[科普中國]-雨淞

超冷卻的降水碰到溫度等于或低于零攝氏度的物體表面時所形成玻璃狀的透明或無光澤的表面粗糙的冰覆蓋層，叫做雨淞。俗稱“樹掛”，也叫冰凌、樹凝，形成雨淞的雨稱為凍雨。我國南方把凍雨叫做“下冰凌”、“天凌”或“牛皮凌”?！洞呵铩份d：成公十六年（公元前575年）十有六年春、王正月、雨木冰。這則記載的意思是： 魯成公十六年春天、周歷正月、下雨、樹木枝條上凝聚了雨冰（就是“雨淞”）。這是世界上對雨淞的較早記載。

基本簡介雨淞比其他形式的冰粒堅硬、透明而且密度大（0.85克/立方厘米），和雨淞相似的霧淞密度卻只有0.25克/立方厘米。雨淞的結(jié)構(gòu)清晰可辨，表面一般光滑，超冷卻的降水碰到溫度等于或低于零攝氏度的物體表面時所形成玻璃狀的透明或無光澤的表面粗糙的冰覆蓋層，叫做雨凇。俗稱“樹掛”，也叫冰凌、樹凝，形成雨凇的雨稱為凍雨。我國南方把凍雨叫做"下冰凌"、"天凌"或"牛皮凌"。

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)分為梳狀雨淞、橢圓狀雨淞、匣狀雨淞和波狀雨淞等。1

形成機(jī)制雨淞和霧淞的形成機(jī)制差不多，通常出現(xiàn)在陰天，多為冷雨產(chǎn)生，持續(xù)時間一般較長，日變化不很明顯，晝夜均可產(chǎn)生。雨淞是在特定的天氣背景下產(chǎn)生的降水現(xiàn)象。形成雨淞?xí)r的典型天氣是微寒（0-3℃）且有雨，風(fēng)力強(qiáng)、霧滴大，多在冷空氣與暖空氣交鋒，而且暖空氣勢力較強(qiáng)的情況下才會發(fā)生。在此期間，江淮流域上空的西北氣流和西南氣流都很強(qiáng)，地面有冷空氣侵入，這時靠近地面一層的空氣溫度較低（稍低于攝氏零度），1500至3000米上空又有溫度高于攝氏零度的暖氣流北上，形成一個暖空氣層或云層，再往上3000米以上則是高空大氣，溫度低于攝氏零度，云層溫度往往在－10℃以下，即2000米左右高空，大氣溫度一般為0℃左右，而2000米以下溫度又低于0℃。也就是近地面存在一個逆溫層。大氣垂直結(jié)構(gòu)呈上下冷、中間暖的狀態(tài)，自上而下分別為冰晶層、暖層和冷層。從冰晶層掉下來的雪花通過暖層時融化成雨滴，接著當(dāng)它進(jìn)入靠近地面的冷氣層時,雨滴便迅速冷卻，成為過冷卻雨滴 （大氣中有這樣的物理特性：氣溫在零下幾十度（℃）時，仍呈液態(tài)，被稱為「過冷卻」水滴，如過冷卻雨滴、過冷卻霧滴）。形成雨淞的霧滴、水滴均較大，而且凝結(jié)的速度也快。由于這些雨滴的直徑很小，溫度雖然降到攝氏零度以下，但還來不及凍結(jié)便掉了下來。當(dāng)這些過冷雨滴降至溫度低于0℃的地面及樹枝、電線等物體上時，便集聚起來布滿物體表面，并立即凍結(jié)。凍結(jié)成毛玻璃狀透明或半透明的冰層，使樹枝或電線變成粗粗的冰棍，一般外表光滑或略有隆突。有時還邊滴淌、邊凍結(jié)，結(jié)成一條條長長的冰柱。就變成了我們所說的"雨淞"。如果雨淞是由非過冷卻雨滴降到冷卻得很厲害的地面或物體上及雨夾雪凝附和凍結(jié)而形成的時候，即由外表非晶體形成的冰層和晶體狀結(jié)冰共同混合組成，一般這種雨淞很薄而且存在的時間不長。2

發(fā)生時間雨淞最多的季節(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淞最多月份是5月，平均出現(xiàn)5.7天，其次是9月，平均雨淞日3.5天， 冬季12月至3月因氣溫太低沒有出現(xiàn)過雨淞。

而南方則以較冷的冬季為多，如峨眉山氣象站12月雨淞日數(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)過天天有雨淞的情況。

雨淞的危害程度與雨淞持續(xù)時間也有關(guān)系。上海市1957年1月15～16日曾出現(xiàn)一次雨淞，持續(xù)了30小時09分鐘；北京最長連續(xù)雨淞?xí)r數(shù)是30小時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29分鐘，發(fā)生在1956年10月18～19日。中國雨淞連續(xù)時數(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54分鐘之多。其次是衡山南岳1370小時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09分（1976年12月25日～1977年2月12日）。雨淞積冰的直徑一般為40—70毫米，也有的幾百毫米，中國雨淞積冰最大直徑出現(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。

氣象站觀測雨淞積冰直徑用的方法是：由于雨淞在結(jié)冰的過程中，導(dǎo)線變得越來越粗，但當(dāng)雨淞積累到一定直徑時，「雨淞冰棍」必然逐漸碎裂，這時氣象觀測人員就干脆全部清除殘冰，讓雨淞重新在導(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，雨淞過程才告停止。按氣象部門規(guī)定，各次碎裂時最大直徑之和就是全部雨淞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淞積冰，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日的一場雨淞，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。

地區(qū)分布雨淞以山地和湖區(qū)多見。中國大部分地區(qū)雨淞都在12月至次年3月出現(xiàn)。中國年平均雨淞日數(shù)分布特點是南方多、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淞）；潮濕地區(qū)多而干旱地區(qū)少（尤以高山地區(qū)雨淞日數(shù)最多）。中國年平均雨淞日數(shù)在20～30天以上的臺站，差不多都是高山站。

而平原地區(qū)絕大多數(shù)臺站的年平均雨淞日數(shù)都在5天以下。雨淞大多出現(xiàn)在1月上旬至2月上、中旬的一個多月內(nèi)，起始日期具有北方早，南方遲，山區(qū)早、平原遲的特點，結(jié)束日則相反。地勢較高的山區(qū)，雨淞開始早，結(jié)束晚，雨淞期略長。如皖南的黃山光明頂，雨淞一般在11月上旬初開始，次年4月上旬結(jié)束，長達(dá)5個月之久。

據(jù)統(tǒng)計，江淮流域的雨淞天氣，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淞，而山勢較高處幾乎年年都有雨淞發(fā)生。在60年代里，廣州沒有出現(xiàn)過雨淞，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。

中國雨淞日數(shù)最多的臺站是峨眉山氣象站，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)。北方的雨淞既不多也不嚴(yán)重，干旱地區(qū)尤少。北方雨淞日數(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，也都是高山臺站。3

形成狀態(tài)雨淞組成的冰花世界，點點滴滴裹嵌在草木之上，結(jié)成各式各樣美麗的冰凌花，有的則結(jié)成鐘乳石般的冰掛，滿山遍野一片銀裝素裹的世界。茫茫群峰是座座冰山，那造型奇特的松樹、遍地的灌木，此時也成為銀花盛開的玉樹，彷佛銀枝玉葉，分外誘人；滿枝滿樹的冰掛，猶如珠簾長垂，山風(fēng)拂蕩，分外晶瑩耀眼，如進(jìn)入了琉璃世界；冰掛撞擊，叮當(dāng)作響，宛如曲曲動聽的仙樂，和諧有節(jié)，清脆悅耳；山巒、怪石之上，茫茫一片，似雪非雪，彷佛披上一層晶瑩的玉衣，光彩照人，在冬天燦爛的陽光下，分外晶瑩剔透、閃爍生輝，蔚為奇觀

危害影響雖然雨淞使大地銀裝素裹，晶瑩剔透，美輪美奐，風(fēng)光無限，但雨淞卻是一種災(zāi)害性天氣，不易鏟除，破壞性強(qiáng)，它所造成的危害是不可忽視的。雨淞與地表水的結(jié)冰有明顯不同，雨淞邊降邊凍，能立即粘附在裸露物的外表而不流失，形成越來越厚的堅實冰層，從而使物體負(fù)重加大，嚴(yán)重的雨淞?xí)簲鄻渲?、農(nóng)作物、電線，房屋，妨礙交通。雨淞最大的危害是使供電線路中斷，高壓線高高的鋼塔在下雪天時，可以會承受2－3倍的重量，但是如果有雨淞的話，可能會承受10－20倍的電線重量，電線或樹枝上出現(xiàn)雨淞?xí)r，電線結(jié)冰后，遇冷收縮，加上風(fēng)吹引起的震蕩和雨淞重量的影響，能使電線和電話線不勝重荷而被壓斷，幾公里以致幾十公里的電線桿成排傾倒，造成輸電、通訊中斷，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)。歷史上許多城市出現(xiàn)過高壓線路因為雨淞而成排倒塌的情況。

雨淞也會威脅飛機(jī)的飛行安全，飛機(jī)在有過冷水滴的云層中飛行時，機(jī)翼、螺旋槳會積水，影響飛機(jī)空氣動力性能造成失事。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)路面上形成雨淞?xí)r，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,常會壓斷樹枝,因此雨淞對林木也會造成嚴(yán)重破壞。堅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，就會凍斷返青的冬小麥，或凍死早春播種的作物幼苗。另外，雨淞還能大面積地破壞幼林、凍傷果樹。農(nóng)牧業(yè)和交通運輸?shù)确矫媸艿捷^大程度的損失。嚴(yán)重的凍雨也會把房子壓塌，危及人們的生命財產(chǎn)安全。雨淞造成災(zāi)害的可能性與程度，都大大超過霧淞，在高緯度地區(qū)，雨淞是常出現(xiàn)的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。消除雨淞災(zāi)害的方法，主要是在雨淞出現(xiàn)時，采取人工落冰的措施，發(fā)動輸電線沿線居民不斷把電線上的雨淞敲刮干凈，并對樹木、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?？刹糠譁p輕雨淞帶來的危害?？傊?，凍雨是冬季的一種低溫災(zāi)害，為了出行安全，交通運輸、航空、鐵路、公路、電力、電信、郵政等部門以及廣大民眾都應(yīng)十分重視。

引發(fā)的災(zāi)難1954年12月至1955年1月，湖北省洞庭湖區(qū)平原出現(xiàn)雨淞，積冰厚達(dá)70～80mm。海拔150～600m處的中低山地的湖南電網(wǎng)，導(dǎo)線覆冰厚度最大達(dá)70～80mm，為歷史罕見。2005年2月13日至2月16日，湖南500kV電網(wǎng)先后有3條線路出現(xiàn)覆冰倒塔斷線事故。廣東北部1969年初的一場嚴(yán)重的凍雨，使工業(yè)集中的粵北地區(qū)電訊交通中斷，工礦停電停產(chǎn)一個多星期。1972年2月1～8日湖南、貴州、江西等地出現(xiàn)了一次大范圍的凍雨天氣，最嚴(yán)重的地段電線結(jié)冰近10厘米厚。使電報、電話都不通。1973年12月，新疆省 奇臺縣一次雨淞最大直徑24厘米，厚度18厘米，每米重量224克，吉木乃一次雨淞持續(xù)60小時，最大直徑7厘米，都壓斷了電線，造成通訊中斷。烏魯木齊通往塔城的通訊架空明線，每年冬季常需組織人力破淞打冰，才能保障通信聯(lián)絡(luò)的正常。河北省的承德市罕塞壩林場于1977年10月27--28日出現(xiàn)了一次罕見的雨淞，受災(zāi)面積40萬畝,占當(dāng)時有林地面積一半以上,使60多萬棵樹折斷，其中折干、折冠、劈裂、嚴(yán)重彎曲的重災(zāi)區(qū)面積20萬畝，損失成林5000多萬株、蓄積30多萬立方米。折合木材損失約96萬立方米，人民幣約2700～2800萬元之巨。

1979年1月28日至2月3日，山東省青島市的市區(qū)和部分縣連續(xù)遭受雨淞災(zāi)害，致使 魯東電網(wǎng)的平度段終止供電，膠南縣雨淞達(dá)20～70毫米，損失達(dá)200余萬元山東臨沂一次雨淞曾使一根lm長的電話在線凍結(jié)重達(dá)3.5kg的冰層，造成巨大損失。1997年12月26～30日，河北省圍場縣某林場出現(xiàn)歷史上罕見的雨淞，每兩根電線桿之間的八根電線結(jié)冰重達(dá)1噸，電線被壓斷、電桿被壓倒、樹木被凍傷，損失嚴(yán)重。1998年12月1日，江蘇省的宿遷、新沂、邳州、東海4個縣市出現(xiàn)了雨淞天氣，積冰直徑達(dá)4～16mm。徐州市10kV高壓線路有11處斷桿斷線，刮倒電話線桿40根，損壞電話線路2.3km。2002年12月25--26日，廣西省桂林市遭受一次雨淞災(zāi)害，臨桂以北各縣均出現(xiàn)冰凍和明顯的雨淞，對桂林市常綠果樹造成較大影響，局部地區(qū)造成嚴(yán)重?fù)p失，尤其是柑桔、枇杷等果樹，均出現(xiàn)樹冠結(jié)冰，枝、葉以及枇杷幼果、夏橙、留樹保鮮的柑桔果實受到嚴(yán)重凍傷。

2005年2月6日，鄂西南、江漢平原、鄂東北地區(qū)共有18個縣市出現(xiàn)雨淞，6小時積冰直徑在2～8mm間。最大雨淞積冰直徑6小時達(dá)到20mm。致使五峰110伏線塔倒塌40多座，4條110千伏輸電線路受到破壞，供電癱瘓，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)遭到破壞，對華中電網(wǎng)運行造成了極大威脅。同時雨淞天氣使交通事故增加。黃岡市2月交通事故較去年同期多發(fā)10個百分點。五峰公路路面因防滑鏈碾壓損壞600公里。長陽縣因冰雪天氣導(dǎo)致318國道賀家坪至榔坪段交通阻塞，南線公路的天柱山段封路，王漁線的金子山段12日也封閉一天。十堰漢十高速公路的丹江口境內(nèi)多次封閉；二高山地區(qū)路面長時間積雪和路面結(jié)冰，其南三縣交通中斷3至5天。4

2005年2月8日，位于重慶市東南的酉陽地區(qū)雨雪天氣持續(xù)不斷，重慶電網(wǎng)酉陽、武隆等地區(qū)分別遭遇了20多年不遇的惡劣天氣和低溫，形成大范圍的雨淞，很多電力線路覆冰超過了50毫米以上，致使110KV黔秀龍線的多基鐵塔倒塌，導(dǎo)致大面積停電，嚴(yán)重影響了酉陽地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民的正常生活用電。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學(xué)