封冻
封冻是全国科学技术名词审定委员会审定、公布的科技类名词。
汉字,是中华民族文化的化石,是历史的载体,是前人智慧的结晶[1],是有着鲜活生命的“你”“我”“他”,有着浓郁的文化意蕴、独特的文化魅力和深厚的民族情结。汉字之美[2],美在形体、美在风骨、美在精髓、美在真情!
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名词解释
封冻是指江河湖泊或土地因严寒而冻结。
河流或河段的水流表面被固定冰层全部覆盖称为封冻。冰层虽未全部覆盖,但敞露水面的面积小于该河段总面积的20%时,亦属封冻。
通过封冻预报来预测出现大面积封冻的准确日期。
按稳定性划分
河流封冻可分为稳定封冻和不稳定封冻。
(1)稳定封冻。在纬度高、气候严寒而漫长地区的河流,如中国的黑龙江、松花江等,由于低气温处于主导地位,河道水流虽有一定流量、流速抗御封冻,但每年都要封冻,即属于稳定封冻。封冻历史达半年左右,最大冰厚可超过1.5m。
(2)不稳定封冻。在中纬度较寒冷地区的河流,如黄河下游的山东河段,由于冬季气温年际变化大,有少数年份气温并不是持续在0°C以下,而是在0°C上下大幅度的变化,加之上游来水量大小不同,不是每年都封冻,而且封冻的河长不一。据统计,1951~1980年黄河山东河段有6年不封冻。在封冻的年份中,曾有3个年度,每个年度有3次封冻、3次解冻的情况发生。黄河北干流大部分河段因河道纵比降大,流速快,一般低气温不能形成封冻,只有在强寒潮的多次作用下,局部河段才能形成短时期的封冻。
按形态划分
按冰盖的形态,封冻可分为平封和立封两种类型。
(1)平封。多发生在水流平稳的河段上,封冻前先产生冰桥,上游流来的冰花、冰块,被冰桥挡住,平铺上溯,导致河段封冻。在小的河流上,两岸岸冰较宽,气温在0°C以下又大幅度下降时,岸冰迅速增长,形成平封。平封的特点是冰盖表面平整,封初冰盖厚度与流冰厚度大致相同。
(2)立封。又称插封,多发生在水流较急的浅滩或弯曲河段,流冰被阻后冰块相互挤压堆叠上溯,导致河段封冻。立封的特点是冰盖表面不平整,封初的冰盖厚度与流冰的冰块大小及堆叠的倾斜度密切相关。
除上述两种封冻形式外,有些严寒地区的小河,由于流量小、河道比降缓,常发生连底冻。
在长的河段,由于气温、流量、河道形态不同,故不是上下河段同时封冻,而是流冰密度大、河道弯曲或浅滩较多的河段先封冻,较顺直的河段在继续受寒潮侵袭时再封冻,称为阶梯型封冻。
另一种形式是先从河口封起,这里水面宽阔,水流分散,流速锐减,流凌易被卡塞形成封冻,继而封冻河段向上游发展,称为全河段封冻。
封冻演变
封冻的冰盖在河水与大气之间的热交换中起着调节作用。当气温低于水温时,冰盖向大气输出的热量多于它从水中得到的热量,这时冰盖失热增厚。反之,冰盖得热减薄。因此,如冬季寒潮次数多,降温强度大,负气温持续时间长,则冰盖厚,封冻河段长,河内总冰量就多。
冰量是衡量凌汛严重程度的重要指标。若冰盖上有积雪覆盖,在同样负气温的条件下,冰盖厚度增加缓慢。若局部河段由于涨水出现冰盖裂缝,河水从冰裂中溢出,发生冰盖上流水或积水,该层水与冰盖冻结在一起,则会使局部河段冰厚显著增加;若降温强度较弱,该层水较深,不能全部冻结,仅在流水表而结一层薄冰,则形成冰层水。
封冻天气预报
封冻预报包括流凌开始日期、封冻日期、冰厚和承载能力等预报项目。
①流凌开始日期预报。水温略低于0℃时河道开始流凌。因此,流凌日期预报即推求水温降到0℃以下的日期,常以日平均气温转负日期、降温强度、河水热流量指标(水温与流量乘积)等作为热量因素指标,根据历史资料建立相关图。
②封冻日期预报。流凌开始后,气温继续下降,流凌密度增加,凌块之间的壅塞凝聚加强,当冰凌之间的冻结力大于水流对冰凌的牵引力时,河流开始封冻。一般用气温转负日期,流凌开始日期,累积负气温。降温强度等指标反映水凌的数量和冻结力;封冻前期的水位和流量反映水流的牵引力;根据历史资料建立这些指标与封冻日期的预报相关图。
③冰厚预报。河流封冻后,河水通过冰盖继续失热,冰盖不断加厚。
在冰面有积雪情况下,冰厚增长速度减低,此时可建立包括起始冰厚、封冻历时、冰上积雪深度等与冰厚的多因素相关图(称合轴相关图)进行冰厚预报。根据冰厚预报和气温预报,并考虑冰的物理性质和荷载形式,可预测冰盖允许承载的能力。
参考文献
- ↑ 【爱我中华】中国智慧到底有多赞?,搜狐,2019-11-16
- ↑ 汉字之美--最美解析这些你熟悉的汉字,搜狐,2022-03-24