雨凇害
概述
雨凇害(verglas damage)過冷卻雨水在植物體表面凝結(jié)成冰(即雨凇)或冰層使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到損失的一種自然災(zāi)害。 也包括雨凇對(duì)供電系統(tǒng)、通訊線路、交通運(yùn)輸以及航空飛行安全的危害。
雨凇的形成
當(dāng)近地氣層溫度低于0℃,較高氣層上溫度高于0℃,從0℃以上的云層中下降的雨滴,經(jīng)過近地氣層時(shí)成為過冷卻狀態(tài),落到地面較冷物體上即凍結(jié)成雨凇。雨凇的分布南方多于北方,山區(qū)多于平原,北方多在春秋季,南方多在冬季,以潮濕山區(qū)為多。雨凇常較多凝聚在樹木枝干的迎風(fēng)面,因重力作用使枝干彎曲,嚴(yán)重時(shí)折斷劈裂,甚至根倒。
雨凇的厚度可達(dá)幾厘米到幾十厘米。河北省塞罕壩林場(chǎng)曾測(cè)得,一棵3m高的落葉松上的雨重為250kg。農(nóng)田中的雨凇一般只維持2-3天,而林區(qū)的雨可維持幾十天。通常雨凇可使作物倒伏、樹木斷技,有時(shí)甚至造成樹木根倒。1977年10月下旬塞罕壩林場(chǎng)的一次兩凇毀林57萬多畝,損失木材96 X 104m3。雨凇害也常給通訊線路設(shè)施帶來嚴(yán)重?fù)p害。
雨凇比其他形式的冰粒堅(jiān)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只有0.25克/立方厘米。雨凇的結(jié)構(gòu)清晰可辨,表面一般光滑,其橫截面呈楔狀或橢圓狀,它可以發(fā)生在水平面上,也可發(fā)生在垂直面上,與風(fēng)向有很大關(guān)系,多形成于樹木的迎風(fēng)面上,尖端朝風(fēng)的來向。根據(jù)它們的形態(tài)分為梳狀雨凇、橢圓狀雨凇、匣狀雨凇和波狀雨凇等。
雨凇以山地和湖區(qū)多見。中國大部分地區(qū)雨凇都在12月至次年3月出現(xiàn)。中國年平均雨凇日數(shù)分布特點(diǎn)是南方多、北方少(但華南地區(qū)因冬暖,極少有接近零度的低溫,因此既無冰雹也無雨?。怀睗竦貐^(qū)多而干旱地區(qū)少(尤以高山地區(qū)雨凇日數(shù)最多)。中國年平均雨凇日數(shù)在20~30天以上的臺(tái)站,差不多都是高山站。而平原地區(qū)絕大多數(shù)臺(tái)站的年平均雨凇日數(shù)都在5天以下。
雨凇大多出現(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。地勢(shì)較高的山區(qū),雨凇開始早,結(jié)束晚,雨凇期略長。如皖南的黃山 光明頂,雨凇一般在11月上旬初開始,次年4月上旬結(jié)束,長達(dá)5個(gè)月之久。據(jù)統(tǒng)計(jì),江淮流域的雨凇天氣,沿淮的淮北地區(qū)2~3年一遇,淮河以南7~8年一遇。但在山區(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。
在60年代里,廣州沒有出現(xiàn)過雨凇,上海、北京、哈爾濱平均每年僅分別出現(xiàn)0.1、0.7和0.5天。中國雨凇日數(shù)最多的臺(tái)站是峨眉山氣象站,平均每年出現(xiàn)141.3天(最多年份167天),其次是金佛山70.2天(最多年份93天),第三位湖北 巴東的綠蔥坡61.5天(最多年份90天)等,都出現(xiàn)在南方高山地區(qū)。北方的雨凇既不多也不嚴(yán)重,干旱地區(qū)尤少。北方雨凇日數(shù)最多的地方就是甘肅省通謂的華家?guī)X、華山和長白山天池,它們平均每年分別出現(xiàn)29.6、19.8和18.5天,也都是高山臺(tái)站。
雨凇最多的季節(jié),冬季嚴(yán)寒的北方地區(qū)以較溫暖的春秋季節(jié)為多,如長白山天池氣象站雨凇最多月份是5月,平均出現(xiàn)5.7天,其次是9月,平均雨凇日3.5天,冬季12月至3月因氣溫太低沒有出現(xiàn)過雨凇。而南方則以較冷的冬季為多,如峨眉山氣象站12月雨凇日數(shù)平均多達(dá)26.4天,1月份也達(dá)24.6天,甚至有的年份12月、1月和3月都曾出現(xiàn)過天天有雨凇的情況。
雨凇的危害程度與雨凇持續(xù)時(shí)間也有關(guān)系。上海市1957年1月15~16日曾出現(xiàn)一次雨凇,持續(xù)了30小時(shí)09分鐘;北京最長連續(xù)雨凇時(shí)數(shù)是30小時(shí)42分鐘,發(fā)生在1957年3月1~2日;哈爾濱最長持續(xù)28小時(shí)29分鐘,發(fā)生在1956年10月18~19日。中國雨凇連續(xù)時(shí)數(shù)最長的地方也發(fā)生在峨眉山,從1969年11月15日一直持續(xù)到1970年3月28日,即持續(xù)3198小時(shí)54分鐘之多。其次是衡山南岳1370小時(shí)57分鐘(1976年12月24日~1977年2月19日),第三為湖南的雪峰山1192小時(shí)09分(1976年12月25日~1977年2月12日)。
雨凇積冰的直徑一般為40—70毫米,也有的幾百毫米,中國雨凇積冰最大直徑出現(xiàn)在衡山南岳,達(dá)1200毫米,其次是巴東綠蔥坡711毫米,再次為湖南雪峰山的648毫米。
氣象站觀測(cè)雨凇積冰直徑用的方法是:由于雨凇在結(jié)冰的過程中,導(dǎo)線變得越來越粗,但當(dāng)雨凇積累到一定直徑時(shí),“雨凇冰棍”必然逐漸碎裂,這時(shí)氣象觀測(cè)人員就干脆全部清除殘冰,讓雨凇重新在導(dǎo)線上凍結(jié)。在高山上,也許要連續(xù)清除幾次以至十幾次,雨凇過程才告停止。按氣象部門規(guī)定,各次碎裂時(shí)最大直徑之和就是全部雨凇過程的最大積冰直徑。
1962年11月24日發(fā)生在衡山南岳的一次雨凇積冰,每米導(dǎo)線上積了16872克,即16.872公斤的重量,是中國目前全部記錄中的冠軍。其他重量較大的紀(jì)錄有:湖南雪峰山15616克,黃山12148克,廬山5468克和金佛山5440克等。河南省 商丘縣1966年3月5~9日的一場(chǎng)雨凇,最大直徑160厘米,最大積冰直徑1400克/米,則是60年代平原氣象站中的罕見記錄了。
雨凇的危害
雨凇也會(huì)威脅飛機(jī)的飛行安全,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)積水,影響飛機(jī)空氣動(dòng)力性能造成失事。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。當(dāng)路面上形成雨凇時(shí),公路交通因地面結(jié)冰而受阻,交通事故也因此增多,山區(qū)公路上地面積冰也是十分危險(xiǎn)的,往往易使汽車滑向懸崖。
由于冰層不斷地凍結(jié)加厚,常會(huì)壓斷樹枝,因此雨凇對(duì)林木也會(huì)造成嚴(yán)重破壞。堅(jiān)硬的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,雨凇還能大面積地破壞幼林、凍傷果樹。農(nóng)牧業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)确矫媸艿捷^大程度的損失。嚴(yán)重的凍雨也會(huì)把房子壓塌,危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
雨凇造成災(zāi)害的可能性與程度,都大大超過霧凇,在高緯度地區(qū),雨凇是常出現(xiàn)的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。消除雨凇災(zāi)害的方法,主要是在雨凇出現(xiàn)時(shí),采取人工落冰的措施,發(fā)動(dòng)輸電線沿線居民不斷把電線上的雨凇敲刮干凈,并對(duì)樹木、電網(wǎng)采取支撐措施;在飛機(jī)上安裝除冰設(shè)備或干脆繞開凍雨區(qū)域飛行。可部分減輕雨凇帶來的危害。
