罕见冻雨下的湖北:万物像加了一层“钢化膜”,为何会这样?

雪太大了!冻雨太“冻”了!

这个春节回家路,不少人的行程被恶劣的天气打乱。1月31日开始,我国中东部地区遭遇2009年以来冬季最强大范围雨雪冰冻天气,2月3日进入最强时段。受其影响,2月4日,湖北、湖南等地多趟高铁停运或晚点,全国超1000个高速收费站关闭,部分高速通行受阻,有乘客被堵一天一夜……

让回乡路一波三折的阻碍中,有一种值得警惕的冻雨天气引发人们关注。室外所见似乎都加了一层“钢化膜”:电动车变“电冻车”、小轿车变“防弹车”、行道树被“冻断”……而在最受关注的交通出行上,冻雨+暴雪仿佛“封印”了道路,让汽车、动车都前行困难,融雪剂、铲雪车都效果有限。

近期冻雨区域示意图。图/央视新闻

什么是冻雨?为何湖北会出现罕见大范围冻雨?冻雨会造成什么危害?冻雨下的交通出行如何保障?一文带你看。

被冻雨包裹的植被。新华社资料图

什么是冻雨?

“滴水成冰”“速冻万物”

前几天,很多市民的朋友圈还在刷屏各种雾凇美图,没想到隔一晚上就发现,小区内樟树等常绿树植连片倒伏,道路结厚冰较难铲除,露天停放的车辆也被冰封,见识到“万物皆可冻”,这就是冻雨的最大技能——速冻万物。

车窗上被冻出一层冰壳,雨刮器刮了个寂寞。图/@湖北天气截图

冻雨如何形成?

冻雨是在特定的天气背景下产生的降水现象,多发生在冬季和早春季节,“草木结冰”“水晶包浆”都不在话下。通俗点说,冻雨就是“天上是雨,落地为冰”。

冻雨多在强冷空气或寒潮到达时,由于冷暖空气交锋而产生,其实是冷暖势力拉扯博弈的结果。据中国天气网报道,此次湖北冷空气实力不算特别强,在冷暖“交战”前,在中东部部分地区铺上了冷垫,随后强盛的暖湿气流在冷垫上爬升,气温在冰点以上,于是在大气垂直层形成了“冷—暖—冷”的三层“夹心”逆温层(如下图)。

冻雨形成示意图。图/中国天气网

当冰晶或雪花穿越逆温层,就会融化成水滴,继续下落到达近地面时,又因为地面的冷气流层被迅速冷却成过冷水滴,最后到达物体表面,由于周围环境低于冰点,就会形成一层冰壳,于是冻雨就出现了。

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戳视频看冻雨详解。视频来源:@中央气象台

冻雨与雨、雪、雨夹雪、冰粒有何区别?

下雨还是下雪,与大气层的温度结构有关。

地球上的大气层分为对流层、平流层、高层大气(包括中间层、热层和散逸层),其中和我们人类息息相关的就是我们居住的对流层。地球上的所有风雨雪雷电,也都发生在对流层。

为什么会发生对流?因为它上冷下暖。上面的冷空气比较重往下沉,而下面的暖空气比较轻往上浮,这就是对流。对流层的上冷下暖特性,是理解雨、雪、冰粒、冻雨等的关键。

大气的垂直分层

一般情况下,每上升100米,对流层气温下降0.6℃。然而,这都是理想的状况,是科学家严格按照理论模型模拟出来的结果。实际上非常复杂,地球表面是崎岖不平的,每个地方的对流层情况都不一样,温度也都不一样。

当寒潮碰到水汽时,如果这个地方的对流层很“规矩”,严格的上冷下暖,那么就会下纯雨或者纯雪。如果到500米高空气温还是零下,那么就是下雪;如果到1000-2000米高空还是零上,那么就是下雨。道理很简单,0℃层如果太高,好好的雪花在降落到地面之前就会被融化成雨滴,成为雨。

雨夹雪的发生过程一般比较短暂,当高空气温低于0℃,而近地面部分的气温略高于0℃且这层暖空气具有一定的厚度时,从高处云层落下的雪就会在较暖的气层中发生融化,融水同未来得及融化的雪自然地混合在一起降落到地面,形成雨夹雪。

冰粒则是指透明的丸状或不规则的固态降水,降落至地面一般会反弹,质地较硬,直径常小于5毫米。

雪、雨夹雪、冻雨、雨示意图

如上图1和4所示,都是比较“规矩”的对流层,图2和3就比较特殊,在冷空气之间突然冒出一个“温暖层”,空气像汉堡包一样两层冷空气夹着一层暖空气。如果这个暖空气不太厚(图2),地面冷空气很强的话,那么天上的雪花在暖空气层被融化成水滴,在接触地面前被冷空气“速冻”,就是冰粒。

为何湖北会出现罕见大范围冻雨?

据湖北省气象局相关专家介绍,近期湖北中东部有32个县市区出现了冻雨,影响范围之广,是近15年来比较罕见的。

此次大范围冻雨重要成因之一就是南北支槽罕见出现同位相叠加。冬季西风带在经过青藏高原时被分作两支,当南北两槽在东移期间位相一致并叠加时,在我国中东部地区形成一条低压槽区,让西南暖湿气流乘势北上。而北方又没有足够强劲的冷空气抵挡,致使暖湿气流源源不断地输送,在河南偏冷地区形成暴雪,在湖北偏暖地区形成冻雨。

湖北省气象局专家介绍,整个过程是从2月1日开始,雨雪相态比较复杂,雨、冻雨、冰粒、雪、雨夹雪交织出现。从4日晚至5日雨雪会短暂停歇,5日晚至7日鄂东等地再次降雪。

冻雨会造成什么危害?

千余棵树被摧倒、高速滞留、列车停运……

冻雨让城市的大树都挂上了冰凌,看似如天使般纯净,却是“天使面孔的恶魔”,暗藏极大危险。3日晚,很多人听着无数树枝咔咔断裂的声音,“一夜无眠”,4日一早发现,不少树枝已经不堪重负,被压垮倒在地,有的地区甚至连粗壮的老樟树都不能幸免。

“主谋是冻雨。”武汉市园林和林业局养护处负责人介绍,从2月2日开始每天都有冻雨出没,常绿树的叶片被冰封,当数千上万块冰片挂在树上,就像牵一发而动全身,一块冰叶片扯着枝条,枝条又扯住主干,当时间长了,风雪又来,不堪其重时,就会骨折,重心偏高的就容易倒伏,所以越是叶片多、高大的树,就越容易受伤,高大繁茂的樟树就是如此。

铁路交通也被影响,受灾严重的区域出现部分高铁停运。2月4日,@武汉铁路发布冰冻雨雪天气出行公告称,管内沿线所有地区普降冻雨、大雪,导致铁路接触网覆冰导电不良、道岔结冰转换不灵活、线路积雪列车降速运行。列车降速后动车组利用率严重降低,列车往返开行次数大量减少。为此,铁路部门采取停运动车组列车等方式确保旅客出行安全。共计划停运列车141对。

但在行驶中的列车却有可能遭遇长时间滞留。据红星新闻报道,旅客张先生原本1个多小时的行程,却因暴雪滞留在列车里15个小时。据张先生回忆,列车开出后一直缓慢前行,直到前方铁路供电线路出现故障,列车停电彻底停了下来,在停靠近十小时后,列车终于重新开动。

此外,运行中的列车还可能出现“一路火花带闪电”现象。北京交通大学国家轨道交通安全协同创新中心首席科学家贾利民教授介绍,包括高铁在内的电气化铁路列车,其动力来源于列车上头的那根“辫子”——受电弓和接触网导线,但接触网导线在冻雨条件下有极大可能结冰。“高铁接触网电压等级非常高,有27.5千伏,所以就会击穿接触网和受电弓之间的由薄冰所形成的绝缘,最后产生电火花的效应。”

这一现象被称为“拉弧”,会损害接触网或电弓,甚至对列车运行造成影响。

冻雨下的交通出行如何保障?

冻雨无情,人有情。湖北多地为高速滞留旅客送物资:有附近村民送来免费的热水和泡面;有的村民将食物托举送达;有村党总支书带着村民接引100多名滞留旅客进村,为他们提供热腾腾的早餐和休息场所……

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据悉,湖北正统筹调度各部门做好低温雨雪冰冻灾害应急处置工作。

据湖北日报报道,2月4日上午,湖北有38条高速公路临时交通管制,全省交通系统组建465支应急队伍共计万余人紧急上路除雪抢险,到下午3时许,大部分高速公路已解除管制措施。

节前回乡路或许将多些波折,但平安最重要!小编提醒,出行前务必关注气象部门发布的最新预警、预报以及高速公路、铁路、机场等相关部门发布的最新信息,合理规划出行。

来源:中国天气网、@中央气象台、@中国天气、@湖北天气、湖北日报、极目新闻、央视新闻、国家应急广播、武汉晚报、新民晚报、郧阳天气、红星新闻、澎湃新闻、羊城派等

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