關(guān)于三種下墊面道路條件與氣象影響的探析

劉新瑩 王赟 王潤澤

摘 要 氣象、溫度條件等一定程度上影響著道路的使用。尤其在冬季存在季節(jié)性的道路結(jié)冰現(xiàn)象，對交通運輸?shù)陌踩云鸬揭欢ǖ挠绊?，為保障能夠在結(jié)冰惡劣氣象條件下，交通運輸穩(wěn)定、安全、有序的進行，對冬季不同下墊面條件下的道路結(jié)冰現(xiàn)象進行研究，及時的預(yù)報天氣氣象和道路路況對交通運輸行業(yè)的發(fā)展具有重要輔助性作用。本文就冬季土壤、瀝青、水泥三種不同下墊面的地溫特征進行研究，分析道路結(jié)冰的形成條件，對交通運輸給予一定的氣象和路況預(yù)測和信息預(yù)報支持。

關(guān)鍵詞 下墊面；地溫特點；道路結(jié)冰；條件分析

我們知道，交通運輸?shù)缆肥墙?jīng)濟發(fā)展的運輸大動脈，經(jīng)濟發(fā)展對交通運輸?shù)囊栏叫栽絹碓礁?。氣象和路況監(jiān)測和預(yù)報作為交通運輸網(wǎng)絡(luò)的重要構(gòu)成，其發(fā)達程度愈來愈成為一個國家發(fā)展水平的重要體現(xiàn)。交通運輸受惡劣天氣氣象條件的影響比較大，遇到冰雪雨霧惡劣天氣時，道路的能見度低、道路結(jié)冰打滑嚴重影響交通運輸?shù)陌踩?，為交通運輸?shù)陌踩€(wěn)定埋下危險隱患。為此，對交通氣象和道路路況的監(jiān)測和預(yù)報就成為學(xué)界比較關(guān)注的問題，也需要引起相關(guān)部門的高度重視。

1 三種下墊面的地溫特征及對比

土壤、水泥、瀝青三種不同下墊面的地溫主要受氣溫的影響，與氣溫的高低變化整體上呈線性相關(guān)關(guān)系，氣溫越高，下墊面的溫度越高，氣溫越低，下墊面的溫度越低。又由于下墊面與氣溫的相互作用，兩者呈現(xiàn)為強迫與被強迫的關(guān)系。白天受到下墊面對氣溫的吸附和保溫作用，下墊面溫度高于氣溫；夜晚則相反，下墊面的溫度地域氣溫溫度。

經(jīng)相關(guān)對土壤、水泥、瀝青三種不同下墊面溫度與氣溫日變化的相關(guān)性進行分析的數(shù)據(jù)顯示：白天，土壤、水泥下墊面的溫度變化幅度小于瀝青下墊面的溫度變化幅度，且兩者的溫度變化幅度基本上趨于一致；夜晚，水泥、土壤、瀝青三種不同下墊面的溫度變化幅度大致相同，瀝青下墊面溫度略低于水泥、土壤的下墊面溫度。經(jīng)數(shù)據(jù)分析其主要根源在于物質(zhì)三者的比熱容不同，瀝青的比熱容大，其色屬黑，在相同溫度條件下升溫較快，對太陽輻射的吸附性較強，促使溫度的變化幅度較前兩者較大。土壤、水泥的比熱容大致相似，且水泥路面對光照有一定的反射作用，對氣溫的吸附性較低，促使兩者的溫度變化幅度較瀝青稍低。

2 三種下墊面道路結(jié)冰條件分析

道路路面結(jié)冰是指冬季在冰、雪、雨、霧惡劣氣象條件下，路面溫度低至0攝氏度或0攝氏度以下時出現(xiàn)雨雪滴落路面因溫度過低無法氣化而形成的道路積冰、積雪現(xiàn)象。路面結(jié)冰是一種嚴重制約交通運輸安全的氣象災(zāi)害，主要通過降低交通工具對地面的附著力影響行使車輛的制動性、驅(qū)動性，致使車輛行使不穩(wěn)定發(fā)生溜滑、翻車、撞車等交通安全事故。

路面結(jié)冰的產(chǎn)生和維持受到多重因素的共同制約，造成三種不同下墊面道路結(jié)冰的現(xiàn)象主要受制于當(dāng)?shù)氐臍鉁?、風(fēng)力、相對濕度和降水量這幾種氣象因素。據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，冬季的白天溫度基本上保持在0攝氏度以上，這種溫度條件下對路面的積水和積冰產(chǎn)生一定的消融作用，減少了地面的相對濕度。冬季的晚上，由于晝夜溫差大溫度下降，溫度基本維持在0攝氏度或0攝氏度以下，為路面結(jié)冰的產(chǎn)生提供了適宜的溫度條件。由此可知，冬季路面結(jié)冰的主要發(fā)生的溫度較低的夜間。路面結(jié)冰的另一重要原因就是因降雨、降雪后地面有積水、積雪因白天溫度、太陽輻射、風(fēng)力作用不足地面仍然留有積水、積冰，為路面積冰的產(chǎn)生提供了發(fā)生因子。同樣，在沒有明顯降水、降雪條件下，氣溫及地面溫度處于0攝氏度或0攝氏度以下時，地面相對潮濕、積水、積雪未及時消融，為路面積冰提供了維持條件。

溫度低至0攝氏度或0攝氏度以下是地面結(jié)冰的必要條件和首要因素，與地面結(jié)冰的相關(guān)性最高，關(guān)系最為密切。對于降水、降雪來說，沒有達到結(jié)冰的溫度條件，即使地面存有積水、積雪仍然無法產(chǎn)生地面積冰現(xiàn)象，積冰、積雪仍會以原有的物態(tài)保持，降水、降雪是路面積冰的一個重要因素，并不是必要先決條件。同樣，若前幾日無明顯的降水、降雪發(fā)生，因空氣相對濕度較高，風(fēng)力不大，地面的積水因蒸發(fā)效力不足，地面仍然存有積水，也可能在低溫條件下為路面結(jié)冰提供可能性。

土壤、水泥、瀝青三種不同下墊面，在基本結(jié)冰溫度達到時，路面存在結(jié)冰的基本條件因素，地面存有積水、積冰就會發(fā)生路面結(jié)冰，因三者對降水、降雪的相容性不同，在加之受到風(fēng)力、太陽輻射的外力作用，地面水分的蒸發(fā)程度存在差異性，從而形成的結(jié)冰形態(tài)存在不同。

整體而言，氣溫是路面結(jié)冰產(chǎn)生的關(guān)鍵基礎(chǔ)，降水、降雪、風(fēng)力、相對濕度、路面積水、積雪、太陽輻射強度是路面結(jié)冰的一般性制約條件。未達到路面結(jié)冰的基本溫度條件時，這些因素的制約性作用不大，當(dāng)達到路面結(jié)冰的基本溫度條件時，這些因素對結(jié)冰的厚度、維持都一定程度的影響。

3 小結(jié)

綜上所述，冬季不同下墊面地溫雖存在一定程度的差異，但氣溫是影響路面結(jié)冰的最主要、最基礎(chǔ)條件。由于受冬季氣溫自然升降規(guī)律的制約，做好日常氣溫和冰、雪、雨、霧等自然氣象條件的監(jiān)測和路況預(yù)報是減少因路面結(jié)冰所引發(fā)的交通運輸安全事故的關(guān)鍵所在。

參考文獻

[1]何詩玥.不同下墊面條件下城區(qū)溫濕度變化規(guī)律研究[J].科技資訊，2018（20）：96-101

[2]呂晶晶，牛生杰，周悅，李蕊.冬季高速公路路橋溫度變化規(guī)律及能量平衡分析[J].大氣科學(xué)學(xué)報，2013（05）：546-553

[3]李蕊，牛生杰，汪玲玲，呂晶晶.三種下墊面溫度對比觀測及結(jié)冰氣象條件分析[J].氣象2011（03）：325-333