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封凍是全國科學技術名詞審定委員會審定、公布的科技類名詞。
漢字,是中華民族文化的化石,是歷史的載體,是前人智慧的結晶[1],是有着鮮活生命的「你」「我」「他」,有着濃郁的文化意蘊、獨特的文化魅力和深厚的民族情結。漢字之美[2],美在形體、美在風骨、美在精髓、美在真情!
名詞解釋
封凍是指江河湖泊或土地因嚴寒而凍結。
河流或河段的水流表面被固定冰層全部覆蓋稱為封凍。冰層雖未全部覆蓋,但敞露水面的面積小於該河段總面積的20%時,亦屬封凍。
通過封凍預報來預測出現大面積封凍的準確日期。
按穩定性劃分
河流封凍可分為穩定封凍和不穩定封凍。
(1)穩定封凍。在緯度高、氣候嚴寒而漫長地區的河流,如中國的黑龍江、松花江等,由於低氣溫處於主導地位,河道水流雖有一定流量、流速抗禦封凍,但每年都要封凍,即屬於穩定封凍。封凍歷史達半年左右,最大冰厚可超過1.5m。
(2)不穩定封凍。在中緯度較寒冷地區的河流,如黃河下游的山東河段,由於冬季氣溫年際變化大,有少數年份氣溫並不是持續在0°C以下,而是在0°C上下大幅度的變化,加之上游來水量大小不同,不是每年都封凍,而且封凍的河長不一。據統計,1951~1980年黃河山東河段有6年不封凍。在封凍的年份中,曾有3個年度,每個年度有3次封凍、3次解凍的情況發生。黃河北幹流大部分河段因河道縱比降大,流速快,一般低氣溫不能形成封凍,只有在強寒潮的多次作用下,局部河段才能形成短時期的封凍。
按形態劃分
按冰蓋的形態,封凍可分為平封和立封兩種類型。
(1)平封。多發生在水流平穩的河段上,封凍前先產生冰橋,上游流來的冰花、冰塊,被冰橋擋住,平鋪上溯,導致河段封凍。在小的河流上,兩岸岸冰較寬,氣溫在0°C以下又大幅度下降時,岸冰迅速增長,形成平封。平封的特點是冰蓋表面平整,封初冰蓋厚度與流冰厚度大致相同。
(2)立封。又稱插封,多發生在水流較急的淺灘或彎曲河段,流冰被阻後冰塊相互擠壓堆疊上溯,導致河段封凍。立封的特點是冰蓋表面不平整,封初的冰蓋厚度與流冰的冰塊大小及堆疊的傾斜度密切相關。
除上述兩種封凍形式外,有些嚴寒地區的小河,由於流量小、河道比降緩,常發生連底凍。
在長的河段,由於氣溫、流量、河道形態不同,故不是上下河段同時封凍,而是流冰密度大、河道彎曲或淺灘較多的河段先封凍,較順直的河段在繼續受寒潮侵襲時再封凍,稱為階梯型封凍。
另一種形式是先從河口封起,這裡水面寬闊,水流分散,流速銳減,流凌易被卡塞形成封凍,繼而封凍河段向上游發展,稱為全河段封凍。
封凍演變
封凍的冰蓋在河水與大氣之間的熱交換中起着調節作用。當氣溫低於水溫時,冰蓋向大氣輸出的熱量多於它從水中得到的熱量,這時冰蓋失熱增厚。反之,冰蓋得熱減薄。因此,如冬季寒潮次數多,降溫強度大,負氣溫持續時間長,則冰蓋厚,封凍河段長,河內總冰量就多。
冰量是衡量凌汛嚴重程度的重要指標。若冰蓋上有積雪覆蓋,在同樣負氣溫的條件下,冰蓋厚度增加緩慢。若局部河段由於漲水出現冰蓋裂縫,河水從冰裂中溢出,發生冰蓋上流水或積水,該層水與冰蓋凍結在一起,則會使局部河段冰厚顯著增加;若降溫強度較弱,該層水較深,不能全部凍結,僅在流水錶而結一層薄冰,則形成冰層水。
封凍天氣預報
封凍預報包括流凌開始日期、封凍日期、冰厚和承載能力等預報項目。
①流凌開始日期預報。水溫略低於0℃時河道開始流凌。因此,流凌日期預報即推求水溫降到0℃以下的日期,常以日平均氣溫轉負日期、降溫強度、河水熱流量指標(水溫與流量乘積)等作為熱量因素指標,根據歷史資料建立相關圖。
②封凍日期預報。流凌開始後,氣溫繼續下降,流凌密度增加,凌塊之間的壅塞凝聚加強,當冰凌之間的凍結力大於水流對冰凌的牽引力時,河流開始封凍。一般用氣溫轉負日期,流凌開始日期,累積負氣溫。降溫強度等指標反映水凌的數量和凍結力;封凍前期的水位和流量反映水流的牽引力;根據歷史資料建立這些指標與封凍日期的預報相關圖。
③冰厚預報。河流封凍後,河水通過冰蓋繼續失熱,冰蓋不斷加厚。
在冰面有積雪情況下,冰厚增長速度減低,此時可建立包括起始冰厚、封凍歷時、冰上積雪深度等與冰厚的多因素相關圖(稱合軸相關圖)進行冰厚預報。根據冰厚預報和氣溫預報,並考慮冰的物理性質和荷載形式,可預測冰蓋允許承載的能力。
參考文獻
- ↑ 【愛我中華】中國智慧到底有多贊?,搜狐,2019-11-16
- ↑ 漢字之美--最美解析這些你熟悉的漢字,搜狐,2022-03-24