑、晶莹透明的一层冰壳,有时边冻边淌,像一条条冰柱。这种冰层在气象学上又称为“雨凇”或冰凌。冻雨是过冷雨滴或毛毛雨落到温度在冰点以下的地面上,水滴在地面和物体上迅速冻结而成的透明或半透明冰层,这种冰层可形成“千崖冰玉里,万峰水晶中”的壮美景象。如遇毛毛雨时,则出现粒凇,粒凇表面粗糙,粒状结构清晰可辨;如遇较大雨滴或降雨强度较大时,往往形成明冰凇,明冰凇表面光滑,透明密实,常在电线、树枝或舰船上一边流一边冻,形成长长的冰挂。冻雨多发生在冬季和早春时期。我国出现冻雨较多的地区是贵州省,其次是湖南省、江西省、湖北省、河南省、安徽省、江苏省及山东省、河北省、陕西省、甘肃省、辽宁省南部等地,其中山区比平原多,高山最多。雨水从空中落下来结成冰,能致害吗?能,这种冰积聚到一定程度时,不仅有害,而且危害不浅。
冻雨的成因
入冬,雨落在树木、高楼、山岩、电杆等物体上,立即结成了冰,老百姓习惯叫“滴水成冰”。这种雨在气象学上叫“冻雨”(它的凝聚物叫“雨淞”)。它和人们常说的一般水滴不同,而是一种过冷却水滴(温度低于0℃),在云体中它本该凝结成冰粒或雪花,然而找不到冻结时必需的冻结核,于是它成了碰上物体就能结冻的过冷却水滴。
低温导致冻雨形成“冻雨”落在电线、树枝、地面上,随即结成外表光滑的一层薄冰,冰越结越厚,结聚过程中还边流动边冻结,结果便制造出一串串钟乳石似的冰柱、冰穗(俗称“冰挂”),它们晶莹透亮,遇上阳光,放射出五彩光芒,煞是好看!可惜的是,当它的重量超过物体的承载能力的时候,悲剧就发生了。形成“冻雨”,要使过冷却水滴顺利地降落到地面,往往离不开特定的天气条件:近地面2000米左右的空气层温度稍低于0℃;2000~4000米的空气层温度高于0℃,比较暖一点;再往上一层又低于0℃,这样的大气层结构,使得上层云中的过冷却水滴、冰晶和雪花,掉进比较暖一点的气层,都变成液态水滴。再向下掉,又进入不算厚的冻结层。当它们随风下落,正准备冻结的时候,已经以过冷却的形式接触到冰冷的物体,转眼形成坚实的“冻雨”!
冻雨是由过冷水滴组成,与温度低于0℃的物体碰撞立即冻结的降水。低于0℃的雨滴在温度略低于0℃的空气中能够保持过冷状态,其外观同一般雨滴相同,当它落到温度为0℃以下的物体上时,立刻冻结成外表光滑而透明的冰层,称为雨凇。严重的雨凇会压断树木、电线杆,使通讯、供电中止,妨碍公路和铁路交通,威胁飞机的飞行安全。冻雨出现时地面往往不太寒冷(0~3℃),上空为逆稳,有一层温度高于0℃的暖层。降水在暖层里为雨滴,下落到近地面大气中就成为过冷却的冻雨,往往会造成一些危害。
如果雨滴不断地打落在这些结了冰的物体表面时,就慢慢地形成一条条冰柱。太阳出来后,在阳光的照耀下的冰柱闪闪发亮,分外妖娆,冻雨给人们增添了秀丽动人的景色。但它造成的危害也是十分严重的。如电线上结上冰凌后增加了重量、遇冷会发生收缩,使得电线绷断,导致通信和输电中断事故;农作物遇到冻雨后被冻伤、冻死;地面上结冰,交通事故将剧增。所以,持续数天出现冻雨,其造成的灾害还是很大的。
冻雨的危害
冻雨风光值得观赏,但它毕竟是一种灾害性天气,它所造成的危害是不可忽视的。电线结冰后,遇冷收缩,加上冻雨重量的影响,就会绷断。有时,成排的电线杆被拉倒,使电讯和输电中断。公路交通因地面结冰而受阻,交通事故也因此增多。大田结冰,会冻断返青的冬麦,或冻死早春播种的作物幼苗。另外,冻雨还能大面积地破坏幼林、冻伤果树等。冻雨厚度一般可达10~20毫米,最厚的有30~40毫米。冻雨发生时,风力往往较大,所以冻雨对交通运输,特别对通讯和输电线路影响更大。据气象专家分析,冻雨是在特定的天气背景下产生的降水现象。在此期间,江淮流域上空的西北气流和西南气流都很强,地面有冷空气侵入,1500~3000米上空又有暖气流北上,大气垂直结构呈上下冷、中间暖的状态,自上而下分别为冰晶层、暖层和冷层。即3000米以上高空大气温度往往在-10℃以下,2000米左右高空,大气温度一般为0℃左右,而2000米以下温度又低于0℃。冻雨大多出现在1月上旬至2月上、中旬的1个多月内,起始日期具有北早南迟,山区早、平原迟的特点,结束日则相反。地势较高的山区,冻雨开始早,结束晚,冻雨期略长。如皖南黄山光明顶,冻雨一般在11月上旬初开始,次年4月上旬结束,长达5个月之久。据统计,江淮流域的冻雨天气,沿淮淮北2~3年一遇,淮河以南7~8年一遇。但在山区,山谷和山顶差异较大,山区的部分谷地几乎没有冻雨,而山势较高处几乎年年都有冻雨发生。冻雨是一种灾害性天气,它大量冻结积累后能压断电线和电话线,严重的冻雨会把房子压坍,飞机在有过冷水滴的云层中飞行时,机翼、螺旋桨会积水,影响飞机空气动力性能造成失事。
冻雨的预防
消除冻雨灾害的方法,主要是在冻雨出现时,发动输电线沿线居民不断把电线上的雨凇敲刮干净;在飞机上安装除冰设备或干脆绕开冻雨区域飞行。