bugorwiki.info
на главную

Ледяной дождь

Ледяной дождь - это название дождя, поддерживаемого при температуре ниже нуля массой окружающего воздуха, которая вызывает замерзание при контакте с поверхностями. В отличие от смеси дождя и снега, ледяных шариков или града, ледяной дождь полностью состоит из жидких капель. Капли дождя переохлаждаются при прохождении через слой замерзания воздуха на сотни метров над землей, а затем замерзают при столкновении с любой поверхностью, с которой они сталкиваются, включая землю, деревья, электрические провода, самолеты и автомобили. Образующийся лед, называемый глазурью, может накапливаться до толщины в несколько сантиметров и покрывать все открытые поверхности. Код METAR для замерзающего дождя - FZRA .

Шторм, который производит значительную толщину ледяного льда от замерзающего дождя, часто называют ледяной бурей. Хотя эти штормы не являются особенно сильными, замерзающий дождь печально известен тем, что вызывает проблемы с проезжей частью на дорогах, ломает ветки деревьев и опускает линии электропередач из-за скопления льда. Поврежденные линии электропередач вызывают перебои в подаче электроэнергии в пострадавших районах, в то время как накопленный лед также может представлять значительную опасность для жизни. Он также известен тем, что он чрезвычайно опасен для самолетов, поскольку лед может эффективно «перемалывать» форму аэродинамического профиля и поверхностей управления полетом. (См. Атмосферное обледенение.)

Механизм

Диаграмма зависимости температуры от высоты для разных типов осадков. Красная линия показывает, как образуется ледяной дождь из снега через теплый слой, а затем в «переохлажденную стадию».

Морозный дождь часто ассоциируется с приближением теплого фронта, когда подмораживающий воздух (температура на уровне или ниже точки замерзания) задерживается на самых низких уровнях атмосферы, в то время как теплый воздух адвентирует наверху. Это происходит, например, когда система низкого давления перемещается из долины реки Миссисипи в направлении Аппалачи и долины реки Святого Лаврентия в Северной Америке в холодное время года, когда сильная система высокого давления располагается дальше на восток. Эта установка известна как плотина с холодным воздухом и характеризуется очень холодным и сухим воздухом на поверхности в области высокого давления. Теплый воздух из Мексиканского залива часто является топливом для замерзания осадков.

Ледяной дождь развивается, когда падающий снег сталкивается со слоем теплого воздуха на высоте, обычно около 800 мбар (800 гПа), в результате чего снег тает и становится дождем. По мере того как дождь продолжает падать, он проходит через слой подмерзшего воздуха чуть выше поверхности и охлаждается до температуры ниже нуля (0 ° C или 32 ° F). Если этот слой воздуха для замерзания достаточно глубокий, капли дождя могут успеть замерзнуть в ледяные шарики (мокрый снег), прежде чем достигнуть земли. Однако, если слой замерзания воздуха на поверхности очень неглубокий, капли дождя, падающие через него, не успеют замерзнуть, и они упадут на землю в виде переохлажденного дождя. Когда эти переохлажденные капли соприкасаются с землей, линиями электропередач, ветвями деревьев, летательными аппаратами или чем-либо еще ниже 0 ° C (32 ° F), часть капель мгновенно замерзает, образуя тонкий слой льда, и, следовательно, замерзающий дождь. Конкретный физический процесс, посредством которого это происходит, называется нуклеацией.

наблюдения

Отголоски на высоте 1,5 км (0,93 мили) наверху с сильным загрязнением от светлой полосы (желтые). Вертикальный разрез внизу показывает, что этот сильный возврат только над землей (Источник: Environment Canada).

Наблюдения за поверхностью на пилотируемых или автоматических станциях являются единственным прямым подтверждением ледяного дождя. Никогда нельзя увидеть прямо ледяной дождь, дождь или снег на метеорологических радарах, доплеровских или обычных. Тем не менее, можно оценить площадь, покрытую ледяным дождем, с помощью радаров.

Интенсивность радиолокационного эхосигнала (отражательная способность) пропорциональна форме (вода или лед) осадков и их диаметру. Фактически, дождь обладает гораздо большей отражающей способностью, чем снег, но его диаметр намного меньше. Таким образом, отражательная способность дождя от растаявшего снега лишь немного выше. Однако в слое, где тает снег, влажные хлопья по-прежнему имеют большой диаметр и покрыты водой, поэтому отдача от радара намного сильнее.

Наличие этой яркой полосы указывает на то, что над землей есть теплый слой, где тает снег. Это может вызвать дождь на земле или возможность замерзания, если температура ниже нуля. Этот артефакт может быть расположен, как на изображении слева, с поперечным сечением радиолокационных данных. Высота и наклон яркой полосы дадут представление о степени области, в которой происходит плавление. Затем можно связать эту подсказку с наблюдениями на поверхности и предсказанием численных моделей, чтобы получить выходные данные, подобные тем, которые можно увидеть в телевизионных метеорологических программах, которые разделяют радиолокационное эхо на дожди, смешанные и снежные осадки.

Последствия

Основная статья: Глазурь (лед)

На уровне земли

Ледяной дождь часто вызывает серьезные перебои в подаче электроэнергии, образуя глазурь. Когда замерзающий дождь или моросящий дождь легкие и не продолжительные, образовавшийся лед является тонким и обычно наносит лишь незначительные повреждения (освобождая деревья от их мертвых ветвей и т. Д.). Однако, когда накапливаются большие количества, это один из самых опасных видов зимней опасности. Когда слой льда превышает приблизительно 6,4 мм (0,25 дюйма), ветви деревьев с ветвями, сильно покрытыми льдом, могут сломаться под огромным весом и упасть на линии электропередачи. Ветреные условия и молния, если они присутствуют, усугубят ущерб. Линии электропередач, покрытые льдом, становятся очень тяжелыми, что приводит к поломке опорных опор, изоляторов и линий. Лед, образующийся на проезжей части, делает поездку на автомобиле опасной. В отличие от снега, мокрый лед практически не сцепляется, и транспортные средства будут скользить даже на пологих склонах. Поскольку замерзающий дождь не падает на землю в виде ледяного шарика (называемого «мокрым снегом»), но все же представляет собой каплю дождя, он соответствует форме земли или объекта, такого как ветвь дерева или автомобиль. Это делает один толстый слой льда, часто называемый "глазурью".

Ледяной дождь и ледяной глазурь в больших масштабах называют ледяной бурей. Воздействие на растения может быть серьезным, поскольку они не могут выдержать вес льда. Деревья могут сломаться, так как они дремлют и хрупки в зимнюю погоду. Сосны также являются жертвами ледяных бурь, так как их иголки будут ловить лед, но не смогут выдержать вес. В феврале 1994 года сильная ледяная буря нанесла ущерб на сумму более 1 миллиарда долларов на юге Соединенных Штатов, прежде всего в Миссисипи, Теннесси, Алабаме и Западной Северной Каролине, особенно в Аппалачах. Одна особенно сильная ледяная буря обрушилась на восточную Канаду и северные районы Нью-Йорка и Новую Англию во время ледяной бури в Северной Америке в 1998 году.

  • Дерево сбито из-за толстого слоя глазури в центре города Любляна, Словения.
  • Глазурь на дереве в La Malbaie, Квебек.
  • Лед на хвойном дереве в Томашув Мазовецки, Польша.
  • Береза ​​сильно изогнута под толстым слоем глазури в Целе, Словения.
  • Перебои в подаче электроэнергии из-за веса льда на линиях или нависающих ветвях деревьев.

Самолет

Замерзание льда на крыле самолета.

Ледяной дождь считается чрезвычайной опасностью для самолетов, так как вызывает очень быстрое структурное обледенение. Большинству вертолетов и небольших самолетов не хватает необходимого противогололедного оборудования для полета под проливным дождем любой интенсивности, а сильный проливной дождь может подавить даже самые сложные противогололедные системы на больших самолетах. Обледенение может увеличить вес самолета, но, как правило, недостаточно, чтобы вызвать опасность. Основная опасность исходит от льда, меняющего форму своего профиля. Это уменьшит подъемную силу и увеличит сопротивление. Все три фактора увеличивают скорость сваливания и снижают летно-технические характеристики самолета, что делает его очень трудным для набора высоты или даже поддержания уровня высоты.

Самолет легче всего избежать ледяного дождя, перейдя в более теплый воздух - в большинстве случаев для этого потребуется самолет, чтобы спуститься, что он обычно может сделать безопасно и легко даже при умеренном скоплении структурного льда. Однако замерзающий дождь сопровождается повышением температуры, что означает, что самолеты должны подниматься для подъема в более теплый воздух, что является потенциально трудной и опасной задачей даже при небольшом скоплении льда.

Например, в 1994 году самолет American Eagle Flight 4184 столкнулся с интенсивным воздушным движением и плохой погодой, что отложило прибытие этого рейса в международный аэропорт О'Хара в Чикаго, куда он должен был приземлиться по пути из Индианаполиса, штат Индиана. ATR-72, турбовинтовой двигатель с двумя двигателями, перевозивший 68 человек, вошел в режим ожидания в 105 км или 65 милях к юго-востоку от О'Хара. Когда самолет кружил, переохлажденные облачные капли, замерзающий дождь или изморозь образовывали ледяной гребень на верхней поверхности его крыльев, в результате чего автопилот самолета внезапно отключился, и пилоты потеряли контроль. ATR распался при ударе с полем ниже; все пассажиры и экипаж погибли.


просмотров: 122