我们来详细解析一下硬雾凇和软雾凇的区别,以及软雾凇形成绝美景观的过程。
核心区别:形成机制和物理结构不同
虽然都叫“雾凇”,但硬雾凇和软雾凇是两种截然不同的天气现象,其形成条件、外观、质地和影响都大相径庭。
特征
硬雾凇
软雾凇
别名
雨凇、冰凌、冻雨(形成的冰层)
树挂、晶状雾凇
本质
冻结的雨滴
水汽直接凝华(气态变固态)的冰晶
形成条件
1.
高空有高于0°C的暖层,降水以
液态雨滴形式下落。
2.
近地面物体温度低于0°C。
3.
雨滴撞击到低于冻结温度的物体表面
立即冻结。
1.
空气温度持续低于0°C(通常低于-2°C至-3°C)。
2.
空气湿度极大(接近饱和),有
过冷雾(温度低于0°C但未结冰的微小水滴)或
非常轻的毛毛雨/冻毛毛雨。
3.
微风(利于输送水汽)。
形成过程
碰撞冻结:液态雨滴撞击冷表面后迅速冻结。
凝华/冻结增长:过冷水滴在物体表面
直接凝华成冰晶,或撞击后
不完全冻结,水汽在其表面
扩散凝华生长。
外观
透明或半透明的光滑冰层,质地坚硬、致密、有光泽。像玻璃或塑料。通常
无色,但可能包裹杂质。
白色、不透明、毛茸茸的冰晶簇。质地非常
松软、易碎、蓬松。像羽毛、棉花糖或珊瑚。
结构
连续、致密的冰层,内部结构均匀。
由无数细小的、方向各异的针状、片状或羽毛状冰晶松散聚集而成,结构
多孔、疏松,含有大量空气。
密度
高密度,接近纯冰(0.9 g/cm³)。
极低密度(0.2 - 0.4 g/cm³),像雪一样。
重量
非常沉重。
非常轻盈。
附着性
与物体表面
结合非常紧密,难以剥离。
与物体表面
结合相对松散,轻微震动或温度回升容易脱落。
主要影响
严重的灾害性天气:压断电线、树枝、压倒树木、通讯塔;造成路面极端湿滑(黑冰),交通瘫痪;破坏农作物、建筑物。
主要是景观价值:形成童话般的冰雪世界,美不胜收。对植被、电线等
破坏性较小(因其轻盈蓬松),但大量积累也可能造成轻微压损。
典型场景
冻雨过后,树枝、电线、栏杆、路面覆盖一层坚硬光滑的冰壳。
寒冷、有雾的清晨,树枝、草丛、物体边缘覆盖着蓬松的白色冰晶花簇。
软雾凇:绝美景观的形成过程
软雾凇(树挂)是形成那些令人叹为观止的冰雪仙境的主角。其形成是一个精妙而持续的过程:
低温基础: 首先,需要
持续低于0°C的气温,通常需要达到
-2°C至-15°C甚至更低。这是冰晶形成和稳定存在的必要条件。
丰沛水汽: 空气中必须含有
极其丰富的水汽,相对湿度接近100%。这通常由以下方式提供:
- 过冷雾: 最常见的来源。空气中悬浮着大量温度低于0°C但仍保持液态的微小水滴(过冷水滴)。这些水滴非常不稳定。
- 寒冷水面上蒸发的雾气: 例如在未完全封冻的河流、湖泊(如吉林的松花江)或温泉附近,相对温暖的水面蒸发的水汽遇到冷空气迅速凝结成雾,并迅速冷却至过冷状态。
- 冻毛毛雨: 非常微小、接近雾滴的毛毛雨,在低温下接近冻结状态。
微风: 适度的
微风(通常1-3米/秒) 至关重要:
- 持续不断地将充满过冷水滴的潮湿空气输送到物体表面。
- 帮助水汽扩散,促进冰晶在各个方向生长。
- 强风会破坏冰晶的精细结构或阻止其附着。
凝华核心与增长:- 初始接触: 过冷水滴或水汽分子接触到温度远低于0°C的物体表面(如树枝、草叶、电线、栏杆等)。
- 凝华/冻结增长:
- 凝华: 水汽分子直接在寒冷的物体表面跳过液态阶段,直接凝结成固态冰晶(凝华)。
- 冻结增长: 过冷水滴撞击到物体表面后瞬间冻结(冻结),形成最初的冰核。
- 扩散生长: 这是形成蓬松结构的关键。已形成的冰核(尤其是尖端和棱角处)会持续吸引周围空气中的水汽分子(扩散过程)。由于物体表面温度最低,水汽会优先在已有的冰晶上凝华,而不是形成新的液滴。
- 方向性生长: 冰晶的生长具有方向性(通常沿着与温度梯度垂直的方向,即逆风方向)。微风则使得冰晶能够逆着风来的方向生长,形成羽毛状、穗状或松针状的形态。同时,水汽在冰晶的不同部位(尖端、棱边)凝华速度不同,导致冰晶向各个方向分叉、延伸。
持续累积: 只要
低温、高湿(过冷雾)、微风的条件持续存在,这个过程就会不断进行。冰晶在原有的基础上不断生长、分叉、加厚,层层累积。
形成“树挂”景观: 经过数小时甚至整夜的持续生长,物体(尤其是树枝)的迎风面和边缘会覆盖上越来越厚、越来越蓬松的白色冰晶簇。这些冰晶簇:
- 蓬松多孔: 结构松散,含有大量空气,反射所有光线,呈现纯白色。
- 形态各异: 根据风向、风速、温度、湿度的微小变化,冰晶会生长成羽毛状、松针状、穗状、团状等多种形态,千姿百态。
- 包裹万物: 附着在树枝、灌木、草丛、栏杆、雕塑等一切暴露在空气中的物体表面,将它们包裹、塑造成玉树琼枝、银装素裹的梦幻景象。
总结:
- 硬雾凇 = 冻雨形成的冰壳:灾害性,透明光滑,坚硬沉重,破坏力强。
- 软雾凇 = 水汽凝华的冰晶花:景观性,白色蓬松,轻盈易碎,形成绝美“树挂”奇观。
软雾凇(树挂)的绝美景观是持续低温、极高湿度(过冷雾)、和煦微风三者完美配合的杰作。水汽在寒冷的物体表面直接凝华,并在微风的引导下逆风生长,形成层层叠叠、蓬松洁白、形态万千的冰晶簇,将世界装扮成一个晶莹剔透、如梦似幻的冰雪童话王国。吉林雾凇岛、庐山、黄山等地都是欣赏这一自然奇观的著名胜地。