陆地上最常见的是辐射雾。这种雾是空气因辐射冷却达到过饱和而形成的,主要发生在晴朗、微风、近地面、水汽比较充沛的夜间或早晨。这时,天空无云阻挡,地面热量迅速向外辐射出去,近地面层的空气温度迅速下降。如果空气中水汽较多,就会很快达到过饱和而凝结成雾。
另外,风速对辐射雾的形成也有一定影响。如果没有风,就不会使上下层空气发生交换,辐射冷却效应只发生在贴近地面的气层中,只能生成一层薄薄的浅雾。如风太大,上下层空气交换很快,流动也大,气温不易降低很多,则难于达到过饱和状态。只有在1~3米/秒的微风时,有适当强度的交流,既能使冷却作用伸展到一定高度,又不影响下层空气的充分冷却,因而最利于辐射雾的形成。
辐射雾出现在晴朗无云的夜间或早晨,太阳一升高,随着地面温度上升,空气又回复到未饱和状态,雾滴也就立即蒸发消散。因此早晨出现辐射雾,常预示着当天有个好天气。“早晨地罩雾,尽管晒稻谷”、“十雾九晴”就是指的这种辐射雾。
(2)平流雾。
当温暖潮湿的空气流经冷的海面或陆面时,空气的低层因接触冷却达到过饱和而凝结成的雾就是平流雾。
只要有适当的风向、风速,雾一旦形成,就常持续很久,如果没有风,或者风向转变,暖湿空气来源中断,雾也会立刻消散。
(3)蒸汽雾。
如果水面是暖的,而空气是冷的,当它们温差较大的时候,水汽便源源不断地从水面蒸发出来,闯进冷空气,然后又从冷空气里凝结出来成为蒸气雾。
一般在南方的暖洋流进到极地区域时,极地的冷空气覆盖在暖水面上而形成蒸汽雾。例如北大西洋上就有一股强大的墨西哥湾流的暖洋流,经常突入北极的海洋上,造成北极洋面上大规模的蒸汽雾。有时候北极的冷空气停留在冰面上,在冰面裂开的地方,冰下较暖的水就露出来,形成局部的蒸汽雾,蒸汽雾大都出现在高纬度的北极地区,所以人们常称它为“北极烟雾”。
除了极地区域外,冷空气覆盖暖水面的情形还常出现在内陆湖滨地区。夜间湖水面比陆面暖,当夜间陆风吹到暖的湖面上时,在湖面上就会形成一层比较浅薄的蒸汽雾。秋、冬季节,每当冷空气南下以后,在天睛风小的早晨,暖水面还来不及冷却时,就弥漫着这种蒸汽雾。
(4)上坡雾。
这是潮湿空气沿着山坡上升,绝热冷却使空气达到过饱和而产生的雾。这种潮湿空气必须稳定,山坡坡度必须较小,否则形成对流,雾就难以形成。
(5)锋面雾。
经常发生在冷、暖空气交界的锋面附近。锋前锋后均有,但以暖锋附近居多。锋前雾是由于锋面上面暖空气云层中的雨滴落入地面冷空气内,经蒸发,使空气达到过饱和而凝结形成;而锋后雾,则由暖湿空气移至原来被暖锋前冷空气占据过的地区,经冷却达到过饱和而形成的。因为锋面附近的雾常跟随着锋面一道移动,军事上就常常利用这种锋面雾来掩护部队,向敌人进行突然袭击。
(6)其他雾。
随着现代工业的发展,又增添了许多新雾。比如工业排放废气形成的废气形成的光化学烟雾,锅炉、窑炉和生活小煤炉排放的黑色烟雾等。
雾凇
雾凇是水汽凝结而成的冰花。
宋曾巩《冬夜即事》诗即有所载:“香消一榻氍毹暖,月澹千门雾凇寒。闻说丰年从此始,更回笼烛卷廉看。”自注:“齐寒甚,夜气如雾,凝于木上,旦起视之如雪,日出飘满阶庭,尤为可爱,齐人谓之雾凇。谚曰:‘雾凇重雾凇,穷汉置饭甕。’以为丰年之兆。”宋人称“雾凇”,而“以为丰年之兆”。其观念很可能源于雾凇的古名“树稼”。
雾凇俗称树挂,在北方很常见,是北方冬季可以见到的一种类似霜降的自然现象,是一种冰雪美景。是由于雾中无数0℃以下而尚未结冰的雾滴随风在树枝等物体上不断积聚冻黏的结果,表现为白色不透明的粒状结构沉积物。因此雾凇现象在我国北方是很普遍的,在南方高山地区也很常见,只要雾中有过冷却水滴就可形成。
过冷水滴(温度低于0℃)碰撞到同样低于冻结温度的物体时,便会形成雾凇。当水滴小到一碰上物体马上冻结时便会结成雾凇层或雾凇沉积物。雾凇层由小冰粒构成,在它们之间有气孔,这样便造成典型的白色外表和粒状结构。由于各个过冷水滴的迅速冻结,相邻冰粒之间的内聚力较差,易于从附着物上脱落。被过冷却云环绕的山顶上最容易形成雾凇,它也是飞机上常见的冰冻形式。在寒冷的天气里,泉水、河流、湖泊或池塘附近的蒸雾也可形成雾凇。雾凇是受到人们普遍欣赏的一种自然美景,但是它有时也会成为一种自然灾害。严重的雾凇有时会将电线、树木压断,造成损失。
我国吉林省吉林市的雾凇仪态万方、独具丰韵的奇观,让络绎不绝的中外游客赞不绝口。然而很少有人知道雾凇对自然环境、人类健康所做的贡献。
每当雾凇来临,吉林市松花江岸十里长堤“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”,柳树结银花,松树绽银菊,把人们带进如诗如画的仙境。
在美丽之外,吉林雾凇也有很多实际的用处。北方也有一些地方偶尔也有雾凇出现,但其结构紧密,密度大,对树木、电线及某些附着物有一定的破坏力。而吉林雾凇不仅因为结构很疏松,密度很小,没有危害,而且还对人类有很多益处。
现代都市空气质量的下降是让人担忧的问题,吉林雾凇可是空气的天然清洁工。人们在观赏玉树琼花般的雾凇时,都会感到空气格外清新舒爽、滋润肺腑,这是因为雾凇有净化空气的内在功能。空气中存在着肉眼看不见的大量微粒,其直径大部分在2.5微米以下,约相当于人类头发丝直径的1/40,体积很小,重量极轻,悬浮在空气中,危害人的健康。据美国对微粒污染危害做的调查测验表明,微粒污染重比微粒污染轻的城市,患病死亡率离15%,微粒每年导致5万人死亡,其中大部分是已患呼吸道疾病的老人和儿童。雾凇初始阶段的凇附,吸附微粒沉降到大地,净化空气。因此,吉林市的雾凇不仅在外观上洁白无瑕,给人以纯洁高雅的风貌,而且还是天然大面积的空气“清洁器”。
注重保健的人都不会对空气加湿器、负氧离子发生器等感到陌生,其实吉林市雾凇就是天然的“负氧离子发生器”。所谓负氧离子,是指在一定条件下,带负电的离子与中性的原子结合,这种多带负离子的原子,就是负氧离子。负氧离子,也被人们誉为空气中的“维生素”、“环境卫士”、“长寿素”等,它有消尘灭菌、促进新陈代谢和加速血液循环等功能,可调整神经,提高人体免疫力和体质。在出现浓密雾凇时,因不封冻的江面在低温条件下,水滴分裂蒸发大量水汽,形成了“喷电效应”,因而促进了空气离子化,也就是在有雾凇时,负氧离子增多。据测,在有雾凇时,吉林松花江畔负氧离子每立方厘米可达上千至数千个,比没有雾凇时的负氧离子可多5倍以上。
噪音也是现代都市生活给人们带来的一个有害副产品,吉林市雾凇是环境的天然“消音器”。噪音使人烦躁、疲惫、精力分散以及工作和学习效率降低,并能直接影响人们的健康以至于生命。人为控制和减少嗓音危害,需要一定条件,并且又有一定局限性。吉林市雾凇由于具有浓厚、结构疏松、密度小、空隙度高的特点,因此对音波反射率很低,能吸收和容纳大量音波,在形成雾凇的成排密集的树林里感到幽静,就是这个道理。
此外,根据吉林市雾凇出现的特点、周期规律等,还可反馈未来天气和年成信息,为各行各业兴利避害、增收创利做出贡献。
那么,为什么吉林市的雾凇特别著名,以致号称为中国四大自然奇观之一,每年都吸引几万中外游客远道来此观赏呢?
原来,关键是因为这里存在着“严寒的大气和温暖的江水”二者互相矛盾的自然条件的缘故。吉林市冬季气候严寒,清晨气温一般都低至-20~-25℃,尽管松花湖面上结了1米厚的坚冰,而从松花湖大坝底部丰满水电站水闸放出来的湖水却在零上4℃。这25~30℃的温差使得湖水刚一出闸,就如开锅般地腾起浓雾。
雾凇是一种附着于地面物体(如树枝、电线)迎风面上的白色或乳白色不透明冰层。它也是由过冷水滴凝结而成。不过,这些过冷水滴不是从天上掉下来的,而是浮在气流中由风携带来的。这种水滴要比形成雨凇的雨滴小许多,称为雾滴,实际上,也就是组成云的云滴。当它们撞击地物表面后,会迅速冻结。由于雾凇中雾滴与雾滴间空隙很多,因此雾凇呈完全不透明的白色。雾凇轻盈洁白,附着在树木物体上,宛如琼树银花,清秀雅致。
松花江水源源流过吉林市区,十分壮观。这就是美丽的吉林雾凇得天独厚的原料来源。它使得江畔长堤上的大柳树成了“白发三千丈”的雪柳,苍松则成了“玉菊怒放”的雪松。这种得天独厚条件形成的雾凇即奇厚又结构疏松,因而显得特别轻柔丰盈、婀娜多姿、美丽绝伦。在全中国,以至更大范围内,哪里能再找到这样的条件呢?一般低温地区不可能有不冻的江水,而江水不冻的地区又决不可能有如此低温的大气环境。可见,在中国四大自然奇观中,桂林山水、云南石林和长江三峡都是“天生丽质”,而独吉林市雾凇是“人工仙境”,即丰满水电站建成发电后才有的。
雾凇的密度小,重量轻,对于电线、树木的破坏性要比雨凇小得多。当电线上的雾凇严重时会折断电线,造成停电事故。
据吉林气象站记录,吉林市雾凇季节一般从每年的11月下旬开始,到次年的3月上旬结束。
雾凇有2种:①过冷却雾滴碰到冷的地面物体后迅速冻结成粒状的小冰块,叫粒状雾凇,它的结构较为紧密。②由过冷却雾滴凝华而形成的品状雾凇,结构较松散,稍有震动就会脱落。
雾凇出现最多的地方是吉林省的长白山地区,年平均出现178.9天,最多的年份有187天。