霜的出現(xiàn)特點(diǎn)與錄記方法

李鳳云，王玉山，王榮波

(1.山東省德州市氣象局，山東 德州 253078;2.山東省陵縣氣象局，山東 陵縣 253500)

1 引言

霜是水汽在地面和近地面物體上凝華而成的白色松脆的冰晶或由露凍結(jié)而成的冰珠［1］，其生消變化不僅在一定程度上反映了當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鉅顟B(tài)，而且對(duì)未來(lái)當(dāng)?shù)靥鞖庾兓灿幸欢ǖ闹甘疽饬x，農(nóng)諺“霜重見(jiàn)晴天”就是很好的例子［2］。準(zhǔn)確記錄霜為氣候分析、制作霜凍預(yù)報(bào)等具有重要意義。文獻(xiàn)［3－7］研究過(guò)霜或霜凍日期的變化特征，文獻(xiàn)［8］對(duì)露的記錄方法進(jìn)行過(guò)分析，文獻(xiàn)［9］對(duì)0.5℃時(shí)霜的記錄進(jìn)行簡(jiǎn)單討論，但對(duì)如何準(zhǔn)確記錄霜未曾發(fā)現(xiàn)有人進(jìn)行過(guò)深入研究。筆者就霜的出現(xiàn)特點(diǎn)進(jìn)行討論。

2 霜與露并存原因及記錄方法

選取德州和陵縣2000年10月—2012年4月地面氣象觀測(cè)資料中，地面最低溫度≥0℃時(shí)有霜出現(xiàn)的資料(圖1)，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn):此種情況均出現(xiàn)在4月、10—12月(即冬末春初或秋末冬初)，且當(dāng)日有露和霜兩種天氣現(xiàn)象同時(shí)存在，這是因?yàn)槁逗退纬傻奶鞖鈼l件相同，均易在晴朗微風(fēng)的夜晚形成，其主要區(qū)別在于:貼地(或貼近地物表面)層空氣的溫度，高于0℃形成露，低于0℃時(shí)則形成霜。在秋末冬初和冬末春初季節(jié)，會(huì)出現(xiàn)地面最低溫度高于0℃，在測(cè)站或測(cè)站周圍既有露又有霜的情況，這是因?yàn)樗男纬?，不僅與天氣條件有關(guān)，而且與地面物體的屬性有關(guān)。霜是在輻射冷卻的物體表面上形成的，所以物體表面越容易輻射散熱并迅速冷卻，霜在它上面就越容易形成。同類物體，在同樣條件下，假如質(zhì)量相同，其內(nèi)部含有的熱量也就相同。如果夜間它們同時(shí)輻射散熱，在同一時(shí)間內(nèi)表面積較大的物體散熱較多，冷卻得較快，在它上面就更容易有霜形成。這就是說(shuō)，一種物體，如果與其質(zhì)量相比，表面積相對(duì)大的，在它上面就容易形成霜。草葉很輕，表面積卻較大，所以草葉上就容易形成霜，文獻(xiàn)［10］也說(shuō)明了這一點(diǎn)。另外，物體表面粗糙的，要比表面光滑的更有利于輻射散熱，所以在表面粗糙的物體上更容易形成霜，如土塊。因地溫場(chǎng)無(wú)草且土塊很小，由此會(huì)造成地溫表處，地面最低溫度＞0℃，出現(xiàn)露，而草葉或土塊上，溫度＜0℃出現(xiàn)霜的現(xiàn)象，因此在同一測(cè)站會(huì)出現(xiàn)露、霜同在的記錄。據(jù)了解得知:對(duì)此問(wèn)題，有許多觀測(cè)員因發(fā)現(xiàn)地面最低溫度≥0℃，不符合霜的成因，怕出錯(cuò)情，舍去了霜的記錄，使天氣現(xiàn)象記錄失去了真實(shí)性。

圖1 2000年10月—2012年4月德州及陵縣地面最低溫度≥0℃時(shí)霜出現(xiàn)日數(shù)

根據(jù)氣測(cè)函【2012】9 號(hào)文規(guī)定:自4月1日起:所有觀測(cè)站天氣現(xiàn)象記錄均劃分為“白天”和“夜間”，因此，當(dāng)出現(xiàn)霜露并存現(xiàn)象時(shí)，在氣象觀測(cè)記錄薄天氣現(xiàn)象欄均應(yīng)按露—霜順序分別記錄在夜間和白天欄。

3 霜與霧凇并存原因及記錄方法

統(tǒng)計(jì)德州1984年10月—2012年4月資料發(fā)現(xiàn):霧凇共出現(xiàn)97 次，其中35 次出現(xiàn)在有大霧的陰天，62 次出現(xiàn)在有霜存在的夜間，但由當(dāng)日欄轉(zhuǎn)次日欄(或夜間欄轉(zhuǎn)白天欄)時(shí)幾乎全部是只轉(zhuǎn)霧凇不轉(zhuǎn)霜，僅1989年12月14日轉(zhuǎn)記霜和霧凇，還被市局測(cè)報(bào)管理員統(tǒng)計(jì)為錯(cuò)情。據(jù)了解:德州11 個(gè)縣市觀測(cè)站對(duì)霜和霧凇轉(zhuǎn)記順序幾乎統(tǒng)一模式，其理由是:1984年市局業(yè)務(wù)科收到一份省局業(yè)務(wù)處測(cè)報(bào)管理員手寫(xiě)的關(guān)于霜和霧凇同時(shí)出現(xiàn)時(shí)只轉(zhuǎn)霧凇不轉(zhuǎn)霜的規(guī)定，從此各站就按此規(guī)定執(zhí)行到今。文章作者經(jīng)過(guò)多年的觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)，并反復(fù)對(duì)霜和霧凇的外形特征和附著物分析:霜是白色較松脆的冰晶，多生成于地面和近地面表面大而粗造的物體的水平面上，而霧凇是乳白色晶狀冰晶和粒狀、松脆受震易塌落，附著于距地有一定高度的物體的迎風(fēng)面上，因此，在不同物體上同時(shí)存在霜與霧凇是完全可能的，并且此情況多為先出現(xiàn)霜后，隨著溫度降低、濕度增大又形成霧凇。因此，當(dāng)霜和霧凇同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況記錄在天氣現(xiàn)象欄，并按順序轉(zhuǎn)入次日(或由夜間欄轉(zhuǎn)白天欄)。

4 霜與積雪并存原因及記錄方法

降雪后形成積雪，當(dāng)天氣轉(zhuǎn)晴時(shí)，由于水汽在地面或地物上直接凝華而成的冰晶霜，此時(shí)從地面上不太容易辨別，但從近地面物體上不難分辨，凡有一定測(cè)報(bào)經(jīng)驗(yàn)的觀測(cè)員一看便知，在此不再累述。

5 結(jié)論與建議

地面最低溫度≥0℃時(shí)有霜出現(xiàn)是由于地表溫度的不均一性所造成，觀測(cè)員在記錄天氣現(xiàn)象時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行記錄，不要單以地面溫度是否低于0℃作為霜出現(xiàn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，建議觀測(cè)員平時(shí)多了解一些相關(guān)知識(shí)。

根據(jù)霜和霧凇形成時(shí)附著物不同，霜形成后隨著溫度降低，濕度增大進(jìn)而形成霧凇，二者同時(shí)存在并不矛盾，所以遇此情況觀測(cè)員應(yīng)據(jù)實(shí)記載。提醒廣大觀測(cè)員在記錄天氣現(xiàn)象要具體問(wèn)題具體分析，不要硬套書(shū)本知識(shí)，另外建議測(cè)報(bào)管理人員更應(yīng)熟悉天氣現(xiàn)象出現(xiàn)的特點(diǎn)，在回答觀測(cè)員問(wèn)題時(shí)更要慎重，以免造成各站對(duì)天氣現(xiàn)象誤記、漏記的習(xí)慣，確保所獲第一手氣象觀測(cè)資料的準(zhǔn)確性。建議業(yè)務(wù)管理人員在下文件時(shí)一定要考慮周全，因?yàn)槟愕囊痪湓挄?huì)給測(cè)站造成不符合實(shí)際的觀測(cè)記錄，并形成習(xí)慣模式。

［1］中國(guó)氣象局.地面氣象觀測(cè)規(guī)范［M］.北京:氣象出版社，2003.11:21.

［2］成都?xì)庀髮W(xué)院.氣象學(xué)［M］.北京:農(nóng)業(yè)出版社，1981:176－177.

［3］李輯，嚴(yán)曉瑜，王穎.遼寧省近50 a 霜的氣候變化特征［J］.氣象，2010，36(11):38－45.

［4］王國(guó)復(fù)，許艷，朱燕君，等.近50 a 我國(guó)霜期的時(shí)空分布及變化趨勢(shì)分析［J］.氣象，2009，35(7):61－67.

［5］許艷，王國(guó)復(fù)，王盤(pán)興.近50a 中國(guó)霜期的變化特征分析［J］.氣象科學(xué)，2009，(4):427－433.

［6］祁如英，李應(yīng)業(yè)，汪青春.青海近30 a 來(lái)霜對(duì)氣溫、降水變化的響應(yīng)［J］.氣候與環(huán)境研究，2011，16(3):347－352.

［7］杜軍，寧斌.雅魯藏布江中游近40 a 異常初終霜凍分析［J］.氣象，2006，32(9):74－89.

［8］鄭世文，廖才科，鄒夷，等.淺談露的識(shí)別和正確記錄方法［J］.福建氣象，2010，2:39－40.

［9］呂素珍.地面溫度記錄高于0.5℃時(shí)霜的記錄［J］.氣象與環(huán)境科學(xué)，2003，(1):46.

［10］蘇運(yùn)芳，周小春，馬新建.地面溫度與草面溫度的對(duì)比［J］.農(nóng)技服務(wù)，2011，(1):127.