霜 -自然現象

霜是水汽(也就是氣態的水)在溫度很低時,一種凝華現象,跟雪很類似。嚴寒的冬天清晨,戶外植物上通常會結霜,這是因為夜間植物散熱的慢、地表的溫度又特別低、水汽散發不快,還聚集在植物表面時就結凍了,因此形成霜。

科學上,霜是由冰晶組成,和露的出現過程是雷同的,都是空氣中的相對濕度到達100%時,水分從空氣中析出的現象。它們的差別隻在于露點(水汽液化成露的溫度)高于冰點,而霜點(水汽凝華成霜的溫度)低于冰點,因此隻有近地表的溫度低于攝氏零度時,才會結霜。

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  • 外文名稱
    cream

形成原因

在各種不同的雲內,其雲滴大小的分布狀況是各不相同的,造成雲滴大小不均的原因就是周圍空氣中水汽的轉移以及雲滴的蒸發。使雲滴成長的因素是凝結過程和碰撞並和過程,在隻有凝結作用的情況下,雲滴的大小是均勻的,但由于水汽的補充,使某些雲滴有所成長,再加上並和作用的結果,就使較大的雲滴繼續成長變大成為雨滴。雨滴受地心引力的作用而下降,當有上升氣流時,就會有一個向上的力加在雨滴上,使其下降的速度變慢在寒冷季節的清晨,草葉上、土塊上常常會覆蓋著一層霜的結晶。它們在初升起的陽光照耀下閃閃發光,待太陽升高後就融化了。人們常常把這種現象叫"下霜"。

霜

形成與消失

在寒冷季節的清晨,草葉上、土塊上常常會覆蓋著一層霜的結晶。

它們在初升起的陽光照耀下閃閃發光,待太陽升高後就融化了。人們常常把這種現象叫"下霜"。翻翻日歷,每年10月下旬,總有"霜降"這個節氣。我們看到過降雪,也看到過降雨,可是誰也沒有看到過降霜。其實,霜不是從天空降下來的,而是在近地面層的空氣裏形成的。

霜

霜是一種白色的冰晶,多形成于夜間。少數情況下,在日落以前太陽斜照的時候也能開始形成。通常,日出後不久霜就融化了。但是在天氣嚴寒的時候或者在背陰的地方,霜也能終日不消。

霜本身對植物既沒有害處,也沒有益處。通常人們所說的"霜害",實際上是在形成霜的同時產生的"凍害"。

霜的形成不僅和當時的天氣條件有關,而且與所附著的物體的屬性也有關。當物體表面的溫度很低,而物體表面附近的空氣溫度卻比較高,那麽在空氣和物體表面之間有一個溫度差,如果物體表面與空氣之間的溫度差主要是由物體表面輻射冷卻造成的,則在較暖的空氣和較冷的物體表面相接觸時空氣就會冷卻,達到水汽過飽和的時候多餘的水汽就會析出。如果溫度在0°C以下,則多餘的水汽就在物體表面上凝華為冰晶,這就是霜。因此霜總是在有利于物體表面輻射冷卻的天氣條件下形成。

另外,雲對地面物體夜間的輻射冷卻是有妨礙的,天空有雲不利于霜的形成,因此,霜大都出現在晴朗的夜晚,也就是地面輻射冷卻強烈的時候。

霜

此外,風對于霜的形成也有影響。有微風的時候,空氣緩慢地流過冷物體表面,不斷地供應著水汽,有利于霜的形成。但是,風大的時候,由于空氣流動得很快,接觸冷物體表面的時間太短,同時風大的時候,上下層的空氣容易互相混合,不利于溫度降低,從而也會妨礙霜的形成。大致說來,當風速達到3級或3級以上時,霜就不容易形成了。

因此,霜一般形成在寒冷季節裏晴朗、微風或無風的夜晚。

霜的形成,不僅和上述天氣條件有關,而且和地面物體的屬性有關。

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並迅速冷卻,在它上面就越容易形成霜。同類物體,在同樣條件下,假如質量相同,其內部含有的熱量也就相同。如果夜間它們同時輻射散熱,那麽,在同一時間內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,一種物體,如果與其質量相比,表面積相對大的,那麽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。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。

霜

霜的消失有兩種方式:一是升華為水汽,一是融化成水。最常見的是日出以後因溫度升高而融化消失。霜所融化的水,對農作物有一定好處。

霜的出現,說明當地夜間天氣晴朗並寒冷,大氣穩定,地面輻射降溫強烈。這種情況一般出現于有冷氣團控製的時候,所以往往會維持幾天好天氣

中國民間有"霜重見晴天"的諺語,道理就在這裏。

常見分類

霜凍花:在中國中北部下霜的早晨,幾種草地表及地表以上根莖部位開的霜花。很大,很好看。

霜

霜凍:指農作物因寒潮的侵襲而受到傷害。溫度低于0℃的地面和物體表面上有水汽凝結成白色結晶的是白霜,水汽含量少沒結霜稱黑霜對農作物都有凍害,稱霜凍。作物內部都是由許許多多的細胞組成的,作物內部細胞與細胞之間的水分,當溫度降到攝氏零度以下時就開始結冰,從物理學中得知,物體結冰時,體積要膨脹。因此當細胞之間 的冰粒增大時,細胞就會受到壓縮,細胞內部的水分被迫向外滲透出來,細胞失掉過多的水分,它內部原來的膠狀物就逐漸凝固起來,特別是在嚴寒霜凍以後,氣溫又突然回升,則作物滲出來的水分很快變成水汽散失掉,細胞失去的水分沒法復原,作物便會死去。霜和霜凍是秋冬季節的天氣現象。

霜是由于貼近地面的空氣受地面輻射冷卻的影響而降溫到霜點。即氣層中地物表面溫度或地面溫度降到零度以下,所含水汽的過飽和部分在地面一些傳熱性能不好的物體上凝華成的白色冰晶。其結構松散。一般在冷季夜間到清晨的一段時間內形成。形成時多為靜風。霜在洞穴裏、冰川的裂縫口和雪面上有時也會出現。

植物上落霜植物上落霜

影響

霜凍多在春秋轉換季節,白天氣溫高于攝氏零度,夜間氣溫短時間降至零度以下的低溫危害現象。既農業氣象學中是指土壤表面或者植物株冠附近的氣溫降至零度以下而造成作物受害的現象。出現霜凍時,往往伴有白霜,也可不伴有白霜,不伴有白霜的霜凍被稱為"黑霜"或"殺霜"。晴朗無風的夜晚,因輻射冷卻形成的霜凍稱為"輻射霜凍"。冷空氣入侵形成的霜凍稱為"平流霜凍"。兩種過程綜合作用下形成的霜凍稱為"平流輻射霜凍"。無論何種霜凍出現,都會給作物帶來或多或少的傷害。

霜

植物霜害是指當氣溫和地表溫度降至零度,空氣中過飽和的水分凝結成霜而使植物受到傷害。這時植物組織內部水分因低溫而形成冰晶,因而使植物組織受到傷害。當空氣過于幹燥,雖氣溫降至0oC或0oC以下卻不能凝結成霜時,但植物組織內仍能形成冰晶也會受害,這種受害天氣稱為"黑霜"。它比一般霜害(白霜)更嚴重,因為白霜天氣時空氣中有較多水分,水分的凝結有熱放出,空氣水分還有阻止地面熱輻射散失的作用,可以減緩溫度進一步降低。

災害應對

霜造成的對作物等的危害。發生霜災次數較多的地區根據其特點,應採取以下防御對策:

霜

1、根據不同地形、土質安排種植計畫 把抗凍性強的品種安排在霜凍易發生的地方。農諺"雪下大山霜打窪",說明低窪處霜凍易發生且嚴重,地形越閉塞,霜凍危害程度越大。2、採取綜合栽培措施,減輕霜凍災害 澆藻麥田是目前最理想的防霜方法。因為澆水既能減緩溫度的降低,又能促使小麥生長健壯,增強抗寒力。根據天氣預報結果,臨時採用熏煙,田間噴霧或鼓風也可達到防霜目的。3、災後補救 歷史經驗證明,小麥在揚花之前,地上部莖葉凍死者不可翻種。小麥遭受晚霜凍害後,應禁止用繩子拉霜、掃霜,更不能對凍死的莖葉進行刈割、耬耙或放牧。霜凍後正確的補救措施應是及時進行追肥澆水,以促使受災麥苗及早恢復生長,可減少霜凍災害的損失。

紅葉與霜

霜凍是中國"旱澇風凍"四大氣象災害之一,中國歷史上史書和地方志中霜害記載不絕。1953年4月11至13日中國北方發生了一場大範圍霜凍,僅冬小麥一種作物就減產50億斤,造成了當時嚴重的國民經濟問題。可是,古代有誰知道,這種霜凍災害卻並非是由水汽凝結成的白色晶體--霜本身所為,即並非是因霜而凍,因而使白霜蒙受了千古奇冤呢?造成霜凍災害的罪魁禍首乃是與白霜同時發生的零下低溫,最終使農作物細胞死亡的結果。實際上,當大氣中水汽凝華成霜時,不僅不會吸收熱量降低氣溫,反而會因釋放出大量的凝結潛熱而減緩氣溫下降。貢獻反成罪狀,豈非使它"冤上加冤"?所以,在中國北方,冬季中由于空氣中水汽極為稀少,常常發生氣溫雖降到零下而並未出現白霜,但作物卻已經受到凍害的情況。農民形象地稱之為"黑霜"。北京冬季常有這類氣溫零下卻無白霜的"黑霜"。例如,根據30年平均氣象資料,北京最冷的一月份,清晨最低氣溫雖幾乎天天都在零下,但是實際出現白霜的天數,月平均隻有13.4天。

霜

由于清晨貼地面大氣層中氣溫是隨著離地面高度的升高而升高的,因此當氣象站百葉箱中測溫的溫度表高度(離地1.5米)上氣溫在3℃左右時實際上地面已經降到0℃,即已經可以出現白霜。所以北京實際上能夠出現白霜的日子應比最低氣溫0℃以下的日子還要多得多。而北京全年最低氣溫低于0℃的日數平均就已經達到127.9天,可是北京年平均白霜僅87.8天!具體還以前述1953年4月11至13日那場霜凍為例。北京4月13日最低氣溫雖還在零上0.4℃,但地面上照樣出現了白霜。而西側不遠的張家口,雖然因海拔高而最低氣溫低至零下7.5℃,但因清晨相對濕度低至38%,即因水汽過少反而沒有出現白霜。當然,在中國幾千年的歷史上,白霜也不是凈背黑鍋,而是同樣也有因這類張冠李戴而冒受"榮譽"的情況。

那是說的秋天的美景紅葉。古人們認為秋天的紅葉是由于"霜打"而形成的。例如,明戴縉的"黃櫨千裏月,紅葉萬山霜";清顏光敏的"秋色何時來,萬裏霜林丹";唐牟融的"半林殘葉戴霜紅";清呂履恆"霜落秋城木葉丹";唐李益的"柿葉翻紅霜景秋"等,當然其中最著名的要算杜牧的"霜葉紅于二月花"了。但是,也不能排除以上詩句僅是指大自然中同時出現了霜和紅葉兩種現象,但彼此可以沒有因果關系。那麽,以下詩句便點明了兩者的因果。例如,"清霜醉楓葉"(元許有壬);"新霜染楓葉"(宋楊徽之);甚至有一位現代詩人說,"西山紅葉好,霜重色愈濃",這至少在字面上更是明確確立了兩者之間的正相關關系。而實際上,樹葉的變紅也與白霜本身無關,而是低溫使根部吸水並進入葉子中的水分減少,因而使葉綠素生成少而破壞多,花青素(主要是紅色)顯現的結果。因為葉子變紅實際上常常在地面溫度降到0℃以前就出現了。總之,霜以作物凍害而蒙受"千古奇冤",又以紅葉佳景而坐享"百世流芳"。在氣象學中的其他氣象要素和天氣現象,以至于世間其他事物,大概再沒有像它那樣兼有如此大"功"、大"罪"于一身的戲劇故事了。

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