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冻雨——是冰,还是雨?

 羊羊的地理教室 2023-04-24 发布于浙江

松针叶子上有一层晶莹剔透的冰,是哪里来的呢?和雾凇一样“长”出来的嘛?其实上图中的冰,我们把它叫作“雨凇”(俗称冰凌),是一种特殊的雨——冻雨带来的。今天我们就来看看什么是冻雨,又是怎么形成的呢?为什么它是一种气象灾害?

01

是什么?怎么形成的?

当地表温度低于0℃,过冷雨滴就会落地成冰,这种现象叫冻雨。南方一些地方将它叫作“下冰凌”,北方称它为“地油子”或“流冰”。

【过冷雨滴】低于0℃的雨滴,因没有找到冻结时必需的冻结核,没有凝结成冰粒或雪花。

【冻结核】指使过冷却水发生冻结的物质微粒。天然的冻结核大多数是一些岩石或土壤的微粒,进入地球大气的流星碎屑也是冻结核的重要来源之一。

【过冷水】因缺少冻结核,或其它原因,在0℃以下还保持着液态的水。

一杯过冷水中放入一片叶子

(源自视频https://www./watch?v=8e4pAXy1iZI)

这种现象常见于初冬或冬末春初(12月至次年2月)。当冷空气南下遇到暖湿气流时,低于结冰温度的冷空气像楔子一样插在暖空气的下方。近地层地表温度骤降到0℃以下,湿润的暖空气被抬升,形成降水。

【降水】指地面从大气中获得的水汽凝结物,自然界中发生的雨、雪、露、霜、霰、雹等现象等都属于降水的范畴。

降水可以分成垂直降水(空中降落到地面的液态或固态的降水)和水平降水(水汽直接在近地表产生的凝结物)。

垂直降水主要有雨、雪、霰(xiàn)、雹;水平降水包括霜、露、雾。我们平时统计的年降水量,一般指的是垂直降水。

冻雨具体的形成过程是这样的:

起初以雪的形式从高空云层落下,

下降过程中先遇到暖气流层融化成雨滴,

再遇到冷气流层形成过冷雨滴,

最后落到低于0℃的物体上凝固。

制图|筱海

这个过程中,大气温度在垂直方向上,呈现上下冷、中间暖的状态;从上至下分别为:冰晶层、暖层、冷层。

细心的你可能已经发现,上图中垂直方向的气温结构有些特殊,有一部分出现了海拔越高,气温越高的逆温现象。这种逆温现象会出现冷、暖气团交汇的锋面附近(锋面逆温)。暖、湿的气团被抬升,在上升过程中(温度降低,水汽饱和点降低),水汽冷却凝结,形成降水。在我国,这种情况形成的冻雨在东北可以看到,但总体来说,并不算多见,因为这需要很强的冷暖空气对抗,在美国大平原出现较多。

制图|筱海

复杂的地形也会形成这种非常规的温度结构。比如在云贵交界的乌蒙山区,东北方来的冷空气爬坡南上,受阻于乌蒙山东侧;西南方来的暖湿空气,在地形高处,往东北方向推进,这样在垂直方向上也可以形成“冷-暖-冷”的温度结构。

制图|筱海

02

气象灾害冻雨形成的雨凇很好看,但它其实是一种气象灾害,会对人们的生产生活产生不小的影响。

冻雨标志

输电通讯

当大量的过冷水滴落到输电线上,可能会压断这些输电或通讯设备,使得电信和输电中断,造成生产生活的不便。

交通

当过冷水滴落到地面上,结冰,降低了地面的摩擦力,会增加交通事故发生的机率。

农业

落到作物上结冰,会冻伤返青的冬麦,或其他早春播种的作物幼苗(幼林、果树等)。

03

在哪里?

在我国,冻雨南方比北方多,湿润地区比干旱地区多,山区比平原多(天山、大兴安岭等)。而在山区,山顶和山谷差异较大。山区的部分谷底较少,而山势较高处几乎年年都有冻雨发生。

出现冻雨较多的地区有贵州、湖南、江西、湖北、河南、安徽、江苏,山东、河北、陕西、甘肃、辽宁南部、新疆北部

图源 | 中国天气

我国贵州的威宁被誉为“冻雨之乡”(常年冻雨日数可达44.6天),这与它特殊的地理位置密不可分。

地处云贵高原东北侧斜坡地带,地势西高东低。冬季,南下的北方冷气团(下方左图蓝色箭头)受到云贵高原的阻挡,在黔西滇东形成云贵准静止锋。来自孟加拉湾的暖湿气流(下方左图红色箭头)源源不断地输送水汽,导致威宁和贵州阴雨连绵。而这时,如果近地表的冷气团温度低于0℃,就达到了形成冻雨的条件。

虽然冻雨会带来一些负面影响,但以下措施也可以尽量减少损失:

出现冻雨后,应及时除冰。借助融冰技术手段及时组织人力清除。

居民尽量减少外出,外出时做好保暖和防滑措施,注意避让机动车。

驾驶机动车时减速慢行,必要时需要给轮胎安装防滑链。

作物、果树等需要及时加盖保护措施。

加强冻雨灾害性天气的监测、预警等。

04

一起来做题呀~

2020年11月18、19日,长春地区经历了雨、冻雨,再到雪的天气过程。如果冰晶在下落的过程中经过一个暖层(温度大于0℃)融化成液态水滴,又经过地面冷层(温度小于0℃),水滴落在地面就会结冰,这就是冻雨。据此完成下面小题。1.下图为此次天气过程不同时刻,长春地区近地面气温垂直变化图,按时间先后顺序排列正确的是:

A. T0 T1 T2    B. T1 T0 T2 C. T1 T2 T0    D. T2 T0 T1

2.冻雨形成的特殊条件是:A.地面低于0℃,暖层高于0℃B.地面低于0℃,暖层低于0℃C.地面高于0℃,暖层低于0℃D.地面高于0℃,暖层高于0℃

参考答案

(上下滑动查看)

1.C

【解析】可根据长春地区经历了雨、冻雨、雪的天气过程,得出近地面温度在不断下降。由图可知近地面温度T1>T2>T0,故选C。

2.A

【解析】根据材料可知冻雨的形成条件:冰晶在下落过程中经过一个暖层(温度大于0℃),又经过近地面冷层(温度小于0℃),落在地表结冰,故选A。

冻雨是由冰水混合物组成,与低于0℃的物体碰撞立即冻结的降水。下图为27°N附近我国某区域一次大范围冻雨过程发生时的平均气温空间分布图(单位:℃)据此完成下列各题。

参考答案

(上下滑动查看)

1.B【解析】冻雨的形成需要近地表温度小于0摄氏度,根据等温线可知,Ⅰ地温度约为3-4℃,Ⅱ地温度-1℃左右,Ⅲ地温度5-6℃,Ⅳ地温度11-12℃,故选B。

2.B【解析】冻雨通常不伴随大雾天气,不影响道路能见度,故A错误;冻雨冻结在电线上,冰的重量可能使电线绷断,严重时会拉倒电线杆,电塔倒塌,使信号和输电中断,导致水塔无法正常供水,出现大面积的停水和停电,故选项B正确;冻雨对地质条件影响小,不会引发滑坡、泥石流,故C错误;D.城市供暖系统一般在地下,地上部分有保温层的保护,因此冻雨不会造成城市供暖系统大瘫痪,故D错误。

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