凍雨的形成原因是什麼？解析過冷卻水滴化身晶瑩冰掛的奧秘

什麼是凍雨？

入冬以後，雨水落在樹木、高樓、山岩、電桿等物體上便立即結冰，民間俗稱「滴水成冰」。這種雨在氣象學上稱為「凍雨」，其凝聚而成的冰層則稱為「雨凇」。凍雨與一般雨滴不同，它由溫度低於0℃的「過冷卻水滴」組成——這些水滴在雲中本應凝結成冰粒或雪花，卻因找不到凍結時必需的「凍結核」而始終保持液態，成為一碰到物體就能結凍的特殊水滴。

凍雨的形成環境

當過冷卻水滴落在電線、樹枝或地面上時，會隨即凝結成一層外表光滑的薄冰；冰層越積越厚，凝結過程中還邊流動邊凍結，最後形成一串串鐘乳石般的冰柱與冰穗，也就是俗稱的「冰掛」。這些冰掛晶瑩透亮，遇上陽光便折射出五彩光芒，景色十分迷人。然而，一旦重量超過物體的承載能力，就可能壓斷樹枝與電線，釀成災害。

關鍵的大氣層結構

凍雨的形成離不開特定的天氣條件，通常需要具備以下三層大氣結構：

近地面約2000公尺內的空氣層溫度稍低於0℃；2000至4000公尺之間存在一層溫度高於0℃的暖層；再往上一層又低於0℃。在這樣的層結下，上層雲中的過冷卻水滴、冰晶和雪花落入暖層後，都融化为液态雨滴；继续下落时进入近地面不算厚的冻结层，还来不及凝结，就已經以過冷卻的形式接觸到冰冷的物體表面，轉眼間形成堅實的凍雨。

凍雨的形成過程

凍雨是由過冷水滴組成、與溫度低於0℃的物體碰撞後立即凍結的降水。低於0℃的雨滴在溫度略低於0℃的空氣中能夠保持過冷狀態，外觀與一般雨滴相同；但一旦落到溫度為0℃以下的物體上，立刻凍結成外表光滑而透明的冰層，即為雨凇。

值得注意的是，凍雨出現時地面往往不太寒冷（氣溫多在0℃～3℃之間），上空則存在逆溫現象，即有一層溫度高於0℃的暖層。降水在暖層裡為雨滴，下落到近地面大氣中便成為過冷卻的凍雨。如果雨滴不斷打落在已結冰的物體表面，就會慢慢累積成一條條冰柱；太陽出來後，冰柱在陽光照射下閃閃發亮，分外妖嬈，為冬日增添秀麗動人的景色。

凍雨的危害

然而，凍雨造成的危害也十分嚴重：

• 電力與通信中断：電線結上冰凌後重量增加，遇冷還會收縮，容易繃斷電線，導致通信和輸電中斷等事故；嚴重的雨凇更會壓斷樹木與電線桿。
• 交通受阻：公路和鐵路因路面結冰而通行困難，交通事故將劇增，同時也威脅飛機的飛行安全。
• 農業損失：農作物遇到凍雨後容易被凍傷、凍死。

因此，若凍雨連續出現數天，其累積的災害相當可觀，相關單位與民眾都應提前做好防範措施。