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云、雨奇景是怎么形成的?

发布时间:2020-12-22 15:24来源: 未知

在自然景观中,云、雾、雨所形成的气象奇观是温暖湿润地区或湿润季节才会出现的,它会出现两种景观美:一是薄云、淡雾、细雨,它们就像轻纱叠加在一切景观上,赋予大自然一种朦胧美;二是流云飞雾的变化莫测、气势磅礴的真切景观美。

在中国的风景名胜山区都有各种规模的云海景观,而景色最美的是黄山,其云海景观也被称为“黄山四绝”之一。除上述之外,像衡山的云海、庐山的云瀑也都是人们举世闻名的旅游胜地。

一、火烧云气象景观

太阳光主要是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光混合而成的。上述颜色的光的波长都是各不相同的,赤色光波最长,橙色光波稍次,紫色光波最短。空气的分子和空气里飘浮着很多微小的灰尘与水珠,它们都可以把太阳的各色光线分散开来,这叫作散射作用。太阳光中的光波波长越短的,像紫色、蓝色光就很容易被散射开来,波长越长的,像红色、橙色光就不易散射。清晨或傍晚,太阳光是斜射的,它通过空气层的路程很长,受到散射就立刻减弱。减弱得最厉害的是紫色光,减弱得比较少的是红色或橙色光。正是因为这些彩色阳光的削减,照射到天空中、云层上,就形成了光彩夺目的彩霞。

中午的空气层相对很薄,太阳光里的红、橙、黄、绿几种色光差不多全部通过,只把青、蓝、紫几种色光拦住。而在这几种光中,反射最多的是蓝色光,所以天空是蓝色的。

早上太阳从东方升起,或者傍晚太阳落山的时候,太阳光射到地面上,穿过的空气层要比中午太阳当顶的时候厚一些。太阳光中的黄、绿、青、蓝、紫几种光不能穿过空气层,只有红、橙色光可以穿过空气层,将天边染成红色。

火烧云能够起到预测天气的作用,有一句俗语说“早烧不出门,晚烧行千里”。这句话的意思是,火烧云若是出现在清晨,就有可能是个坏天气,而出现在傍晚时分,第二天就肯定是个阳光明媚的好天气。

二、奇特的雨凇

极度冷却的降水遇到温度等于或低于0℃的物体表面时,所形成玻璃状的透明或无光泽的表面粗糙的冰覆盖层,称之为雨凇,民间俗称“树挂”,又称冰凌、树凝。另外,形成雨凇的叫冻雨。在我国南方,冻雨也有很多种叫法,称为“下冰凌”“天凌”或“牛皮凌”。

古书《春秋》记载:在成公十六年(公元前575年)十有六年春、王正月,雨木冰。这句话的意思是:在鲁成公十六年的春天、周历正月,下雨,树木枝条上凝结了雨冰(就是“雨凇”)。而这些记载也是目前为止世界上对雨凇的最早记录。

1.雨凇的形态

与其他各种形式的冰粒相比较,雨凇的坚硬度更高、密度更大(0.85克/立方厘米),而与雨凇极为相似的雾凇密度则只有0.25克/立方厘米。雨凇的结构清晰可辨,表面通常是光滑的,它的横截面呈现楔状或椭圆状。它既可以发生在水平面上,也可发生在垂直面上。而这与风向有着很大关系,雨凇主要形成于树木的迎风,人们依据它们的形态将其分为梳状、椭圆状、匣状和波状雨凇等。

2.雨凇的形成

雨凇和雾凇的形成原理极为相似,而且一般出现在阴天,多为冷雨产生,持续时间一般较长,日变化不是很明显,昼夜都有可能产生。雨凇是在特定的天气背景下发生的降水现象。雨凇的形成也是需要一定的天气条件的,必须是在微寒(0~3℃)且有雨之时,风力大、水滴大,多是在冷空气和暖空气交锋,并且在暖空气势力极强的情况下才会发生。

从冰晶层掉下来的雪花通过暖层时融化成雨滴,当它进入靠近地面的冷气层时,雨滴就很快冷却,形成过冷却雨滴。形成雨凇的雾滴、水滴都很大,并且凝结的速度极快,因为这些雨滴的直径非常小,尽管温度也能降到0℃以下,但它们往往在没有冻结之前就已经掉落。

因此,若这些过冷雨滴的温度降到低于0℃的地面和树枝、电线等物体上时,就会集聚并布满物体表面,且会马上冻结。冻结成毛玻璃状透明或半透明的冰层,使树枝以及电线变成粗粗的冰棍。外表通常是光滑或稍有隆突,有时还边滴淌、边冻结,结成一条条长长的冰柱,就形成了人们通常所说的“雨凇”。假如雨凇是因为非过冷却雨滴落到冷却较严重的地面或物体上的时候,而且不是因为外表非晶体形成的冰层和晶体状结冰一起混合形成,一般这个类型的雨凇非常薄且存在的时间极短。

3.雨凇的时间与空间分布

雨凇这种特殊气象主要是出现在山地和湖区,中国多数地区的雨凇都在12月到次年3月出现。中国年平均雨凇分布特点是南方多、北方少(华南地区因冬暖,极少有接近0℃的低温,因此既无冰雹也无雨凇),潮湿地区多而干旱地区少(特别以高山地区雨凇日数最多)。中国的年平均雨凇日数在20~30天以上的台站,几乎都是高山站,不过平原地区的大部分台站的年平均雨凇日数都在5天以下。

一般情况下,雨凇集中在1月上旬至2月上、中旬的一个多月内,起始日期具有北方早南方迟、山区早平原迟的特点,结束日则正好相反。地势较高的山区,雨凇开始早结束晚,雨凇期延长。比如皖南的黄山光明顶,雨凇通常在11月上旬初开始,次年4月上旬结束,时间达5个月。据相关调查显示,江淮地区的雨凇天气,淮北2~3年一遇,淮南7~8年一遇。若是在山区的话,山谷和山顶就会有较大差异,山区的部分低洼处很少见到雨凇,而山势高突处差不多每年都有雨凇发生。

在20世纪60年代,广州没有出现过雨凇,上海、北京、哈尔滨年均只分别出现0.1、0.7和0.5天。中国雨凇日数最多的台站是峨眉山气象站,年均出现141.3天(最多年份167天),排在第二的是金佛山70.2天(最多年份93天),排在第三的是湖北巴东的绿葱坡61.5天(最多年份90天)。而且,通常都出现在南方山区,北方的雨凇很少且不严重,干旱地区就更少。北方雨凇日数比较频繁的地方就是甘肃省通渭的华家岭、华山和长白山天池,它们的年均雨凇日数是29.6、19.8和18.5天,大多也是高山台站。

雨凇频繁出现的季节,在冬季寒冷的北方地区以较温暖的春、秋季节出现得比较多。如长白山天池气象站雨凇多集中在5月,平均出现5.7天;9月平均3.5天;冬季则因气温过低而较少出现。而南方则以较冷的冬季为多,比如就峨眉山气象站来说,它们12月份的雨凇日数平均达到26.4天,1月份也有24.6天,甚至在有些个别年份的12月、1月和3月都曾经出现过每天都有雨凇的情况。

雨凇所造成的危害和它持续的时间有很大的关系。上海曾经在1957年1月15日至16日出现过一次雨凇,持续时间为30小时09分钟。北京最长连续雨凇时长是30小时42分钟,发生在1957年3月1日至2日。哈尔滨最长持续28小时29分钟,发生在1956年10月18日至19日。中国雨凇连续时数最长的地方也发生在峨眉山,从1969年11月15日一直持续到1970年3月28日,也就是保持3198小时54分钟之久。其次是衡山南岳1370小时57分钟(1976年12月24日至1977年2月19日),第三名是发生在湖南雪峰山1192小时09分(1976年12月25日至1977年2月12日)。

雨凇积冰的直径通常是40~70毫米,另外也有几百毫米的。中国雨凇积冰最大直径出现在南岳衡山,达1200毫米,其次是巴东绿葱坡,约711毫米,再次为湖南雪峰山的648毫米。

由于雨凇在结冰的过程中,导线变得越来越粗,但当雨凇积累到一定直径时,“雨凇冰棍”必然逐渐碎裂,这时可以清除全部残冰,让雨凇重新在导线上冻结。如果位于高山,可能会持续清除几次甚至十几次,雨凇过程才算是结束。根据气象部门的规定,每次雨凇积冰碎裂时的最大直径之和就是全部雨凇过程的最大积冰直径。

在1962年11月24日的时候,在湖南衡山发生的一次雨淞积冰,每米的导线上竟然积了16872克,也就是16.872公斤的重量,是中国目前全部纪录中的冠军。其他重量较大的纪录有:湖南雪峰山15 616克;黄山12 148克;庐山5468克和金佛山5440克等。最近一次的雪淞是发生在河南省商丘县1966年3月5日至9日的一场雨凇,最大直径达到160厘米,最大的积冰直径达到1400克/米,这也是20世纪60年代平原气象站中极为罕见的纪录了。