雨凇灾害的形成和危害

什么是雨凇

超冷却的降水在碰到温度等于或低于零摄氏度的物体表面时所形成玻璃状的透明或无泽的表面粗糙的冰覆盖层，叫做雨凇，俗称“树挂”，也叫冰凌、树凝，形成雨凇的雨称为冻雨。我国南方把冻雨叫做“下冰凌”“天凌”或“牛皮凌”。

《春秋》载：成公十六年十有六年春，王正月，雨，木冰。这则记载的意思是：鲁成公十六年（即公元前575年）春天，周历正月，下雨，树木枝条上凝聚了雨冰。这是世界上对雨凇的较早记载。

雨凇的形态

雨凇比其他形式的冰粒坚硬、透明而且密度大（0.85克/立方厘米），和雨凇相似的雾凇密度却只有0.25克/立方厘米。

雨凇的结构清晰可见，表面一般都比较光滑，其横截面呈楔状或椭圆状，它可以发生在水平面上，也可发生在垂直面上，与风向有很大关系，多形成于树木的迎风面上尖端朝风的来向。根据它们的形态分为梳状雨凇、椭圆状雨凇、匣状雨凇和波状雨凇等。

雨凇的形成

雨凇和雾凇的形成机制差不多，通常出现在阴天，多为冷雨产生，持续时间一般较长，日变化不很明显，昼夜均可产生。

雨凇是在特定的天气背景下产生的降水现象。形成雨凇时的典型天气是微寒，也就是温度在0℃～3℃之间，有雨、风力强、雾滴大，多在冷空气与暖空气交锋且暖空气势力较强的情况下才会发生。

在风雨交加，温度接近冰点的条件下，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，这时靠近地面一层的空气温度较低（稍低于零摄氏度），1500米至3000米上空又有温度高于零摄氏度的暖气流北上，形成一个暖空气层或云层。

3000米以上则是高空大气，温度低于0℃，云层温度往往在零下10℃以下，即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℃，也就是近地面存在一个逆温层。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。

从冰晶层掉下来的雪花通过暖层时融化成雨滴，接着当它进入靠近地面的冷气层时，雨滴便迅速冷却，成为过冷却雨滴，被称为“过冷却”水滴（如过冷却雨滴、过冷却雾滴），形成雨凇的雾滴、水滴均较大，而且凝结的速度也快。

由于这些雨滴的直径很小，温度虽然降到0℃以下，但还来不及冻结便掉了下来。

当这些过冷却雨滴降至温度低于0℃的地面及树枝、电线等物体上时，便集聚起来布满物体表面，并立即冻结。冻结成毛玻璃状透明或半透明的冰层，使树枝或电线变成粗粗的冰棍，一般外表光滑或略有隆突，有时还边滴淌边冻结，结成一条条长长的冰柱，就变成了我们所说的“雨凇”。

如果雨凇是由非过冷却雨滴降到冷却得很厉害的地面或物体上及雨夹雪凝附和冻结而形成的时候，即由外表非晶体形成的冰层和晶体状结冰共同混合组成，一般这种雨凇很薄，并且存在的时间相对来说不长。

雨凇的时间与分布

雨凇大多出现在1月上旬至2月上中旬的一个多月内，起始日期具有北方早南方迟、山区早平原迟的特点，结束日则相反。

地势较高的山区，雨凇开始早，结束晚，雨凇期略长。如皖南的黄山光明顶，雨凇一般发生在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，江淮流域的雨凇天气，淮河以北地区2年至3年一遇，淮河以南7年至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雨凇，而山势较高处几乎年年都有雨凇发生。

雨凇以山地和湖区多见。我国大部分地区雨凇都在12月至次年3月出现。我国年平均雨凇日数分布特点是南方多、北方少，然而华南地区因冬暖，极少有接近零度的低温，因此既无冰雹也无雨凇；潮湿地区多而干旱地区少。

我国年平均雨凇日数

在20天～30天以上的台站，差不多都是高山站。而平原地区绝大多数台站的年平均雨凇日数都在5天以下。雨凇最多的季节常发生在冬季，严寒的北方地区较温暖的春秋季节为多，如长白山天池气象站雨凇最多月份是5月，平均出现5.7天，其次是9月，平均雨凇日3.5天，冬季12月～3月因气温太低没有出现过雨凇。

而南方则以较冷的冬季为多，如峨眉山气象站12月雨凇日数平均多达26.4天，1月份也达24.6天，甚至有的年份12月、1月和3月都曾出现过天天有雨凇的情况。

雨凇积冰的直径一般为40毫米～70毫米，也有的几百毫米，我国雨凇积冰最大直径出现在衡山南岳，达1200毫米，其次是巴东绿葱坡711毫米，再次为湖南雪峰山的648毫米。

雨凇与地表水的结冰有明显不同，雨凇边降边冻，能立即黏附在裸露物的外表而不流失，形成越来越厚的坚实冰层，从而使物体负重加大，严重的雨凇会压断树枝、农作物、电线、房屋，妨碍交通。

气象站观测雨凇积冰直径用的方法是：由于雨凇在结冰的过程中，导线变得越来越粗，但当雨凇积累到一定直径时，“雨凇冰棍”必然逐渐碎裂，这时气象观测人员就干脆全部清除残冰，让雨凇重新在导线上冻结。在高山上，也许要连续清除几次以至十几次，雨凇过程才告停止。按气象部门规定，各次碎裂时最大直径之和就是全部雨凇过程的最大积冰直径。

雨凇造成的的危害

虽然雨凇使大地银装素裹、晶莹剔透、美轮美奂，风光无限，但雨凇却是一种灾害性天气，不易铲除，破坏性强，它所造成的危害是不可忽视的。

雨凇的危害程度与雨凇持续时间有直接的关系。上海市1957年1月曾出现一次雨凇，持续了30小时9分钟；北京最长连续雨凇时数是30小时42分钟，发生在1957年3月；哈尔滨最长持续28小时29分钟，发生在1956年10月。

我国雨凇连续时数最长的地方也发生在峨眉山，从1969年11月15日一直持续到1970年3月28日，即持续3198小时54分钟之多；其次是衡山从1976年12月24日～1977年2月19日，即持续1370小时57分钟；第三为湖南的雪峰山，从1976年12月25日～1977年2月12日，即持续1192小时9分钟。

雨凇最大的危害是使供电线路中断，高压线高高的钢塔在下雪天时，可以会承受2～3倍的重量，但是如果有雨凇的话，可能会承受10～20倍的电线重量，电线或树枝上出现雨凇时，电线结冰后，遇冷收缩，加上风吹引起的震荡和雨凇重量的影响，能使电线和电话线不胜重荷而被压断，几千米以致几十千米的电线杆成排倾倒，造成输电、通讯中断，严重影响当地的工农业生产。历史上许多城市出现过高压线路因为雨凇而成排倒塌的情况。

雨凇也会威胁到飞机的飞行安全，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。因此，为了冬季飞行安全，现代飞机基本都安装有除冰设备。当路面上形成雨凇时，公路交通因地面结冰而受阻，频繁的交通事故也因此增多，山区公路上地面积冰也是十分危险的，往往使汽车滑向悬崖。

雨凇造成灾害的可能性与程度，都大大超过了雾凇，在高纬度地区，雨凇是常出现的灾害性天气现象。消除雨凇灾害的方法，主要是在雨凇出现时，采取人工落冰的措施，发动输电线沿线居民不断把电线上的雨凇敲刮干净，并对树木、电网采取支撑的措施；在飞机上安装除冰设备或干脆绕开冻雨区域飞行，可以减轻雨凇带来的毁灭性的灾难。

由于冰层不断地冻结加厚，常会压断树枝，因此雨凇对林木也会造成严重破坏。坚硬的冰层也能使覆盖在它下面的庄稼糜烂，如果麦田结冰，就会冻断返青的冬小麦，或冻死早春播种的作物幼苗。另外，雨凇还能大面积地破坏幼林、冻伤果树。农牧业和交通运输等方面受到较大程度的损失。严重的雨凇也会把房子压塌，危及人们的生命和财产的安全。

总之，雨凇是冬季的一种低温灾害，为了出行安全，航空、铁路、公路、电力、电信、邮政等部门以及广大民众都应十分重视，一定要把安全放在首位。