“雪上加霜”是否存在

2015-02-12 中国气象报3版  张学文

　　在中文里，“雪上加霜”这个成语比喻一再遭受灾难，损害愈加严重。但是在气象学里，是否真的存在雪上加霜这种自然现象呢？雪上加霜如果存在，它是以什么形态、又是在什么条件下形成的？气象观测是否应对它单独做观测记录？

　　雪上加霜的物理含义是指在雪上又凝结了霜。这里的雪自然不是指飘在空中的雪花，而是指已经堆积到地面的雪（包括破碎的冰面的棱角）。

　　在气象学里，如果要认可雪上加霜现象的存在，就必须给出一些物证，以区分哪些是原来地面上积存的雪、哪些又是新凝结的霜。即我们要给出，积雪上出现的成分固然是水分子、但形态又确实与雪有所不同的凝结物。

　　文后是笔者在2014年元旦和2015年初在新疆乌鲁木齐市郊有积雪的地方拍到的照片。细心的读者可以看到，照片上的积雪表层细结构确实不是雪，它们是凝结在雪上的、结构另类的冰晶体团簇—雪上的霜。它们与教科书上的雪花照在结构上明显存在区别。这些照片直接证明雪上加霜确实存在！雪上加霜是白色的，它与陈雪的灰色有区别，最主要的区别是，它以团簇、球体状态为主，与雪花以薄片形状为主是不同的。

　　用眼睛近处观察可以发现，每次新形成的“雪上加霜”，厚度一般是1毫米至5毫米，其球状的团簇的直径可以超过1厘米。值得注意的是，雪上加霜仅出现在积雪上，而在土地、水泥路面上，恰恰是没有霜的。

　　通过照片和以上说明，我们初步认可了自然界确实存在雪上加霜现象。那么，在什么条件下会出现这种现象？根据初步观察与分析，雪上加霜现象形成的基础条件包括：地面存在积雪（包括破碎的冰的边角部位）；空气温度低于0℃（在这里一般是-6℃至-18℃），并且有雾（即含有冰晶的冷雾）；有时雪上加霜与雾凇是同时出现的，这时树枝等尖锐的物体上结了霜，地面积雪上也结了霜，但是平坦的地面、墙面上则没有霜。也有时空中存在着（冷）雾，但是它没有在树枝上形成雾凇，却单独在积雪上凝结成霜。似乎单独出现雪上加霜的机会比雪上加霜与雾凇同时出现的机会更多；雾消失以后，雾所留给积雪表面的雪上霜依然存在，它们虽然没有使积雪明显变多，但是它使颜色灰白的积雪又现出新的白色。如果雪上加霜与雾凇同时出现，待天空转晴，则是美丽的银色世界。

　　通过以上的观测与分析，我们明白了雪上加霜的形成条件。它基本是在有积雪的地方又出现了雾。但是我们也会进一步问，雾为什么特别喜欢在积雪上结成霜，而在比较平的地面、墙面、粗树干等物体上难以出现霜？这和积雪中的雪花、细树枝（叶）都比较尖锐有关，它们容易散热，温度会比空气略低一点，于是它们就成为凝结现象容易出现的位置。而且凝结的霜的温度也是低于其他物体，这保证了霜体的进一步凝结增长。

照片1：2014年元旦乌鲁木齐郊区的雪上加霜近照。注意图片右侧有半截香烟头，可以对比雪上加霜团簇的尺寸，http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-755548.html

雪上加霜是白色的，它与陈雪的灰色有区别，最主要的是它以团簇，球体状态为主。这与雪花以薄片形状为主是不同的。

照片2：乌鲁木齐郊区2014年元旦的雪上加霜近近照，http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-755548.html

用眼睛到近处观察，每次新形成的雪上加霜的一般厚度是1-5毫米,其球状的团簇的直径可以超过1厘米。注意雪上加霜仅出现在积雪上，而土地，水泥路面上恰恰是没有霜的。

照片3：乌鲁木齐2015年元旦，残雪的颜色已经发灰，而新凝结的雪上加霜是白的。这个照片拍的是距离雪面有1米多时拍的http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-856697.html

雪上加霜的形成与存在的条件

通过照片和以上的说明我们初步认可了自然界确实存在雪上加霜现象。下一步是考虑在什么条件下会出现雪上加霜现象。根据初步观察与分析，雪上加霜现象形成的基础条件是

（1）    地面存在积雪（包括破碎的冰的边角部位）

（2）    空气温度低于0度（在这里一般是-6-18度），并且有雾（即含有冰晶的冷雾）。

（3）    有时形成雪上加霜与形成雾凇是同时出现的，这时树枝，尖锐的物体上结了霜，地面积雪上也结了霜，但是平坦的地面上、墙面上则没有霜。也有时空中存在着(冷)雾,但是它没有在树枝上形成雾凇但是却单独在积雪上凝结出了霜。似乎单独出现雪上加霜的机会比雪上加霜与雾凇同时出现的机会更多。

（4）    雾消失以后，雾所留给积雪表面的雪上霜依然存在，它们虽然没有使积雪明显变多，但是它使颜色灰白的积雪又现出新的白色！如果雪上加霜与雾凇同时出现，待天空转晴，则是美丽的银色世界。

积雪上为什么容易出现霜

通过以上的观测与分析，我们明白了雪上加霜的形成条件。它基本是在有积雪的地方又出现了雾。但是我们也会进一步问，雾为什么特别喜欢在积雪上结成为霜，而在比较平的地面、墙面、粗树干、物体上难以出现霜？一个分析是积雪中的雪花、细树枝（叶）都比较尖锐，它们散热容易，它们的温度会比空气略低一点，于是它们就成为凝结现象容易出现的位置。而且凝结的霜的温度也是低于其他物体，这保证了霜体的进一步凝结增长。

乌鲁木齐的冬季基本都存在积雪，并且经常出现雾。只要你留心观测那些积雪的细结构，就会看到它们不是你扫到路边的积雪，而是雪上加霜。

看了雪上加霜是有积雪有雾的地区的经常出现的自然现象，过去仅是我们没有细心观测就是了。

气象观测的新对象？

有一种气象现象有时会成为灾害，我是指电线结冰。而气象观测中就包括对电线结冰现象的观测。雪上加霜是雪上结霜，它与电线结冰好有一比。它是否值得气象站单独观测并且记录它？我不回答这个问题。但是气象人员、气象学承认这个现象的存在，我们就在认识自然方面又精细了一步。

气象学里应当增加这个专名词，我们还应当为它取个例如英文中的专名词。

雾后初晴，看着树枝上的雾凇，陈雪又被染白，那银色的世界确实很漂亮！气象工作者应当对它多一层理解！

欢迎您到北国去看看雪上加霜！也拍几张照片！

2015.3.3注;本文2月给气象报，昨天从网上查出他们已经在2月12日刊出，好像对原文的后面的部分做了一些删减处理。本博客把原稿中的后面部分也放入了。