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  • 雪[自然现象]

    雪:从混合云中降落到地面的雪花形态的固体水。由大量白色不透明的冰晶(雪晶)和其聚合物(雪团)组成的降水。雪是水在空中凝结再落下的自然现象,或指落下的雪;雪是水在固态的一种形式。雪只会在很冷的温度及温带气旋的影响下才会出现,因此亚热带地区和热带地区下雪的机会较微小。

    编辑摘要

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    简介/雪[自然现象] 编辑

    雪(snow)是由大量白色不透明的冰晶(雪晶)和其聚合物(雪团)组成的降水。[1]

    水是地球上各种生灵存在的根本,水的变化和运动造就了我们今天的世界。在地球上,水是不断循环运动的,海洋和地面上的水受热蒸发到天空中,这些水汽又随着风运动到别的地方,当它们遇到冷空气,形成降水又重新回到地球表面。这种降水分为两种:一种是液态降水,这就是下雨;另一种是固态降水,这就是下雪或下冰雹等。[1]

    雪大多降自雨层云和高层云,降水强度变化较慢;冷天积雨云的降雪有阵性特征,称为阵雪。[1]

    降雪由大量不同大小的雪晶组成,一般小的比较多。为了描述同时下落的雪晶群体的大小分布特征,常用雪晶谱或雪晶溶化后的溶液谱。[1]

    雪晶主要是在云中凝华增大的,首先在冷云中通过冰核的作用产生冰晶,通过凝华(冰晶过程)长大成雪晶,以后还能撞冻过冷水滴而长大。雪晶撞冻过冷水滴很多时,外形会改变。雪晶具有各种各样的形状,这同它们生长环境的温度和湿度有关。[1]

    降雪量同所有降水量一样,用相当的水层厚度来度量,单位是mm。实用上有时也用降雪在平地上所累积的深度来度量,称为积雪深度。[1]

    形状/雪[自然现象] 编辑

    各种雪花的形状 各种雪花的形状

    雪花多呈六角形,花样之所以繁多,是因为冰的分子以六角形为最多,对于六角形片状冰晶来说,由于它面上、边上和角上 的曲率不同,相应地具有不同的饱和水汽压,其中角上的饱和水汽压最大,边上次之,平面上最小。在实有水汽压相同的情况下,由于冰晶各部分饱和水汽压不同,其凝华增长的情况也不相同。例如当实有水汽压仅大于平面的饱和水汽压时,水汽只在面上凝华,形成的是柱状雪花。当实有水汽压大于边上的饱和水汽压时,边上和面上都会发生凝华。由于凝华的速度还与曲率有关,曲率大的地方凝华较快,故在冰晶边上凝华比面上快,多形成片状雪花。当实有水汽压大于角上的饱和水汽压时,虽然面上、边上、角上都有水汽凝华,但尖角处位置突出。水汽供应最充分,凝华增长得最快,故多形成枝状或星状雪花。再加上冰晶不停地运动,它所处的温度和湿度条件也不断变化,这样就使得冰晶各部分增长的速度不一致,形成多种多样的雪花。[1]

    雪的形成/雪[自然现象] 编辑

    大气中的水蒸汽直接凝华或水滴直接凝固而成,就是雪。也可说是云中的温度过低,小水滴结成冰晶,落到地面仍然是雪花时,就是下雪了。冰融化时会吸热,所以地面气温会比下雪时低。[2]

    1.大气中需含有较冷的冰晶核。[2]

    2.充分的水汽。3.0℃(冰点)以下。如该冷空气相当强烈,并带着湿气,1℃至10℃的气温同样可以降雪。[2]

    能降雪的地方:气候区属中纬度至高纬度(即大约于南回归线以南/北回归线以北地区)的地方就会有降雪的机会,如果于低纬度地方中有些地势高于海拔2000米的中山或高原也有同样的机会。[2]

    海洋气流也能间接影响该区下雪的机会率,如果在高纬度地区一带有较多暖流支配,会减低该区下雪的机会(例如日本本州至九州一带)。[2]

    降雪级别划分/雪[自然现象] 编辑

    降雪等级标准通常是指在规定时间段内持续降雪或降雪量折算成降雨量为等级划分的标准。该标准一般采用持续时间12小时和24小时两种标准。[2]

    以24小时降水量为划分标准,其中,降水量0.1~2.4毫米为小雪,1.3~3.7毫米为小到中雪,2.5~4.9毫米为中雪,3.8~7.4毫米为中到大雪,达到5.0~9.9毫米为大雪,7.5~14.9毫米为大到暴雪,降水量达到或超过10毫米为暴雪。[2]

    以12小时降水量为划分标准,其中,降水量0.1~0.9毫米为小雪,0.5~1.9毫米为小到中雪,1.0~2.9毫米为中雪,2.0~4.4毫米为中到大雪,达到3.0~5.9毫米为大雪,4.5~7.4毫米为大到暴雪,降水量达到或超过10毫米为暴雪。[2]

    我国降雪特征/雪[自然现象] 编辑

    平均年雪季长度在中国东部大致呈纬向分布,大兴安岭雪季最长,超过210天,长江以南最短,为常年无雪或偶尔降雪区域;雪季长度60天等值线大体与秦岭-淮河一致。西部以青海和西藏北部雪季为最长,其中伍道梁站(93.01ºE,35.22ºN,4612.2米)达到348.0天,托托河站(92.4ºE,34.2ºN,4533.1米)为331.9天,清水河站(97.1ºE,33.8ºN,4415.4米)为314.4天,安多站(91.1ºE,32.4ºN,4800.0米)为307.6天,四季均可落雪;滇、川、藏交界处雪季长度也较长;北疆雪季长度与东北北部接近,最长达210天以上,但南疆地区最短,一般不足60天。平均年降雪量分布与雪季长度大致相似,东北北部和东部、西北北部以及青藏高原东北部年平均降雪量较多,可以超过30毫米,其中青藏高原部分地区降雪量最大,最大超过60毫米。喜马拉雅山脉北麓的聂拉尔站(85.9ºE,28.2ºN,3810.0米)年平均降雪量高达212.4毫米,青藏高原上的嘉黎站(93.3ºE,30.7ºN,4488.8米)、清水河站(97.1ºE,33.8ºN,4415.4米)年平均降雪量也都超过100毫米。雪季内降雪日数等值线分布与雪季长度也基本一致,东部地区从南到北逐渐增加,长江以南地区最少,东北北部和东部则超过50天,内蒙古的阿尔山站降雪日数多达117天;西部地区的新疆北部、青海和西藏降雪日数较多,其中新疆吐尔尕特站(75.4ºE,40.5ºN,3504.4米)达到136天,青海伍道梁站和清水河站均为127天。降雪强度等值线分布与雪季长度、降雪量和降雪日数分布有明显不同,在黄淮、江淮一带等年平均降雪量不多的地区,平均降雪强度却比较大,甚至大于东北和西北北部,喜马拉雅山脉北麓的聂拉尔平均降雪强度也比较大,但最大降雪强度出现在江西省樟树(115.6ºE,28.0ºN,30.0米),达到5.3毫米/天。[3]

    东北、内蒙东部、新疆北部、青藏高原东部和南部边缘、秦岭、山东半岛北部为常年多雪带;南疆大部、青藏高原中西部、西北东部、华北大部、秦岭-淮河地区为常年降雪带;塔里木盆地大部、阿拉善地区、黄河下游一带、南方山地丘陵地区为偶尔降雪带;滇中南、四川盆地、长江以南的小型盆地和谷地、江浙闽沿海等地区为永久无雪带。[3]

    降雪的作用和影响/雪[自然现象] 编辑

    对农作物

    雪有利于农作物的生长发育。雪是具有很好保温效果的物质,可以在寒冬保护植物不被冻伤,来年开春雪水融化可以为植被提供良好的供水,大自然的力量绝对不是巧合,因雪的导热本领很差,土壤表面盖上一层雪被,可以减少土壤热量的外传,阻挡雪面上寒气的侵入,所以,受雪保护的庄稼可安全过冬。积雪还能为农作物储蓄水分。此外,雪还能增强土壤肥力。据测定,每1升雪水里,约含氮化物7.5克。雪水渗入土壤,就等于施了一次氮肥。用雪水喂养家畜家禽、灌溉庄稼都可收到明显的效益。[4]

    同时冬季雪水充足,不仅可以减轻当年的旱情,而且,也给来年春播作物的适时播种和苗全苗壮提供了有利条件。[4]

    人体健康

    雪为什么有如此奇特的功能呢?因为雪水中所含的重水比普通水中重水的数量要少1/4。重水能严重地抑制生物的生命过程。有人做过试验,鱼类在含重水30%-50%的水中很快就会死亡。雨雪形成最基本的条件是大气中要有“凝结核”存在,而大气中的尘埃、煤粒、矿物质等固体杂质则是最理想的凝结核。如果空气中水汽、温度等气象要素达到一定条件时,水汽就会在这些凝结核周围凝结成雪花。所以,雪花能大量清洗空气中的污染物质,每当一次大雪过后空气就显得格外清新。[5]

    对于农村人来说,下雪是给庄稼加了一床被,又湿润又松土,预示着第二年的丰收。 对于城里人来说,下雪只是改善了空气质量,增加了游玩的乐趣。[5]

    据测定,一般新雪的密度每立方厘米为0.05-0.10克。所以,地面积雪对音波的反射率极低,能吸收大量音波,能为减少噪音作出贡献。[5]

    保温作用

    积雪,好像一条奇妙的地毯,铺盖在大地上,使地面温度不致因冬季的严寒而降得太低。积雪的这种保温作用,是和它本身的特性分不开的。[4]

    我们都知道,冬天穿棉袄很暖和,这是因为棉花的孔隙度很高,棉花孔隙里充填着许多空气,空气的导热性能很差,这层空气阻止了人体的热量向外扩散。这是因为空气是不良导体。我们知道,任何一个物体,它本身都能通过热量,这种能够通过热量的性能,称做物体的导热性。在自然界常见的几种物质中,空气的导热性最差。所以物体里容纳的空气越多,它的导热性就越差。[4]

    覆盖在地球胸膛上的积雪很象棉花,雪花之间的孔隙度很高,就是钻进积雪孔隙里的这层空气,保护了地面温度不会降得很低。当然,积雪的保温功能是随着它的密度而随时在变化着的。这很象穿着新棉袄特别暖和,旧棉袄就不太暖和的情况一样。新雪的密度低,贮藏在里面的空气就多,保温作用就显得特别强。老雪像旧棉袄似的,密度高,贮藏在里面的空气少,保温作用就弱了。[4]

    作为水资源

    当城市受到降雪威胁时,与降雪有关的“城市次生灾害”事件逐渐显露出来,降雪造成的损失日渐突出,严重影响城市经济生活的正常运转。另外,城市化的发展也造成许多城市水资源短缺,尤其我国冬季降水偏少,城市水资源短缺的问题更加突出。城市降雪对缓解、补充城市冬季水资源短缺和改善、保护生态环境起着极为重要的作用。[6]

    雪资源的利用/雪[自然现象] 编辑

    对雪资源的合理化利用,应从雪资源处理这个根本问题人手,目前,在积雪处理方面,应开发新型的积雪处理设备,减少氯盐融雪剂的使用量。在积雪的运输方面,可以将积雪集中运输到城市的观赏用水区的冰面上。不但可以减少运输的费用,而且当冰雪融化时可以补给城市观赏用水的水量。[7]

    低温雪库的建立主要涉及贮雪和应用两部分。对于雪的贮存,一种方式是采用地窖的形式,建造地下建筑。此外,为了降低成本,可对现有的环境加以利用,如游泳池。对游泳池加以简单的改造便可以作为低温雪库。另一种贮雪方式为地上的贮雪建筑,这种建筑可以根据需求量选择建造的大小,也可以选择合适的废弃建筑,并进行相应的改造进行应用。在构建这类雪库时,参考爱斯基摩人的圆顶雪屋具有保温的作用,雪屋的外层建筑相当于隔热层,只要能够减少热交换,雪屋便可以作为贮雪室保持低温,延长雪的融化时间。对于低温雪库的应用,这两种低温雪库都可以应用于春夏季节贮藏食品。应用低温冷室保存食物最大的好处在于,对食品进行低成本的保鲜,并且速冻保持了食物的营养成分,不至于营养流失。[7]

    在工业方面,可以扩大低温雪库的贮雪量,用于生产设备的冷却。可以利用积雪的低温性,将雪库中贮存的雪,与输出的高温废水按比例混合,将积雪转化为融雪水,使其温度保持在零度左右,再次进行设备的冷却,如此循环往复。[7]

    对于融雪水的应用,还可以借鉴雨水的利用模式。在降雪季节,不断地将积雪融化,经过静置沉淀后,集中输入管道,通过水网管道,通向各个用于冲厕的公共场所,可以减少大量的自来水用 量。对雪水进一步进行处理,还可以扩大雪水在生活中的应用范围。[7]

    农业上用积雪及其雪水的低温性,在春夏季节进行喜冷性作物和菌类的栽培;在水产养殖业上,利用融雪水的低温性进行鱼苗繁殖、特种溪栖性鱼类的养殖;在春季,融雪水可以补充地下水的水量,从而缓解春季的干旱情况。[7]

    应用雪的低温性,将雪水作为冷源,地热水或工业排放的温热水作为热源,将这两种能源接触,冷热交替,产生能量的流动,促使流管内的热工介质运动起来,驱动发动机发电。从而将热能转化为电能。[7]

    雪灾雪害/雪[自然现象] 编辑

    雪灾

    雪灾是因降雪导致大范围积雪、暴风雪、雪崩,严重影响人畜生存与健康,或对交通、电力、通信系统等造成损害的自然灾害。作为我国主要自然灾害之一,雪灾年年发生,严重威胁人民的生命财产和正常生活秩序。根据雪灾的形成条件、分布范围和表现形式,雪灾类型普遍被分为雪崩、风吹雪( 风雪流) 和牧区雪灾。[8]

    其中,雪崩是雪山地区易发的灾害,风吹雪则会阻断公路交通的正常通行。牧区雪灾是由于积雪过厚,维
    持时间长,掩埋牧草,使牲畜无法正常采食,导致牧区大量畜牧掉膘和死亡的自然灾害。它是中国发生频繁、影响最为严重的一类雪灾。在高纬度、高海拔地区,特别是有着广阔天然草场的内蒙古、新疆、青海和西藏等主要牧区,几乎每年都会不同程度的遭受这类灾害。此外,在全球变化背景下,我国广大的农村、林区和城镇,也时常遭受短时期降雪的影响,严重的雪灾还会破坏交通、通讯等基础设施,造成房屋倒损和农作物损毁等损失。[8] 

    雪灾按其发生的气候规律可分为两类:猝发型和持续型。猝发型雪灾发生在暴风雪天气过程中或以后,在几天内保持较厚的积雪对牲畜构成威胁。持续型雪灾达到危害牲畜的积雪厚度随降雪天气逐渐加厚,密度逐渐增加,稳定积雪时间长。此型可从秋末一直持续到第二年的春季。人们通常用草场的积雪深度作为雪灾的首要标志。由于各地草场差异、牧草生长高度不等,因此形成雪灾的积雪深度是不一样的。[9]

    我国雪灾有着显著的季节性特点,发生时期一般是在当年 10 月到次年的 4 月。从雪灾的空间分布格局来看,集中分布在内蒙古、新疆、青海和西藏 4 省区,地域上形成了内蒙古大兴安岭以西、阴山以北地区、新疆天山以北地区和青藏高原地区等 3 个雪灾多发区。[8]

    雪害

    雪害是农业气象灾害的一种,指冬季降雪过多、积雪过厚、雪层维持时间过长,致使冬作物、畜牧业和林木生产以及农业设施等遭受的损害。草原畜牧业的冬季雪害又称“白灾”,中国的新疆、内蒙古以及苏联和蒙古人民共和国草原放牧地区的牲畜常因“白灾”造成冻饿或染病而大量死亡。冬小麦的雪灾主要发生在积雪深厚的地区和年份,如中国新疆北部伊犁、塔城地区,苏联北部农区和加拿大等地。[10]

    冬作物雪害

    冬作物雪害的指标为越冬期雪层厚度持续4个月超过5厘米。遭受雪害的主要原因是深厚雪层下温度较高,光合作用微弱而呼吸作用旺盛,作物体内糖分大量消耗,形成饥饿状态。同时,雪层下的植株还易受真菌(雪霉病和菌核病)的危害,使叶片及基部组织腐败而全株死亡。冬作物如秋季锻炼的条件不利,产生雪害的可能性大。连作地病菌菌源较多,秋季灌溉过量、过晚,或地势低洼积水的田块,以及播种过晚的麦田都易诱发病害,雪害也更严重。[10]

    防御冬作物雪害的措施主要有实行轮作,避免连茬,以减少土壤中的病菌,采用合理栽培措施;适时播种和适时适量秋灌,秋灌及融雪后的田间积水要及时排除;采用抗雪害品种;药剂播种,降雪前10天田间喷药;降雪过早时,进行雪后镇压可降低雪下温度,使雪下作物停止生长,减少营养物质消耗;春季及时春耙、追肥,促进作物健壮生长。[10]

    放牧业雪害

    冬季降大雪对草原放牧影响很大,主要危害是采食困难和引起疾病。①草原上积雪太深,牲畜采食苦难。牲畜采食的难易程度决定于雪的深度和密度。据苏联卡查赫斯坦农业气象站观测结果,当积雪达到一定厚度和密度时,放牧就很困难,牲畜因而饥饿死亡,称为白灾。若雪中夹有冰层或表面有冰壳,即使雪层不深也严重防碍放牧。不同厚度、密度的积雪对不同种类、品种、年龄的牲畜影响不一。一般而言,马在降雪条件下的采食能力较强、骆驼次之、绵羊再次、牛最差;绵羊当中,细毛羊的采食和抗寒能力都很强,生长在荒漠、半荒漠地区的哈拉库姆羔皮羊,只要遇到降雪天气就不能放牧;成年绵羊比8~10月幼龄羊采食能力强。②降雪多,强度大,春秋季节降雪强度大,不利放牧和转场。降落在牲畜身上的雪融化时,就会使体温大量散失,引起牲畜感冒,雨夹雪会使牲畜身上的湿毛冻结在一起,引起疾病。繁殖期的牲畜和新剪毛的绵羊最易感冒。[10]

    防御草原放牧畜牧业雪害的措施主要是做好冬季雪害预报,以便选择冬季积雪较薄的草场放牧;夏秋季节多打草,搞好饲料储备;在地区间开展协作,灾年调剂使用牧场;加强气象为畜牧业服务,提前做好同时要合理安排产羔、剪毛和饲料储备等牧事活动。[10]

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    参考资料
    [1]^引用日期:2019-07-31
    [2]^引用日期:2019-06-13
    [3]^引用日期:2019-07-31
    [4]^引用日期:2019-07-31
    [5]^引用日期:2019-07-31
    [6]^引用日期:2019-07-31
    [7]^引用日期:2019-07-31
    [8]^引用日期:2019-07-31
    [9]^引用日期:2019-06-13
    [10]^引用日期:2019-06-13
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