霧淞是怎麼形成的
霧淞是北方冬季經常可以見到的一種類似霜降的自然現象,是一種冰雪美景,相信很多人想知道霧淞的成因,下面就讓小編來給你科普一下。
霧淞形成的原因
霧凇這種天氣現象的形成,是多種因素構成、複雜的大氣過程。溫度和溼度條件,只是具備了產生霧凇的基本條件。然而,促成霧凇形成的因素是多方面的,它既是複雜,又是相互配合的大氣物理變化過程。很多地方的霧凇,只是達到形成霧凇的基本條件,但不夠全面和充分有利,因此形成的霧凇一般不夠理想。而吉林霧凇的成因,是由於具備得天獨厚的充分有利的特殊條件,構成了有機地超越常規的物理機制的獨特成因。
1、冬季漫長寒冷的基礎條件
吉林冬季的時間,按當地人們的習慣,是從11月至翌年2月的120天為冬季。按氣候學統計規定:候***5天***平均氣溫低於10℃為冬季;按其溫度規定,吉林市一般始於10月中旬,終於次年4月中旬,長達半年***基本與結冰期相吻合***;按嚴冬日規定為侯平均氣溫低於0℃,則吉林市嚴冬始於10月末,終於次年3月中旬,長達4個多月。由此來看,吉林市冬季可謂冷期漫長。低溫日數多,是吉林市冬季氣溫的另一特點。可形成吉林霧凇的零下20℃以下日期,一冬有60~70天;低於零下30℃以下日期,一冬有10~15天。歷年極端最低氣溫為零下40、2℃,這可以說是幾乎到了“哈氣成霜”、 “滴水成冰”的程度。根據對霧凇上千次統計,氣溫高於零下13℃時,即使是形成吉林霧凇的其它條件都齊備了,但吉林霧凇也不易形成。氣溫在零下20℃以下時,吉林霧凇出現的可能性較大;氣溫在零下26℃以下時,多數能形成霧凇。由此看出,低溫是形成吉林霧凇的前題和基礎。
2、低空水汽量多的充分條件
不凍江、霧多、雪多、空氣溼度大、水汽充足、易飽和,這是形成吉林霧凇的充分條件,而這一條件,很大程度上是由於豐滿水電站所產生的。吉林冬季,不凍的江面向空中源源大量蒸發水汽,霧多、雪多,有利空氣溼度增大及霧凇出現頻次增多。從吉林市三十年以上的氣象資料的統計***表***看出:不論是平均的霧日、雪日及霧凇日,還是最多的霧日、雪日及霧凇日,均是呈同步成正比例的,即霧多、雪多、霧凇也多,並且冬季各月相關性也很密切。吉林市冬季早晨的相對溼度,經常在95%以上,因而也可看出吉林市冬季空氣溼度大、水汽充足、易飽和,從而霧凇的凝華過程顯著,使形成吉林霧凇更加充分。
3、輻射降溫強烈的有利條件
冬季輻射降溫強,因而氣溫日較差大,並常有逆溫層,使大氣層結構穩定,是形成吉林霧凇的有利條件。地面白天通過短波方式接受太陽輻射,氣溫升高;到了夜間地面不僅失去日照增溫,反而以長波方式還向空中散發熱量,使夜間氣溫下降,這就是地面輻射降溫。吉林市冬季夜間長,輻射降溫強,氣溫日較差***一日最高氣溫與最低氣溫之溫差,稱為氣溫日較差***大,經常在15~18℃以上。氣溫日較差大,使空氣易飽和,水汽凝結成凝華的就越多。這是因為空氣能容納的水汽是有一定限度的,並且氣溫高,可容納水汽的能力多;氣溫低,容納水汽能力少。闢如,白天氣溫零下10℃,一立方米空氣最多可容納2、86毫米水汽;而到了夜間,氣溫下降到零下25℃,最多可容納水汽的能力僅有0、81毫米了,多餘的2、05毫米的水汽,就要變成水滴或冰晶了,這就是由於輻射降溫造成的結果。另外,輻射降溫強還使地面氣溫比上層大氣降溫快,從而形成“逆溫層”***氣溫隨高度升高而降低,即本應平均每升高100米,降低0、6℃,但不僅沒降低,反而升高,這:種大氣層結叫“逆溫層”***。闢如,人們冬季早晨常看到大煙筒胃出的煙,到一定高度不再繼續升高,而是橫走的原因,就是“逆溫層”造成的現象。由於地面冷,近地面空氣密度大,而上層的大氣不太冷,空氣密度較小。因而大氣就像頭輕腳重的不倒翁一樣,使大氣層結構穩定不易變性,冷空氣能持久。所以有利水汽凝結或凝華,因此輻射降溫強有利於霧凇的形成。
4、經常碧空微風的必要條件
碧空、少雲、靜風或微風,是形成吉林霧凇的必要條件。人們都知道夜間沒有云時,氣溫低;而有云時就像地面的上空有個蓋子,消弱了輻射降溫,使氣溫降低的少,晝夜的溫差不大。因而原來空氣中水汽就不易凝結或凝華,這對霧及霧凇形成不利。反之,夜間碧空或少雲,氣溫下降明顯,就有利霧凇的形成。根據吉林市歷年氣象資料統計,11月至翌年2月的各月平均睛天日***按氣象規定,低雲量佔整個天空總雲量的2成以下,為一個晴天日的統計***:11月19、3日、12月22、0日、1月22、2日、2月20、1日。由此看出,吉林市晴天多,這是形成吉林霧凇的必要條件。風對吉林霧凇很敏感。在風速大的情況下,不僅破壞了水汽凝結和凝華,而且還把地面已經冷的空氣帶走,因而破壞了霧凇的形成。吉林市冬季靜風和微風***1~2米/秒以下的風***,與其它風力相比佔絕對優勢。在靜風或微風時,既保持了輻射降溫,又不能把已經冷卻的冷空氣帶走,這樣很有利於凝結或凝華。因此,靜風或微風,對吉林霧凇的形成的必要條件多;而夜間氣溫降低,大氣持水能力減少就有多餘水汽凝結,從不封凍的寬闊的松花江面向空中源源不斷地蒸發大量水汽,就大大增加了空氣中的飽和水汽量,所以說,這是形成吉林霧凇得天獨厚的地理條件。
5、得天獨厚氣候的關鍵條件
有利的大氣候及獨特的小氣候,是形成吉林霧凇的關鍵條件。吉林市地處寒溫
帶大陸性氣候。冬季本地高空盛行西北向的大氣環流。它經常引導西伯利亞高緯度地區的冷空氣一股股不斷南下***一冬平均有二十餘次冷空氣活動***。地面經常受穩定的西亞大型冷高氣壓天氣系統控制,使貝加爾湖到蒙古的冷氣團在本地持久停留,另外,季風特點又很明顯,使偏北風的頻率增多,而且經常有寒潮的降雪及突然降溫的天氣***一冬平均有6~8次***,這是形成霧凇的大氣候背景。
霧淞的特點
每到冬季,儘管松花湖上一抹如鏡、冰凍如鐵,但冰層下面幾十米深的水裡仍能保持4℃的水溫,水溫和地面溫差常在30℃左右,江水與空氣之間產生了巨大的溫差,松花江源源不斷釋放出的水蒸氣凝結在兩岸的樹木和草叢之間,形成厚度達到40至60毫米的“樹掛”現象,遠遠超過國內其他地區的普通樹掛的厚度***多為5至10毫米***。而“吉林霧凇”又是霧凇中厚度最大、密度最小和結構最疏鬆的霧凇品種——毛茸形晶狀霧凇,觀賞起來格外晶瑩剔透,所以吉林霧凇更堪稱為霧凇極品中的極品。 “一江寒水清,兩岸瓊花凝”是吉林霧凇奇觀那儀態妖嬈、獨具丰韻的典型概括。當霧凇出現的時候,漫漫江堤,披銀戴玉,仿若柳樹結銀花,松柏綻銀菊一般。一時間,霧凇奇景便把人們帶進如詩如畫的仙境之中,這讓許多有幸身臨其境的中外遊客讚不絕口。
霧淞的作用
北方也有一些地方偶爾也有霧凇出現,但其結構緊密,密度大,對樹木、電線及某些附著物有一定的破壞力。而吉林霧凇除了美麗之外,結構很疏鬆,密度很小,沒有危害,而且還對人類有很多益處。吉林霧凇正迎合了時下非常流行的一句話:“我美麗、我健康!”
現代都市空氣質量的下降是讓人擔憂的問題,吉林霧凇可是空氣的天然清潔工。人們在觀賞玉樹瓊花般的吉林霧凇時,都會感到空氣格外清新舒爽、滋潤肺腑,這是因為霧凇有淨化空氣的內在功能。空氣中存在著肉眼看不見的大量微粒,其直徑大部分在2、5微米以下,約相當於人類頭髮絲直徑的四十分之一,體積很小,重量極輕,懸浮在空氣中,危害人的健康。據美國對微粒汙染危害做的調查測驗表明,微粒汙染重比微粒汙染輕的城市,患病死亡率高15%,微粒每年導致五萬人死亡,其中大部分是已患呼吸道疾病的老人和兒童。
霧凇初始階段的凇附,吸附微粒沉降到大地,淨化空氣,因此,吉林霧凇不僅在外觀上潔白無瑕,給人以純潔高雅的風貌,而且還是天然大面積的空氣“清潔器”。
注重保健的人都不會對空氣加溼器、負氧離子發生器等感到陌生,其實吉林霧凇就是天然的“負氧離子發生器”。所謂負氧離子,是指在一定條件下,帶負電的離子與中性的原子結合,這種多帶負離子的原子,就是負氧離子。負氧離子,也被人們譽為空氣中的“維生素”、“環境衛士”、“長壽素”等,它有消塵滅菌、促進新陳代謝和加速血液迴圈等功能,可調整神經,提高人體免疫力和體質。在出現濃密霧凇時,因不封凍的江面在低溫條件下,水滴分裂蒸發大量水汽,形成了“噴電效應”,因而促進了空氣離子化,也就是在有霧凇時,負氧離子增多。據測,在有霧凇時,吉林松花江畔負氧離子每立方厘米可達上千至數千個,比沒有霧凇時的負氧離子可多5倍以上。
噪音也是現代都市生活給人們帶來的一個有害副產品,吉林霧凇是環境的天然“消音器”。噪音使人煩躁、疲憊、精力分散以及工作和學習效率降低,並能直接影響人們的健康以至於生命。人為控制和減少噪音危害,需要一定條件,並且又有一定侷限性。吉林霧凇由於具有濃厚、結構疏鬆、密度小、空隙度高的特點,因此對音波反射率很低,能吸收和容納大量音波,在形成霧凇的成排密集的樹林裡感到幽靜,就是這個道理。
此外,根據吉林霧凇出現的特點、週期規律等,還可反饋未來天氣和年成資訊,為各行各業興利避害、增收創利做出貢獻。
霧淞成因和作用
霧霜是怎樣形成的