分享

雪崩知识 101

 虎鲨1380 2018-12-26

为什么某个雪季的1,2月份几乎每天的雪崩风险都是3或4?即使没有新的降雪


为什么冬季朝南的雪坡更加安全,较少雪崩?


为什么某场降雪之后,雪崩风险会从4到3到2每天降一级?


为什么最近一周都没有降雪,温度也没有升高,雪崩风险却突然升高?


为什么岩石特别多的地方容易雪崩,树林密集的地方不容易雪崩?


为什么只看雪崩风险的等级不足以规划登山滑雪的路线?


希望你看过这篇文章之后有所收获,哪怕只有一点点。




本文主要讨论滑雪者可能遇到的雪崩,适用于道外滑雪(off piste)和登山滑雪(ski touring)


由于作者水平有限,雪崩却是一个关乎生死的敏感话题,建议大家通过专业课程学习雪崩知识。本文只用来交流讨论,作者不负任何责任...


PS: 本文中某些图片来自wikipedia和avalanche.org,没有经过授权。虽然本文作者很不喜欢用非授权的图片/视频在自己的文章中,但是关于雪崩尤其是雪的结构的图片确实很难自己拍摄到,最终不得不用别人的照片,抱歉~




滑雪者所能遇到的雪崩可以分为两类:干雪雪崩和湿雪雪崩(wet avalanche),当谈论干雪雪崩的时候,大家指的基本都是平板雪崩(slab avalanche)


95%因为雪崩受伤的案例都是由于平板雪崩(slab avalanche),这也是本文讨论的重点,关于雪崩的其他话题请期待《雪崩知识102


slab在英文中的意思是平板 厚片slab avalanche的直观解释是:雪面表层的雪像一块平板一样沿着山坡整体滑落下来。平均来说,slab的大小是70m宽,50cm厚,通常发生在朝向 西-- 的雪坡上。


本文分为四部分,先介绍slab avalanche的四个要素,再介绍雪从降落到最终融化的过程,最后介绍两种最重要却经常被混淆的weak layer: surface hoar和depth hoar



1. slab avalanche四要素


发生slab avalanche需要四个要素:

  • 坡度大于30

  • 表层雪(无论看起来 松软 或者 密实)

  • 脆弱层(weak layer)

  • 底层雪(bed surface)


Slab avalanche可以类比为: 在倾斜的桌面上放上一本书,书会沿着桌面滑下去。在这个类比中,书就是表层雪slab,桌子是底层雪,光滑的桌面是脆弱层。


任何时候,只要上诉四个要素同时满足,就有很大的雪崩风险。slab avalanche通常都是由外部因素所触发,也就是滑雪者。在一些比较陡而且容易受到风的影响的雪坡上,尤其是山脊附近,也经常能看到自然触发的slab avalanche。


下面分别介绍一下这几个要素:


坡度


a. slab avalanche通常发生在30度以上的雪坡,只有在极不稳定的雪况下才会在30度以下的雪坡发生(3%)


b. 75%的雪崩发生在34到45度的雪坡上,这也是滑起来最舒服的雪坡


c. 38度的雪坡是”最“危险的,因为它看起来和35度的雪坡差别不大,却很容易触发雪崩


表层雪


表层雪并不一定要”看起来“非常密实,其实,表层雪到底密实与否很难通过肉眼看出来,只要表层雪下面有更弱的一侧脆弱层(weak layer),表层雪就可以成为一整块slab形成雪崩


脆弱层, weak layer


脆弱层指的是雪层中间某一层非常脆弱的部分。脆弱层上下的雪不能够很好的粘合在一起,上层的雪(也就是表层雪)和脆弱层完全脱离,沿着脆弱层整体滑下来就是我们这里讨论的slab avalanche。


原则上来说,任何类型的雪都可能成为脆弱层,但实际上,脆弱层通常分为下面几种:


a. Depth Hoar (faceted snow): 因为雪层温差大,在雪层中间形成的 大块,颗粒状,脆弱的雪层


b. Surface Hoar: 晴朗寒冷的夜晚,在雪表面形成的 大块,颗粒装 雪结晶。被新下的雪覆盖之后就会变成脆弱层


c. 被雪覆盖的冰层


d. 雪层中间,疏松,没有很好的粘合在一起的密度很轻的雪层


底层雪 bed surface


底层雪指雪层下面密实,相对坚硬的一层雪,分为下面几种类型:


a. 很久之前的一层降雪 已经很好的粘合在一起


b. rain/sun/wind/merlt-freeze crust,曾经下过的雪,被阳光//雨作用之后在表层形成了一层crust的雪层。crust翻译成中文的意思是”硬壳“


c. wind packed snow, 被风吹的非常紧实的雪层


值得一提的是,有些时候并不需要底层雪,地表的岩石和草地也可以被认为是”底层雪“。这种地面上所有雪合成一块滑沿着地面滑落下来也是slab avalanche,这种雪崩通常发生在雪季初。


下图分别是wind crust, rain crust, sun crust





2. 从落地到融化,雪的一生...


大家天天说滑雪,但其实”雪“是一个非常复杂的概念,不同状态不同时期的雪差别很大。了解一片雪花从落地到最终融化之间的变化,有助于理解上面提到的表层雪, 底层雪和各种weak layer。


a. 粉雪


大家都喜欢粉雪(powder),作为刚刚降落到地面的新雪,粉雪由松软的小雪花(四周尖锐)组成,很难用手捏成一个雪球。因为非常松软,在粉雪中空气占了很大比例的体积。


严格意义上来说,只有在低温(小雪花不会黏在一起)且无风条件下(雪花不会被风积压在一起)的降雪才可以被称为粉雪。


刚下的粉雪只要量不是非常大(<20cm)的话基本没有危险,40cm以上的话就有显著的雪崩风险,80cm以上就会变得非常危险。原因是新下的粉雪密度低,比较松软,还没有和旧雪很好的粘合在一起,量少的时候危险不大(松软,难以形成一个slab),然而短时间大量的降雪会让上层的粉雪挤压下层的粉雪变得更加紧密,更容易形成slab avalanche。



b. 风


上面提到的这种降雪模式是理想的降雪模式,没有风,雪花慢慢飘下来,但事实上,大部分降雪伴随着大风。风的可怕之处在于下面两点:


  • 下新雪的同时刮强风,雪花被吹成更小的颗粒,落在地上之后挤压粘合在一起

  • 相比于自然降雪,风可以以5倍甚至10倍的速度在局部产生积雪。预报降雪20cm,但是某些顺风坡可能有超过100cm的积雪,雪崩隐患大大增加。


关于风的作用,一个坏消息是:因为风的作用而大量积雪的雪坡,从表面看起来仍旧很光滑,肉眼很难分辨。同时有一个好消息是:风在山脊和山顶会留下明显的痕迹,形成cornice和wind crust



即使没有新的降雪,强风也会重新分配雪面表层的浮雪分布,产生类似上面提到的效果,让雪崩风险大大增加。这也就是为什么,有的时候,虽然没有新的降雪,但是雪崩风险却显著增加了,背后的原因通常是大风。


雪崩新人总是很关注降雪量,其实大部分时候风才是滑雪爱好者更大的敌人。



c. 沉降 rounding


不考虑风等外力作用,粉雪随着时间的推移通常会自身产生一些变化,英文叫做rounding, 中文用”沉降“这个词比较合适。


刚下的粉雪各个棱角非常尖锐,很难粘合在一起,随着时间的推移,雪花的棱角会慢慢变小甚至消失,这让雪层变薄的同时,雪花更好的粘合在一起,雪崩风险也会降低,这个过程就是沉降(rounding)。


对于滑雪者来说,沉降之后的雪是最好的雪,一方面滑起来仍旧和粉雪的感觉类似,另一方面雪崩风险大大的降低,可以滑更陡的路线,但这一切的前提是从降雪到沉降的过程中没有风和新雪等其他外力的作用。


雪层沉降的速度取决于沉降过程中的温度和下雪时雪花的形状(雪花的形状取决于下雪时的温度,湿度和风),只要层内部温差不大,并且雪面温度不低于-10摄氏度,沉降就会发生。在极寒地区(始终低于-10摄氏度),粉雪很难沉降,虽然雪可以一直保持粉雪状态,但雪崩风险不会随着时间推移而降低。



d. 变质 faceting


上面提到的沉降(rounding)会让雪层变得更加稳定,但前提是层内部温差不大(划重点)。


如果雪层内部温差大的话,雪会发生另一种变化: 变质(faceting)。faceting这个词很难翻译成中文,我将其翻译成”变质“是为了给大家留下”faceting是不好的变化“这样一个印象。


变质(faceting)后的雪变得不稳定,很容易形成非常危险的脆弱层(weak layer): depth hoar。关于depth hoar我们在后面单独讨论。



e. 融化


每年到了春天,温度升高,日照变强,雪层表面白天融化(merlt),夜晚冻住(freeze),雪层一点点变薄。


这时候是登山滑雪的好季节,大家天亮之前就出发,在雪还没有开始融化仍旧稳定时候爬山,雪面开始融化之后滑雪下来,可以滑到很好的玉米雪(corn snow),这时候主要的雪崩危险变成了高温下的湿雪雪崩(wet avalanche),以后专门讨论。



3. Surface Hoar


surface hoar很难准确的翻译成中文,中文中的”霜“对应的英文是hoar。不论是surface hoar还是下面的depth hoar,这里的hoar可以理解为水分子晶状体,和传统意义上的雪已经有很大的不同。


surface hoar并不是一种类型的降雪,而是降雪之后在雪的表面形成的大颗粒的冰晶。


寒冷晴朗的夜晚,昼夜温差大,白天较高的温度温暖了整个雪层,到了晚上,雪层表面急剧降温,雪层内部温度仍旧较高,雪层内部的水汽向上散发,在雪的表面结成冰晶,和雪面的雪粒结合在一起,多个这样的夜晚就慢慢形成了surface hoar


多云的夜晚不容易产生surface hoar,云彩像是给大地盖上了一层棉被,地表的热量难以散发出去,雪层内部的水分也是如此。另外,surface hoar 通常出现在庇荫的北坡上,或是山谷深处,尤其是小溪边.


雪层表面形成的surface hoar并不危险,危险的是当surface hoar被埋在新雪之下无法和新雪粘合在一起,就会变成weak layer



4. Depth Hoar


Depth hoar是在雪层内部形成的U型冰晶颗粒,是非常危险的脆弱层(weak layer),而且这种危险可以持续很久


不同于surface hoarwind slabdepth hoar并非形成在雪层表面,而是雪层内部变质(faceting)形成的,如果不是挖snowpit,肉眼完全看不到,这也让它在某种程度变得更加危险。


Depth hoar的形成主要是由于雪层内部的高温差,只要雪层内部每厘米深度的温差达到或者超过0.25摄氏度,depth hoar就会慢慢形成。


注:0.25摄氏度/厘米这个阈值并不固定,这同时取决于雪层表面的温度。但可以肯定的是,单位深度的温差越大,越容易形成depth hoar



Depth Hoar的形成原理:


在雪层内部通常是下面温度高,上面温度低,当温差很大的时候,雪层下面的水分子向上扩散,预冷,形成U型冰晶,慢慢形成depth hoar


通常来说地表温度通常一直保持在0摄氏度左右,然而雪的表面的温度受日照,空气温度的影响。深冬(12,1,2)季节的雪面温度通常很低,如果雪面温度是-15摄氏度,雪底温度是0摄氏度,雪层厚度是1米的话,平均每厘米的温差会是0.15 摄氏度,这种情况下很难形成depth hoar。如果雪层厚度只有50cm的话,平均每厘米的温差达到0.3摄氏度,就很容易形成depth hoar了。


通过上面depth hoar的形成原理,可以很清楚的看到:


a. Depth hoar主要形成于雪季初,这时候雪面温度低,雪层还不够厚


b. 在北半球,depth hoar通常形成在西北到东北朝向的雪坡上,因为这些雪坡深冬季节日照很少,雪面温度更加低,更容易形成depth hoar


c. 在非常rocky的地方更容易形成depth hoar,因为凸起的岩石部分的雪层比较薄,而且岩石表面的温度更容易保持在0度甚至更高。这也从一个角度解释了为什么通常在山脊之下非常rocky的地方有很多自然的雪崩发生。


Depth Hoar一旦形成,很难消除,当大家提到persistent weak layer的时候通常指的都是depth hoar


作者曾经和奥地利的guide一起吃饭的时候听到了一句话,印象非常深刻,他说,15-16雪季12月份的时候,在guide中间就达成了广泛的共识,这一年会是一个雪崩年“(avalanche year),原因是11月份下了一些雪,整整12月份都没有下雪,雪层中广泛形成了严重的depth hoar,即使12月份大量降雪,depth hoar已经形成,短时间内很难消除,这一层depth hoar会一直持续到三月份,带来很大的麻烦。


如果雪季初有大量,不间断的降雪的话,depth hoar通常不是很大的问题。最怕的就是雪季初下了一场大雪之后很久都不下新雪。





stay safe and have fun


以后有时间再写《雪崩知识102

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多