霜的出現特點與錄記方法

李鳳云，王玉山，王榮波

(1.山東省德州市氣象局，山東 德州 253078;2.山東省陵縣氣象局，山東 陵縣 253500)

1 引言

霜是水汽在地面和近地面物體上凝華而成的白色松脆的冰晶或由露凍結而成的冰珠［1］，其生消變化不僅在一定程度上反映了當時當地的大氣狀態，而且對未來當地天氣變化也有一定的指示意義，農諺“霜重見晴天”就是很好的例子［2］。準確記錄霜為氣候分析、制作霜凍預報等具有重要意義。文獻［3－7］研究過霜或霜凍日期的變化特征，文獻［8］對露的記錄方法進行過分析，文獻［9］對0.5℃時霜的記錄進行簡單討論，但對如何準確記錄霜未曾發現有人進行過深入研究。筆者就霜的出現特點進行討論。

2 霜與露并存原因及記錄方法

選取德州和陵縣2000年10月—2012年4月地面氣象觀測資料中，地面最低溫度≥0℃時有霜出現的資料(圖1)，統計發現:此種情況均出現在4月、10—12月(即冬末春初或秋末冬初)，且當日有露和霜兩種天氣現象同時存在，這是因為露和霜形成的天氣條件相同，均易在晴朗微風的夜晚形成，其主要區別在于:貼地(或貼近地物表面)層空氣的溫度，高于0℃形成露，低于0℃時則形成霜。在秋末冬初和冬末春初季節，會出現地面最低溫度高于0℃，在測站或測站周圍既有露又有霜的情況，這是因為霜的形成，不僅與天氣條件有關，而且與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并迅速冷卻，霜在它上面就越容易形成。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，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，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，文獻［10］也說明了這一點。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。因地溫場無草且土塊很小，由此會造成地溫表處，地面最低溫度＞0℃，出現露，而草葉或土塊上，溫度＜0℃出現霜的現象，因此在同一測站會出現露、霜同在的記錄。據了解得知:對此問題，有許多觀測員因發現地面最低溫度≥0℃，不符合霜的成因，怕出錯情，舍去了霜的記錄，使天氣現象記錄失去了真實性。

圖1 2000年10月—2012年4月德州及陵縣地面最低溫度≥0℃時霜出現日數

根據氣測函【2012】9 號文規定:自4月1日起:所有觀測站天氣現象記錄均劃分為“白天”和“夜間”，因此，當出現霜露并存現象時，在氣象觀測記錄薄天氣現象欄均應按露—霜順序分別記錄在夜間和白天欄。

3 霜與霧凇并存原因及記錄方法

統計德州1984年10月—2012年4月資料發現:霧凇共出現97 次，其中35 次出現在有大霧的陰天，62 次出現在有霜存在的夜間，但由當日欄轉次日欄(或夜間欄轉白天欄)時幾乎全部是只轉霧凇不轉霜，僅1989年12月14日轉記霜和霧凇，還被市局測報管理員統計為錯情。據了解:德州11 個縣市觀測站對霜和霧凇轉記順序幾乎統一模式，其理由是:1984年市局業務科收到一份省局業務處測報管理員手寫的關于霜和霧凇同時出現時只轉霧凇不轉霜的規定，從此各站就按此規定執行到今。文章作者經過多年的觀測經驗，并反復對霜和霧凇的外形特征和附著物分析:霜是白色較松脆的冰晶，多生成于地面和近地面表面大而粗造的物體的水平面上，而霧凇是乳白色晶狀冰晶和粒狀、松脆受震易塌落，附著于距地有一定高度的物體的迎風面上，因此，在不同物體上同時存在霜與霧凇是完全可能的，并且此情況多為先出現霜后，隨著溫度降低、濕度增大又形成霧凇。因此，當霜和霧凇同時出現時，應按實際情況記錄在天氣現象欄，并按順序轉入次日(或由夜間欄轉白天欄)。

4 霜與積雪并存原因及記錄方法

降雪后形成積雪，當天氣轉晴時，由于水汽在地面或地物上直接凝華而成的冰晶霜，此時從地面上不太容易辨別，但從近地面物體上不難分辨，凡有一定測報經驗的觀測員一看便知，在此不再累述。

5 結論與建議

地面最低溫度≥0℃時有霜出現是由于地表溫度的不均一性所造成，觀測員在記錄天氣現象時應根據實際情況進行記錄，不要單以地面溫度是否低于0℃作為霜出現的唯一標準，建議觀測員平時多了解一些相關知識。

根據霜和霧凇形成時附著物不同，霜形成后隨著溫度降低，濕度增大進而形成霧凇，二者同時存在并不矛盾，所以遇此情況觀測員應據實記載。提醒廣大觀測員在記錄天氣現象要具體問題具體分析，不要硬套書本知識，另外建議測報管理人員更應熟悉天氣現象出現的特點，在回答觀測員問題時更要慎重，以免造成各站對天氣現象誤記、漏記的習慣，確保所獲第一手氣象觀測資料的準確性。建議業務管理人員在下文件時一定要考慮周全，因為你的一句話會給測站造成不符合實際的觀測記錄，并形成習慣模式。

［1］中國氣象局.地面氣象觀測規范［M］.北京:氣象出版社，2003.11:21.

［2］成都氣象學院.氣象學［M］.北京:農業出版社，1981:176－177.

［3］李輯，嚴曉瑜，王穎.遼寧省近50 a 霜的氣候變化特征［J］.氣象，2010，36(11):38－45.

［4］王國復，許艷，朱燕君，等.近50 a 我國霜期的時空分布及變化趨勢分析［J］.氣象，2009，35(7):61－67.

［5］許艷，王國復，王盤興.近50a 中國霜期的變化特征分析［J］.氣象科學，2009，(4):427－433.

［6］祁如英，李應業，汪青春.青海近30 a 來霜對氣溫、降水變化的響應［J］.氣候與環境研究，2011，16(3):347－352.

［7］杜軍，寧斌.雅魯藏布江中游近40 a 異常初終霜凍分析［J］.氣象，2006，32(9):74－89.

［8］鄭世文，廖才科，鄒夷，等.淺談露的識別和正確記錄方法［J］.福建氣象，2010，2:39－40.

［9］呂素珍.地面溫度記錄高于0.5℃時霜的記錄［J］.氣象與環境科學，2003，(1):46.

［10］蘇運芳，周小春，馬新建.地面溫度與草面溫度的對比［J］.農技服務，2011，(1):127.