耐霜熬寒

2023-01-04 06:01赵天
奥秘(创新大赛) 2022年12期
关键词:霜冻水汽天气

● 赵天 编

秋冬时节,寒霜天降。从我国所处的纬度来看,大江南北到了冬天都可能出现霜。霜是一种最常见的自然现象。可霜一旦长时间不融化,也会发展成灾。

什么是霜?

霜,是指贴近地面的空气受地面辐射冷却的影响而降温到霜点以下,在地面或物体上凝华而成的白色冰晶。

霜是一种天气现象,通常出现在秋季至春季时间段。气象学上一般把秋季出现的第一次霜称做“早霜”或“初霜”,而把春季出现的最后一次霜称为“晚霜”或“终霜”;从终霜到初霜的间隔时期,就是无霜期。

科学上,霜是由冰晶组成,和露的出现过程是雷同的,都是空气中的相对湿度到达100%时,水分从空气中析出的现象。它们的差别只在于露点(水汽液化成露的温度)高于冰点(0℃),而霜点(水汽凝华成霜的温度)低于冰点(0℃),因此只有近地表的温度低于0℃时,才会结霜。

霜是怎么形成的?

和雨、雪、雹不同,霜不是从天上降下来,而是地面的水气遇到寒冷天气凝结成的。

霜冻在秋、冬、春三季都会出现。霜是接近地层空气中的水汽,直接在地面或近地面的物体上凝华而成。温度越低,空气密度就越大。随着空气的流动,最冷、最重的空气就会往最低处流动,到达最低处(洼地)停留后,逐渐积聚凝华成霜。所以通常洼地就比一般地方容易形成霜,洼地的植物也就特别容易被霜打。

形成露和霜的气象条件是晴朗且带有微风的夜晚。夜间晴朗有利于地面或地物迅速辐射冷却,而微风可使辐射冷却在较厚的气层中充分进行,且可使贴地空气得到更换,保证有足够多的水汽供应凝结。无风时可供凝结的水汽不多;风速过大时由于湍流太强,使贴地空气与上层较暖的空气发生强烈混合,导致贴地空气降温缓慢,均不利于露和霜的生成。所以只有在微风条件下才容易形成露和霜。

除辐射冷却形成外,在冷平流以后或有冷空气在洼地上聚集时,都很容易形成霜,这种霜称为平流霜或洼地霜,它们又常因辐射冷却而加强。因此在洼地与山谷中,产生霜的频率较大;在水边平地和森林地带,产生霜的频率较小。

此外,“霜”与“霜冻”“霜降节气”不是一回事,它们分别是三个不同的概念。“霜”是指地面的水汽遇到寒冷天气凝结成的一种白色冰晶;“霜冻”是指一种较为常见的农业气象灾害现象;“霜降节气”是一个气温骤降的节令,“霜降”不是表示“降霜”,而是表示天气寒冷。

霜的消失有两种方式:一是升华为水蒸气,二是融化成水。最常见的是日出以后因温度升高而融化消失。霜融化而成的水,对农作物有一定好处。

霜冻

霜和霜冻是有区别的。霜是指水汽在低温下形成的白色固体凝结物,而霜冻是指在农作物生长季节里,地面和植物表面温度下降到足以引起农作物遭受伤害或者死亡的低温。有霜时农作物不一定遭受霜冻之害。有霜冻时可以有霜出现(白霜),也可以没有霜出现(黑霜)。白霜是指当近地面空气中的水汽含量较多,气温低于0℃时,水汽直接在地面或地面的物体上凝华,形成一层白色的冰晶现象。有的时候虽然地面温度已降到0℃以下,但由于近地面空气中水汽含量少,地面没有结霜,这种现象称为黑霜。因此,我们要预防的是霜冻而不是霜。

霜冻是中国“旱涝风冻”四大气象灾害之一,通常发生在秋、冬、春季,多为寒潮南下,短时间内气温急剧下降至0℃以下时引起;或者受寒潮影响后,天气由阴转晴的当天夜晚,因地面强烈辐射降温所致。

霜冻的分类

根据霜冻发生的季节不同,可分为春霜冻和秋霜冻。

春霜冻又称晚霜冻:春播作物苗期、果树花期、越冬作物返青后发生的霜冻。随着温度的升高,晚霜冻发生的频率逐渐降低,强度也减弱,但是发生得越晚,对作物的危害也就越大。

秋霜冻又称早霜冻:秋收作物尚未成熟,露地蔬菜还未收获时发生的霜冻。随着季节推移,秋霜冻发生的频率逐渐提高,强度也加大。

此外,根据霜冻发生机制一般还可以分为三种类型:平流霜冻、辐射霜冻和混合霜冻。

平流霜冻:由北方强冷空气入侵酿成的霜冻,常见于长江以北的早春和晚秋,以及华南和西南的冬季,北方群众称之为“风霜”,气象学上叫做“平流霜冻”。

辐射霜冻:在晴朗无风的夜晚,地面因强烈辐射散热出现低温而形成的霜冻,群众称之为“晴霜”或“静霜”,气象学上叫做辐射霜冻。

混合霜冻:因北方强冷空气入侵,气温急降,风停后夜间晴朗,辐射散热强烈,气温再度下降,以上综合因素造成的霜冻,被称为混合霜冻或平流辐射霜冻,也是最为常见的一种霜冻。一旦发生这种霜冻,往往降温剧烈,空气干冷,很容易使农作物和园林植物枯萎死亡。所以对于这类霜冻应足够重视,以免造成严重的经济损失。

霜冻的危害

对植物的危害

秋收作物在成熟前对霜冻非常敏感。以玉米为例,如果在灌浆期遭受早霜冻,不仅影响品质,还会造成减产。当气温降至0℃时,玉米发生轻度霜冻,叶片最先受害。玉米灌浆的养料主要是叶片通过光合作用产生的,受冻后的叶片变得枯黄,影响植株的光合作用,产生的营养物质减少。由于养料减少,玉米灌浆缓慢,粒重降低。如果气温降至零下3℃,就会发生严重霜冻,除了大量叶片受害外,穗颈也会受冻死亡。这样不仅严重影响玉米植株的光合作用,而且还切断了茎秆向籽粒传输养料的通道,灌浆被迫停止,常常造成大幅减产。初霜冻出现时,如果作物已经成熟收获,即使再严重也不会造成损失。

霜冻对植物产生危害的机理

1.温度下降到0℃以下时,细胞间隙的水分形成冰晶,细胞内原生质与液泡逐渐脱水和凝固,使细胞死亡。

2.解冻时,细胞间隙中的冰融化成水很快蒸发,原生质因失水使植物干死。

对园林植物的危害

当空气过于干燥,虽气温降至0℃或0℃以下却不能凝结成霜,也就是黑霜产生时,植物组织内仍能形成冰晶并因此受到伤害。黑霜比一般霜害(白霜)对植物的危害更大,因为白霜形成时空气中有较多水分,水分的凝结有热量放出,空气中的水分还有阻止地面热辐射散失的作用,可以减缓温度进一步降低。而黑霜则不行。

霜冻灾害预警信号

我国幅员辽阔,不同地区的地形有较大差异,因此各个地区初霜的日期也有不同。比如:内蒙古中部和东部、新疆北部通常在8月下旬出现初霜冻;东北地区出现初霜冻日期在9月中下旬;而广东、广西、云南的南部以及海南等地,全年都不会出现霜冻。霜冻也有等级的划分,其预警信号分为三级——蓝色、黄色、橙色。

霜冻蓝色预警

标准:48小时内地面最低温度将要下降到0℃以下,对农业将产生影响;或者已经降到0℃以下,对农业已经产生影响,并可能持续。

防御指南:

1.政府及农林主管部门按照职责做好防霜冻准备工作;

2.对农作物、蔬菜、花卉、瓜果、林业育种要采取一定的防护措施;

3.农村基层组织和农户要关注当地霜冻预警信息,以便采取措施加强防护。

霜冻黄色预警

标准:24小时内地面最低温度将要下降到零下3℃以下,对农业将产生严重影响;或者已经降到零下3℃以下,对农业已经产生严重影响,并可能持续。

防御指南:

1.政府及农林主管部门按照职责做好防霜冻应急工作;

2.农村基层组织要广泛发动群众,防灾抗灾;

3.对农作物、林业育种要积极采取田间灌溉等防霜冻、冰冻措施,尽量减少损失;

4.对蔬菜、花卉、瓜果要采取覆盖、喷洒防冻液等措施,减轻冻害。

霜冻橙色预警

标准:24小时内地面最低温度将要下降到零下5℃以下,对农业将产生严重影响;或者已经降到零下5℃以下,对农业已经产生严重影响,并将持续。

防御指南:

1.政府及农林主管部门按照职责做好防霜冻应急工作;

2.农村基层组织要广泛发动群众,防灾抗灾;

3.对农作物、蔬菜、花卉、瓜果、林业育种要采取积极的应对措施,尽量减少损失。

如何防止霜冻对植物造成灾害?

秋霜预测

一是通过调查了解多年的初霜来临情况、出现的规律,包括平均、最早、最晚出现的日期,形成的原因,出现的天气条件,掌握地形受害程度,做到心中有数。

二是总结一些当地的看天经验,如“晚秋吹北风,日头火样红,日落红霞现,风停霜必浓”这种情况出现的是混合型霜冻;“寒夜风云少,霜冻快来了”,这是辐射霜;还有“雪打高山,霜打洼”,是指容易出现霜冻的地形。

灌水法

水的热容量大,降温慢,灌水可增加近地面层空气湿度,保护地面热量,提高空气温度(可使空气升温2℃左右),田间温度不会很快下降。至于小面积的园林植物还可以采用喷水法,其方法是在霜冻来临前1小时,利用喷灌设备对植物不断喷水。因水温比气温高,水在植物遇冷时会释放热量,加上水温高于冰点,以此来防霜冻,效果较好。

遮盖法

利用稻草、麦秆、草木灰、杂草、尼龙等覆盖植物,既可防止冷空气的袭击,又能减少地面热量向外散失,一般能提高气温1℃~2℃。有些矮秆苗木植物,还可用土埋的办法,使其不致遭到冻害。虽然这种方法只能预防小面积的霜冻,但其优点是防冻时间长。

熏烟法

利用能够产生大量烟雾的柴草、牛粪、锯木、废机油、赤磷或其他尘烟物质,在霜冻来临前半小时或1小时点燃。这些烟雾能够阻挡地面热量的散失,而烟雾本身也会产生一定的热量,一般能使近地面层空气温度提高1℃~2℃。但这种方法要具备一定的天气条件,且成本较高,污染大气,不适合普遍推广,只适用于短时霜冻的防止和在名贵林木及其苗圃上使用。

施肥法

在寒潮来临前施有机肥,特别是用半腐熟的有机肥做基肥,可改善土壤结构,增强其吸热保暖的性能。也可利用半腐熟的有机肥在继续腐熟的过程中散发出热量,提高土温。入冬后可用暖性肥料壅培林木植物,有明显的防冻效果。暖性肥料常用的有厩肥、堆肥和草木灰等。这种方法简单易行,但要掌握好本地的气候规律,应在霜冻来临前3~4天施用。入冬后,可用石灰水将树木、果树的树干刷白,以减少散热。

开车的人如何应对霜冻?

除了农作物,受霜冻天气影响最大的恐怕就是司机了,那么霜冻天气行车注意事项有哪些呢?

预热

霜冻季节天气寒冷,开车前我们需要先对车辆进行预热准备。预热时间不宜过长,因为太长发动机会散发出有害气体。

清除冰霜

霜冻天气,汽车在室外停留久了玻璃上面容易结霜结冰,怎么办?

1.温水除冰:用温水泼撒,能在短时间内清除车上的冰霜;

2.暖风除冰:启动车子之后,等待发动机水温正常,打开暖风吹向挡风玻璃,直到玻璃上的冰雪融化;

3.物理除冰:当车窗玻璃上有冰雪时,用塑料刮片或玻璃冰霜铲铲除,正确的方法是向一个方向推以免划伤汽车玻璃;

4.化学除冰:使用喷雾除冰雪剂对车窗玻璃上的冰雪进行快速解冻,还能起到预防结冰的作用。

除雾

寒冷天气开车,由于车内车外的温差较大,挡风玻璃容易产生雾气。这时候打开车内空调,选择“前风挡除雾”功能可以快速除雾。

注意轮胎

轮胎是汽车安全行驶的一个最重要部分,冬天轮胎的胎压、橡胶材质都会有一定变化,可以使用胎压表来检测胎压。霜冻天气尽量不要长时间把车停在有水的地方,以免行车的时候对轮胎造成损伤!

更换防冻液

霜冻天气应适时为汽车更换防冻液,防冻液可以防止在很冷的霜冻天气冻坏发动机气缸体或盖。

安全驾驶

不管什么天气,出行最重要的是安全驾驶!霜冻天气路况不好的时候尽量少驾车出行。

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