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        淺談凍雨的形成、危害及消除

        2008-12-31 00:00:00繩長(zhǎng)建
        物理教學(xué)探討 2008年17期

        不知同學(xué)們是否還記得小學(xué)語(yǔ)文課本中的《一個(gè)降落傘包》的內(nèi)容嗎?講述的是周總理所乘坐的飛機(jī)遇到凍雨時(shí)的故事。在今年1月份我國(guó)遭受了大范圍的雨雪影響,從北到南分別是雪、凍雨、雨三種降水形式,這三種降水形式分別是因?yàn)槠洳煌臏囟?、濕度環(huán)境所影響而形成的。而其中凍雨影響范圍大,其出現(xiàn)的幾率雖然較低,但給人類(lèi)帶來(lái)的災(zāi)害性損失卻極為嚴(yán)重。那么,凍雨究竟是什么?它是如何形成的?有哪些危害?我們應(yīng)怎樣預(yù)防呢?

        凍雨既非固態(tài)的降水又不同于一般水滴。它是一種過(guò)冷卻水滴(溫度低于0℃),在溫度略低于0℃的空氣中能夠保持過(guò)冷狀態(tài),其外觀(guān)同一般雨滴相同。當(dāng)它落到溫度為0℃以下的物體上時(shí),立刻凍結(jié)成外表光滑而透明的冰層,這種冰層在氣象學(xué)上又稱(chēng)為“雨凇”。它是冷暖氣團(tuán)交匯并達(dá)到特定的氣溫條件時(shí)所形成的一種特別的降水形式。當(dāng)較強(qiáng)的冷空氣南下遇到暖濕氣流時(shí),冷空氣重而暖空氣輕,所以冷空氣位于暖空氣之下即鋒面系統(tǒng),在垂直方向上形成逆溫。近地面冷氣團(tuán)控制區(qū)溫度低,高空暖氣團(tuán)控制區(qū)溫度較高,再往更高處溫度又隨海拔的升高而降低。在滿(mǎn)足水汽和凝結(jié)核的條件下形成凍雨需要達(dá)到下列要求:近地面約2 000m左右的空氣層溫度稍低于0℃;約2 000m至4 000m的空氣層溫度高于0℃,比較暖一點(diǎn);再往上一層又低于0℃。這樣的大氣層結(jié)構(gòu),使得上層云中的過(guò)冷卻水滴、冰晶和雪花,掉進(jìn)比較暖一點(diǎn)的氣層,都變成液態(tài)水滴。再向下掉,又進(jìn)入不算厚的凍結(jié)層。當(dāng)它們隨風(fēng)下落,以過(guò)冷卻的形式接觸到冰冷的物體,就會(huì)立即凝結(jié)成冰,即滴水成冰。它們晶瑩透亮,如同冰雕一般,可以說(shuō)是大自然的一大奇觀(guān),煞是好看!

        可惜的是,雨凇并沒(méi)有像它的親戚霧凇一樣成為人們欣賞的一大奇觀(guān),而是成為了災(zāi)害。雨凇與霧凇的區(qū)別簡(jiǎn)而言之是:雨凇是由雨滴凝結(jié)而成的,而霧凇則是由水汽凝華而成。在密度上雨凇可以達(dá)到0.85g/cm3,而霧凇只有0.25g/cm3,對(duì)于附著物的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于霧凇。雨凇與地表水的結(jié)冰也有明顯不同,雨凇邊降邊凍,能立即粘附物體的外表而不流失,形成越來(lái)越厚的堅(jiān)實(shí)冰層,從而使物體負(fù)重加大,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活帶來(lái)一定危害。

        雨凇最大的危害是使供電線(xiàn)路中斷,雨凇使高壓線(xiàn)的鋼塔可能會(huì)承受10~20倍的電線(xiàn)重量,在兩個(gè)鋼塔之間的電線(xiàn)上所凝結(jié)的冰的重量可以達(dá)到數(shù)噸之重,電線(xiàn)結(jié)冰后,遇冷收縮,加上風(fēng)吹引起的震蕩和雨凇重量的影響,能使電線(xiàn)和電話(huà)線(xiàn)不勝重荷而被壓斷,幾公里以致幾十公里的電線(xiàn)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)。在今年即造成我國(guó)十多個(gè)省份出現(xiàn)電力中斷,個(gè)別城市電力甚至完全中斷。電力的中斷又導(dǎo)致了鐵路電力機(jī)車(chē)的無(wú)法運(yùn)行間接的影響鐵路運(yùn)輸。在公路交通上在路面上形成冰殼,導(dǎo)致路面打滑引發(fā)交通事故甚至導(dǎo)致高速公路的封閉。雨凇也會(huì)威脅飛機(jī)的飛行安全,飛機(jī)在凍雨中飛行時(shí),會(huì)在機(jī)翼、螺旋槳結(jié)冰,影響飛機(jī)空氣動(dòng)力性能造成失事。在農(nóng)業(yè)上雨凇會(huì)大面積地破壞幼林、凍傷果樹(shù),凍死莊稼。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。為保護(hù)人民生命,保證工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行,當(dāng)雨淞嚴(yán)重時(shí)應(yīng)想法及時(shí)消除其災(zāi)害。

        消除凍雨災(zāi)害的方法,主要是在凍雨出現(xiàn)時(shí),發(fā)動(dòng)輸電線(xiàn)沿線(xiàn)居民不斷把電線(xiàn)上的雨凇敲刮干凈;在飛機(jī)上安裝除冰設(shè)備或干脆繞開(kāi)凍雨區(qū)域飛行。還需要進(jìn)一步研究消除凍雨災(zāi)害的有效方法。

        (欄目編輯王柏廬)

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