冰情預報

也稱冰凌預報， 對於有冰期的江河湖庫或其他水體， 根據有關熱力、 水力等因素和冰情資料， 分析冰情的形成和變化規律， 對未來的冰情作科學的預測， 為防凌、發電、灌溉、 航運、 供水、 施工和國防等提供依據。利用歷史和現時水文、氣象資料，根據河流、水庫和湖泊等水體的封冰和解凍的規律，預測未來冰情。

基本介紹

• 中文名：冰情預報
• 外文名：ice regime forecasting
• 學科：地理學
• 利用：氣象資料

簡介

冰情預報 ice regime forecasting

主要指河流的冰情預報。按河流冰情的發展階段，分為封凍預報和解凍預報。影響冰情變化的因素有：熱量因素，主要有太陽輻射，水體與大氣、河床的熱交換，蒸發與凝結等;動力因素,主要有水位、流量、流速、波浪、風速和風向等；河道特徵對冰情也有重要影響。根據歷史資料採用若干指標反映上述諸因素，建立這些指標與預報要素之間的經驗關係，即可進行冰情預報。冰情預報的預見期一般要藉助氣象預報確定。

封凍預報

包括流凌開始日期、封凍日期、冰厚和承載能力等預報項目。

①流凌開始日期預報

水溫略低於0℃時河道開始流凌，因此,流凌日期預報即推求水溫降到0℃以下的日期,常以日平均氣溫轉負日期、降溫強度、河水熱流量指標(水溫與流量乘積)等作為熱量因素指標，根據歷史資料建立相關圖。下圖是中國黃河石嘴山水文站流凌開始日期預報圖，圖中以氣溫轉負日熱流量作參數，反映當時河水熱狀態。

②封凍日期預報

流凌開始後，氣溫繼續下降，流凌密度增加，凌塊之間的壅塞凝聚加強，當冰凌之間的凍結力大於水流對冰凌的牽引力時,河流開始封凍。一般用氣溫轉負日期,流凌開始日期,累積負氣溫,降溫強度等指標反映水凌的數量和凍結力；封凍前期的水位和流量反映水流的牽引力；根據歷史資料建立這些指標與封凍日期的預報相關圖。

③冰厚預報

河流封凍後，河水通過冰蓋繼續失熱，冰蓋不斷加厚。常用累積負氣溫ΣT_、封凍歷時等反映河水失熱情況。利用中國黃河、遼河、松花江和黑龍江的資料建立的冰厚(d)經驗公式為：

根據氣溫預報，即可利用此式作出冰厚預報。在冰面有積雪情況下，冰厚增長速度減低，此時可建立包括起始冰厚、封凍歷時、冰上積雪深度等與冰厚的多因素相關圖（稱合軸相關圖）進行冰厚預報。根據冰厚預報和氣溫預報，並考慮凍的物理性質和荷載形式，可預測冰蓋允許承載的能力。

解凍預報

包括解凍日期，解凍時最高水位、最大流量、它們的出現日期，解凍形勢等預報項目。

①解凍日期預報

冰蓋與大氣的熱量交換，冰蓋與河水的熱量交換是融凍的熱量來源。預報中，常用氣溫轉正日期、氣溫轉正至河流解凍時期內的累積正氣溫作指標，反映來自大氣的熱量；用上游水文站水溫、河水熱流量、上游解凍日期作指標，反映來自河水的熱量。促使解凍的水力因素主要是水流對冰蓋的抬升和牽引作用，通常用解凍前水位或流量、上游解凍日期作指標。冰厚影響解凍快慢，常用氣溫轉正日的冰厚、封凍期累計負氣溫、封凍日期、開始封凍時的水位作指標。根據歷史資料建立這些指標與解凍日期的經驗關係，即可進行解凍日期預報。

②解凍時最高水位預報

河流解凍同時或解凍後幾天內，河水迅速上漲,出現最高水位。在一般河段,造成解凍時最高水位的因素有，解凍前期河槽蓄水量、冰雪融化的水量及解凍期的降水量等，通常以封凍期水位作為前期河槽蓄水量指標與解凍時最高水位建立相關圖進行預報；在由低緯度地區流向高緯度地區的河段，上游先解凍，河槽蓄水下泄，形成洪峰（稱凌峰）向下游傳播，可根據上、下游凌峰水位相關關係進行預報；在河彎、淺灘或河段束窄處，流冰受阻堆塞，容易形成冰壩,使河水位急劇壅高,有時可出現一年中最高水位。在這種情況下預報解凍時最高水位，尚需預估冰壩能否出現。

預報類型

一般來說冰清預報可以分為短期預報和長期預報兩種。

短期預報

短期預報項目主要有封河日期、開河日期、 冰厚、 冰量、 冰塞、 冰壩最高水位、凌洪流量等，預報方法主要以熱量平衡為基礎， 套用熱力、 水力等因素與冰情建立關係， 建立冰情預報方法時一般只套用主要的熱力因素， 並用流量表示水力因素。

長期預報

長期預報的項目有封河日期、冰量、冰厚、 開河日期等; 預報方法主要是水文氣象法和數理統計法，前者為以前期大氣環流特徵或有關氣象因素和冰情建立經驗關係，如大氣環流法。後者為以冰情演變的統計規律建立預報方法，如機率統計法。

預報方法

預報方法分為經驗和成因兩類， 經驗方法又分為完全經驗法和有物理基礎的統計法。 完全經驗法以大量觀測資料為依據， 建立純經驗關係， 如河段上下游站的封河(開河)日期相關圖， 同一站(或河段)的流冰開始日期和封凍日期相關圖等， 統計法是在物理成因分析基礎上建立的統計方法， 如相應流量和相應水溫為參變數的氣溫轉正日期與開河日期相關圖等。 成因方法是根據熱量平衡原理和水力學理論建立的計算方法， 如套用熱量平衡方程式預報見冰日期。

預報內容

冰情預報的內容，一般指預報流凌、封凍、解凍的日期，封凍期的冰厚以及凌汛的最高水位等。

流凌日期預報

水流產生水內冰時就開始流凌。水內冰產生的遲早由水流本身的熱量及其失熱強度的大小來定。水流的熱量可用水溫表示，其失熱強度常用氣溫轉負日期表示。因為氣溫轉負日期早，當時的太陽輻射強度較大，水流得熱較多，失熱強度就小，從氣溫轉負日期至開始流凌所需的時間也較長。以氣溫轉負日期為參數的氣溫轉負日水溫與氣溫轉負到開始流凌天數的

封凍日期預報

河道開始流凌後，隨著氣溫繼續下降，凌塊不斷增加，就可能封凍。在有足夠產凌量時，河道封凍決定於兩種因素：一是凌塊間的凍結力，即熱力因素；二是水流對凌塊的牽引力，即水力因素。只有當凍結力大於牽引力時，河道才能封凍。製作方案時，常用氣溫轉負日期、流凌日期、累積負氣溫，降溫強度等因素反映產凌量和凍結力，以封凍前的水位或流量反映水流的牽引力。

冰厚預報

河流封凍後，水體繼續失熱，冰蓋不斷加厚。黃河、黑龍江、松花江、遼河等地，以累積負氣溫作為水體失熱量的指標與冰厚建立經驗公式。高緯度地區，冰上積雪減緩了水體失熱強度。因此，積雪愈深，冰厚增加也愈慢。

解凍日期預報

河流解凍俗稱開河，需要熱力和水力條件。冰蓋與大氣的熱量交換是融冰熱量的主要來源。來自大氣層的熱量主要是太陽輻射，常以氣溫轉正日期、氣溫轉正至河流解凍期間的累積正氣溫等作指標。對於流向自南向北的河流，上游來水帶來的熱量是使冰蓋下層受熱融化的原因，常以上游站水溫，上游站流量與水溫的乘積(稱熱流量)及上游站解凍日期等為指標。水力條件是指水位對冰蓋的抬升作用與水流對冰層的牽引力，常用解凍前的水位或流量、上游站解凍日期為指標。河流解凍日期的早晚與氣溫轉正時的冰層厚度有很大關係。冰層愈厚，融冰時所需熱量愈多。

凌汛最高水位預報

河流解凍後的最高水位與封凍時的河槽蓄水量有關，且是由下游冰壩壅水或上游解凍使河槽水量增加造成。河流的冰壩一般形成於河彎、淺灘或河段束窄處，各年形成的地點變化不大。但是形成冰壩條件比較複雜，各年冰壩的長度、高度以及壅水高程等各不相同，使得凌汛水位預報比較困難。