凍雨

凍雨是由冰水混合物組成，與溫度低於0℃的物體碰撞立即凍結的降水，是初冬或冬末春初時節見到的一種災害性天氣。低於0℃的雨滴在溫度略低於0℃的空氣中能夠保持過冷狀態，其外觀同一般雨滴相同，當它落到溫度為0℃以下的物體上時，立刻凍結成外表光滑而透明的冰層，稱為雨凇。嚴重的雨凇會壓斷樹木、電線桿，使通訊、供電中止，妨礙公路和鐵路交通，威脅飛機的飛行安全。

基本介紹

• 中文名：凍雨
• 外文名：freezing rain
• 組成：冰水混合物
• 記載：《玄圃納涼詩》
• 特點：＜0℃
• 衍生現象：雨凇

簡介

漢語拼音：dòng yǔ凍雨是初冬或冬末春初時節見到的一種天氣現象。其氣象符號見左圖。

當較強的冷空氣南下遇到暖濕氣流時，冷空氣像楔子一樣插在暖空氣的下方，近地層氣溫驟降到零度以下，濕潤的暖空氣被抬升，並成雲致雨。當雨滴從空中落下來時，由於近地面的氣溫低於0°C，電線桿、樹木、植被及道路表面都會凍結上一層晶瑩透亮的薄冰，氣象上把這種天氣現象稱為“凍雨”。我國南方一些地區把凍雨又叫做“下冰凌”，北方地區稱它為“地油子”或者“流冰”。

凍雨

凍雨多發生在冬季和早春時期。我國出現凍雨較多的地區是貴州省，其次是湖南省、江西省、湖北省、河南省、安徽省、江蘇省及山東省、河北省、陝西省、甘肅省、遼寧省南部等地，其中山區比平原多，高山最多。凍雨積聚聚到一定程度時，不僅有害，而且危害不淺。

歷史資料

冷雨，寒雨。南朝梁簡文帝《玄圃納涼詩》：“飛流如凍雨，夜月似秋霜。” 唐宋璟《梅花賦》：“凍雨晚濕，夙露朝滋，又如英皇泣於九疑。” 宋蘇軾《游三游洞》詩：“凍雨霏霏半成雪，遊人屨凍蒼苔滑。” 清黃景仁《歲暮懷人》詩：“打窗凍雨翦燈風，擁鼻吟殘地火紅。”茅盾《虹》九：“彤雲密布的長空此時灑下些輕輕飄飄的快要變成雪花的凍雨。冬的黑影已經在這裡叩門了。”

凍雨

涷雨，暴雨。凍、涷，《說文》本為兩字，暴雨義應作“涷”，因兩字形義相近，古籍刊本往往作“凍”。《淮南子·覽冥訓》：“若乃至於玄雲之素朝，陰陽交爭，降扶風，雜凍雨，扶搖而登之，威動天地，聲震海內。” 高誘 註：“凍雨，暴雨也。” 唐杜甫《枯柟》詩：“凍雨落流膠，衝風奪佳氣。”一本作“ 涷 ”。宋黃庭堅《書摩崖碑後》詩：“斷崖蒼蘚對立久，凍雨為洗前朝悲。” 清唐孫華《喜雨》詩：“山雲既樓起，凍雨旋盆傾，高下竝沾溉，溪壑皆渟泓。”

成因

入冬，雨落在樹木、高樓、山岩、電桿等物體上，立即結成了冰，老百姓習慣叫“滴水成冰”。這種雨在氣象學上叫“凍雨”（它的凝聚物叫“雨淞”）；它和人們常說的一般水滴不同，而是一種過冷卻水滴（溫度低於0℃），在雲體中它本該凝結成冰粒或雪花，然而找不到凍結時必需的凍結核，於是它成了碰上物體就能結凍的過冷卻水滴。

低溫導致凍雨形成

形成“凍雨”，要使過冷卻水滴順利地降落到地面，往往離不開特定的天氣條件：近地面2000米左右的空氣層溫度稍低於0℃；2000米至4000米的空氣層溫度高於0℃，比較暖一點；再往上一層又低於0℃，這樣的大氣層結構，使得上層雲中的過冷卻水滴、冰晶和雪花，掉進比較暖一點的氣層，都變成液態水滴。再向下降，又進入不算厚的凍結層。當繼續下降，正準備凍結的時候，已經以過冷卻的形式接觸到冰冷的物體，形成堅實的“凍雨”。

形態

凍雨落在電線、樹枝、地面上，隨即結成外表光滑的一層薄冰，冰越結越厚，結聚過程中還邊流動邊凍結，結果便製造出一串串鐘乳石似的冰柱、冰穗（俗稱“冰掛”），它們晶瑩透亮，遇上陽光，放射出五彩光芒，煞是好看！但當它的重量超過物體的承載能力的時候，會造成一定災害。

雨滴與地面或地物、飛機等物相碰而即刻凍結的雨稱為凍雨。這種雨從天空落下時是低於0°C的過冷水滴，在碰到樹枝、電線、枯草或其他地上物，就會在這些物體上凍結成外表光滑、晶瑩透明的一層冰殼，有時邊凍邊淌，象一條條冰柱。這種冰層在氣象學上又稱為“雨凇”或冰凌。

凍雨是過冷雨滴或毛毛雨落到溫度在冰點以下的地面上，水滴在地面和物體上迅速凍結而成的透明或半透明冰層，這種冰層可形成“千崖冰玉里，萬峰水晶中”的壯美景象。如遇毛毛雨時，則出現粒凇，粒凇表面粗糙，粒狀結構清晰可辨；如遇較大雨滴或降雨強度較大時，往往形成明冰凇，明冰凇表面光滑，透明密實，常在電線、樹枝或艦船上一邊流一邊凍，形成長長的冰掛。

特徵

氣候特徵

凍雨厚度一般可達10～20毫米，最厚的有30～40毫米。凍雨發生時，風力往往較大。

據氣象專家分析，凍雨是在特定的天氣背景下產生的降水現象。在此期間，江淮流域上空的西北氣流和西南氣流都很強，地面有冷空氣侵入，1500至3000米上空又有暖氣流北上，大氣垂直結構呈上下冷、中間暖的狀態，自上而下分別為冰晶層、暖層和冷層。即3000米以上高空大氣溫度往往在－10℃以下，2000米左右高空，大氣溫度一般為0℃左右，而2000米以下溫度又低於0℃。

時間特徵

凍雨大多出現在1月上旬至2月上、中旬的一個多月內，起始日期具有北早南遲，山區早、平原遲的特點，結束日則相反。地勢較高的山區，凍雨開始早，結束晚，凍雨期略長。如皖南黃山光明頂，凍雨一般在11月上旬初開始，次年4月上旬結束，長達5個月之久。

地域特徵

凍雨以山地和湖區多見；中國南方多、北方少；潮濕地區多而乾旱地區少；山區比平原多，高山最多。據統計，江淮流域的凍雨天氣，沿淮淮北2～3年一遇，淮河以南7～8年一遇。但在山區，山谷和山頂差異較大，山區的部分谷地幾乎沒有凍雨，而山勢較高處幾乎年年都有凍雨發生。

我國出現凍雨較多的地區是貴州省，其次是湖南、江西、湖北、河南、安徽、江蘇，以及山東、河北、陝西、甘肅、遼寧南部等地；新疆北部和天山地區、內蒙古中部和大興安嶺地區東部也會有凍雨出現。貴州是全國出現凍雨最多的省份，一般從每年12月至次年2月是最容易出現凍雨的時候。貴州的威寧被譽為“凍雨之鄉”，威寧的常年凍雨日數可達44.6天。其中1月份最多，平均16.8天，常年12月平均有10.1天。

危害和預防

凍雨危害

凍雨

凍雨風光值得觀賞，但它畢竟是一種災害性天氣，它所造成的危害是不可忽視的。公路交通因地面結冰而受阻，交通事故也因此增多。大田結冰，會凍斷返青的冬麥，或凍死早春播種的作物幼苗。另外，凍雨還能大面積地破壞幼林、凍傷果樹等。

凍雨大量凍結積累後能壓斷電線和電話線，嚴重的凍雨會把房子壓坍，飛機在有過冷水滴的雲層中飛行時，機翼、螺旋槳會積水，影響飛機空氣動力性能造成失事。

當凍雨凍結在電線上時，電線遇冷收縮，再加上冰本身的重量，電線會產生繃斷的危險。更嚴重時，斷裂的電線會拉倒電線桿，使電信和輸電中斷。凍雨降落到公路上，交通會因地面結冰而受阻，同時地面結冰也會增加發生交通事故的幾率。飛機在有過冷卻水滴的雲層中飛行時，機翼、螺旋槳也會受到影響，影響空氣動力性能，嚴重時會造成飛行事故。而大面積的結冰，還會對農作物造成凍害，導致絕收。

凍雨預防

當凍雨發生時，要及時把電線、電桿、鐵塔上的積冰敲刮乾淨；在機場，要及時清理跑道和飛機上的積冰。對於公路上的積冰，及時撒鹽溶冰，並組織人力清掃路面。如果發生事故，應當在事發現場設定明顯標誌。在凍雨天氣里，人們應儘量減少外出，如果外出，要採取防寒保暖和防滑措施，行人要注意遠離或避讓機動車和非機動車輛。司機朋友在凍雨天氣里要減速慢行，不要超車、加速、急轉彎或者緊急制動，應及時安裝輪胎防滑鏈。

防禦指南

出現凍雨後，電力和通信部門要及時將電線上的結冰除去，或及時啟動融冰技術手段。在機場，要及時清理跑道和飛機上的積冰，在飛機上安裝除冰設備或乾脆繞開凍雨區域飛行。而對於公路上的冰層，要及時融冰，並組織人力清除路面積冰，以免發生交通事故。如果發生事故，應當在事發現場設定明顯標誌，以免發生連鎖交通事故。同時在凍雨天氣里，人們應儘量減少外出，如果外出，要採取防寒保暖和防滑措施，行人要特別注意避讓機動車。汽車駕駛員在凍雨天氣里要減速慢行，不要超車、急加速、急轉彎或者緊急制動，必要時還應及時安裝輪胎防滑鏈。

凍雨實例

1955年，浙贛地區曾因“凍雨”倒毀電桿數百根，南潯、浙贛鐵路運可逆熱機輸一度中斷；1987年11月和1989年12月，鄭州市先後兩次出現“凍雨”，受傷的就有200來人；前蘇聯西南部地區，一次“凍雨”拆毀、倒翻電桿近萬根，造成大面積的電訊中斷。

1984年1月中旬後期，受強冷空氣影響，貴州、湖南、江西、湖北等省不少地區出現凍雨天氣，造成電線斷線倒桿。貴州省的有線電話全部中斷，嚴重可逆熱機影響通訊工作。湖南輸電線積冰厚度在20毫米以上，一些高壓線路一 天溶冰5-6次。因受冰凍天氣影響，貴陽客車站停開長途車803班次，農村公共汽車間斷停開418班次。湖南長沙附近幾個縣停開班車339班次；僅臨武、資興兩縣折斷竹、木近500多萬根（棵）。貴州有10%提早抽苔的油菜受到凍害。

2008年1月，江西南昌曾因凍雨，市區3小時停電，火車因鐵軌凍冰無法駛出，進入南昌火車站，致使幾萬人擁堵在火車站。我國湖南省遭遇凍雨，導致路面結冰，我國南北大動脈京珠高速湖南段出現交通堵塞。湖南郴州市電纜、電塔等大部分壓斷、倒塌，導致郴州市停水停電8天。

此次災害導致貴州黔東南大部分農村停電長達20天以上，直至農曆2009年正月初一才恢復用電。居民生產生活嚴重受損，當地人都說五十年難得一遇。

2010年2月24日至25日凌晨，遼寧省大部分地區降凍雨，是當地自1999年來最嚴重的一次。此次凍雨造成瀋陽至北京間旅客列車停運3列、晚點107列，同時冰雨天氣造成瀋陽北部地區部分供電中斷，致使無法供水。

2013年1月31日早晨，北京凍雨致道路濕滑，望京到太陽宮高架（阜通東大街）100多輛車連環追尾，該路徹底癱瘓。今天（31日）的北京天氣成了大雜燴，霧霾未散，雨雪又起，且混雜著冰粒和凍雨，導致路面濕滑，加上能見度很差，對交通影響很大。

今晨08時，北京朝陽、豐臺等部分地區出現凍雨，其他地區以雪或雨夾雪為主。據北京市氣象台統計，30日20時至31日8時，北京降水較均勻，全市平均在0.1毫米，最大為海淀區鳳凰嶺0.5毫米。

從交管部門了解到，據不完全統計，截至31日上午11點，“122”接事故報警2000多起，其中多為剮蹭、追尾等一般輕微事故，但由於涉及車輛較多，對路面暢通造成較大影響。

氣象學研究

凍雨觀測

對凍雨的觀測是觀測站通過直接看到地表物體上的凝結現象來確定，無法通過氣象雷達、都卜勒儀或其他傳統的觀測法來觀測；但可以通過雷達來間接預計凍雨形成的可能性有多大。雷達信號的反射強度與降水的形式的半徑有關。雖然雨比雪反射信號更強，但由於雨滴的半徑比雪花小得多，因此從雪融化來的雨並不比之前雪的信號強多少。

地圖

然而，在雪剛開始融化的氣流層，雪花半徑沒有太大變化並且雪花上出現水滴，兩者效應相加，導致此時的雷達信號的反射強度非常高。因此，在雷達螢幕上見到這種強反射信號，就意味著相應地區上空有暖氣流層並且有雪融化，該地區會有降雨或凍雨。如果此時地表溫度低於結冰溫度，就很有可能形成凍雨。

凍雨影響

2008年發生在中國南方罕見的冰凍雪災，使全國大範圍的鐵路停運,航班取消，道路阻塞，而更嚴重的是湖南、廣西、貴州的高壓輸電線因冰凍不堪重負，塔倒線斷，造成大面積停電，究其原因有兩種可能性：

1) 在凍雨荷載作用下，輸電線的拉力有可能超過其極限拉應力，致使輸電線被拉斷；

2) 電線塔的設計強度不夠,可能在輸電線的張拉力下產生很大的頂端位移，從而產生失穩破壞。

輸電線的跨中撓度與跨度設計值一般滿足f / L ≤0. 125 的條件，因此輸電塔—導線模型可以簡化為具有柔性支承的微斜索模型進行計算。

選取某一110 kV 輸電線路中的一段進行算例分析。塔高34 m,為鋼桁架結構,導線跨度400 m,兩端等高、鉸接支座，導線採用數根分裂導線等價為一根索的簡化方法。導線的材料參數如下：L GJ2240/ 40,水平跨度400 m,垂度6. 128 m,自重0. 96 kg/ m,直徑21. 66 mm,彈性模量76 000 N/ mm2,初始張力為31. 47 kN。導線的凍雨質量計算方法採用文獻[ 6 ]中的方法，取導線凍雨質量為mi = 7. 19 kg/ m。凍雨重量可以簡單的看成是以靜載的形式加於導線上，成為導線自重的一部分。

計算時取n = 1,2,3 三階進行計算。

從統計結果可以看出，凍雨荷載作用下輸電線的動力回響遠遠大於無凍雨荷載作用的情況，這種張力的增大使凍雨荷載作用時輸電線的張力較無凍雨荷載時易達到其破壞應力。同時，凍雨情況下塔架頂端的位移也出現大幅度增長，最大值可以達到約1 m。這么大的位移會使塔中產生很大的彎矩和剪力，使輸電塔產生失穩破壞。還可以看出，塔—線體系中導線較單導線的位移增長了21. 8 %,張力增加了18. 8 %,塔頂位移增長了18. 79 %,這表明塔—線體系對導線以及塔的動力回響有不可忽略的影響。

凍雨

結論：

1) 凍雨荷載作用下輸電線的動張力較無凍雨荷載時大，這種增長幅度可以達到4 倍～5 倍。初步解釋了輸電線在凍雨荷載作用下拉斷的原因。

2) 凍雨荷載作用下的張拉力會使塔頂產生比無凍雨荷載時大的位移，進而引起塔中彎矩和剪力的增大，從而增大輸電塔產生失穩倒塌的幾率。

3) 塔線體系對導線以及輸電塔的動力回響有不可忽略的影響。

同類比較

凍雨過後一般會形成雨凇或霧凇的景觀。有人將雨凇等同於凍雨，其實兩者是有區別的。凍雨是一種特殊類型的降雨和天氣現象，而雨凇是凍雨的結果，是一種災害或景觀。雨凇與霧凇形成的條件非常苛刻，一般只能形成在氣溫為0～ - 10 ℃的雨、霧天氣中；由於大氣中凝結核較充足而凍結核常常短缺，受曲率約束飄浮在空中的霧滴和下落雨滴常可低至- 40 ℃也不凍結，稱為過冷卻霧滴與過冷卻雨滴，通稱為過冷水,兩者的區別僅僅在於過冷卻水的大小不同，霧滴的大小在3～100μm,而雨滴的大小介乎於0. 1～8 mm;雖然它們在大氣中可以保持液態，一旦接觸到溫度低於0 ℃的任何物體，就會在其上迅速凍結，形成千姿百態的凇結體，並迎風生長；又因為凍結的水量多寡、方式不同，其色澤、形態各異，使周圍的一切披上了冰清玉潔的外衣，造就了一個水晶宮般的童話世界。霧凇和雨凇常常同時發生或者交替出現,對供電線路造成極大傷害，形成嚴重的氣象災害。如果飛機飛行在過冷雲中，不慎進入過冷卻水豐水區後，以60～100 m / s的高速度撞凍大量過冷卻水，機身大量覆冰後，極易釀成機毀人亡的空難。

雨凇

雨凇指的是過冷卻雨滴碰到冰點附近的地面或地物上,立即凍結而成的堅硬冰層，通常是透明的或毛玻璃狀的緊密冰層。雨凇與地表水的結冰有明顯不同，雨凇是邊降邊凍，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，從而使被附著物負重加大，發展到一定程度時會對附著物產生直接災害並引發間接危害。

雨凇最大的危害是使供電和通信線路中斷。下雪天時，電線積雪，高壓線的鋼塔會承受平時2－3倍的電線重量，但是如果電線上有雨凇的話，可能會承受10－20倍的電線重量。電線結冰後，遇冷收縮，加上風吹引起的震盪和雨凇重量的影響，能使電線和電話線不勝重荷而被壓斷，幾公里以至幾十公里的電線桿成排傾倒，造成輸電、通訊中斷，嚴重影響當地的工農業生產和人民生活。

雨凇也會威脅飛機的飛行安全，飛機在有過冷水滴的雲層中飛行時，機翼、螺旋槳會淞附積冰，影響飛機空氣動力性能而造成失事。因此，為了冬季飛行安全，現代飛機基本都安裝有除冰設備。當路面上形成雨凇時，公路交通會因地面結冰而受阻，交通事故也因此增多，特別是山區公路上地面積冰更加危險，往往易使汽車滑向懸崖，造成車毀人亡。

由於冰層不斷地凍結加厚，常會壓斷樹枝，因此雨凇能大面積地破壞幼林、凍傷果樹，使林業造成嚴重損失。堅硬的土壤冰層也能使覆蓋在它下面的莊稼糜爛，如果麥田結冰，就會凍斷返青的冬小麥，或凍死早春播種的作物幼苗。另外，嚴重的雨凇還會把房子壓塌，危及人們的生命財產安全。

霧凇

霧凇指的是在空氣層中水汽直接凝華，或過冷卻霧滴直接凍結在地物迎風面上的乳白色冰晶。霧凇俗稱樹掛。霧凇現象在我國北方是很普遍的，在南方高山地區也很常見，只要霧中有過冷卻水滴，並滿足一定溫度就可形成。通常，被過冷卻雲霧環繞的山頂上最容易出現霧凇，它也是屋檐上常見的冰凍形式，在寒冷的天氣里泉水、河流、湖泊或池塘附近的蒸霧也可形成霧凇。

當地面過冷卻霧滴碰撞到同樣低於凍結溫度的物體時，便會形成霧凇。剛開始，空氣中的水蒸氣碰上該物體時凝華成固態結成霧凇層或霧凇沉積物，霧凇層由小冰粒構成，在它們之間有氣孔，接著無數冰點以下的霧滴隨風在霧凇層上不斷積聚凍粘，這樣便形成霧凇典型的白色不透明的外表和粒狀結構。由於各個過冷水滴的迅速凍結，相鄰冰粒之間的內聚力較差，易於從附著物上脫落。霧凇是受到人們普遍欣賞的一種自然美景，但是它有時也會成為一種自然災害。嚴重的霧凇有時也會將電線、樹木壓斷，造成損失。

霧凇對自然環境、人類健康具有一定的益處。現代都市空氣品質的下降是讓人擔憂的問題，霧凇是天然“空氣加濕器”和“負氧離子發生器”。噪音是現代都市生活給人們帶來的一個有害副產品，霧凇具有一定的消噪能力，是環境的天然“消音器”。此外，霧凇融化產生的水分，對北方越冬作物有利。

凍雨與逆溫層

逆溫層是鋒區、鋒面等典型層狀雲降水普遍存在的低空層結，不是一定發生凍雨的充要條件，只要近地層（3 000 m以下）有豐富的過冷卻水，氣層溫度在0 ～- 15 ℃，有豐富的凝結核和水汽供應。

凍雨、凝凍與冰凍

凍雨，在貴州各地普遍稱為“凝凍”或“桐油凝”，在現代漢語詞典中的解釋為凝結、凍結，即是由過冷水滴、霧滴與溫度低於0℃的地面物體碰撞凍結形成的現象，北方亦稱“冰凍”。其實凝凍和冰凍既有相同點又有不同點：兩者的結果一樣，但冰凍是一個慢變過程，而凝凍是一個快變過程。

凝凍與凍雨和雪也有一定的聯繫和區別，凍雨是產生凝凍的主要氣象因子，濕雪有時也會產生凝凍，但乾雪一般不會；區別是凍雨和雪屬於天氣現象，是過程，而凝凍是結果，不屬於天氣現象。氣象上常以電線積凍的直徑和持續時間來表征凝凍強度。