[科普中國(guó)]-白霜

不同時(shí)節(jié)的霜

在春、秋季農(nóng)作物生長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，土壤表面和作物表面的溫度下降到0℃或0℃以下（此時(shí)百葉箱內(nèi)的氣溫可能不低于0℃）使作物遭受凍害的現(xiàn)象。發(fā)生在春季的霜凍，稱為春霜凍（晚霜凍）；發(fā)生在秋季的霜凍，稱為秋霜凍（早霜凍）。出現(xiàn)霜凍時(shí)，往往伴有白霜，也可不伴有白霜。不伴有白霜的霜凍，群眾稱為“黑霜”或“殺霜”。根據(jù)霜凍發(fā)生的原因，可分為平流霜凍、輻射霜凍和平流輻射霜凍。平流霜凍是冷空氣平流降溫而發(fā)生的霜凍，一般影響范圍較廣，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。輻射霜凍是在晴天微風(fēng)的夜間由于輻射冷卻而引起的霜凍。平流輻射霜凍是由于冷空氣平流降溫和輻射冷卻所形成的霜凍，一般強(qiáng)度較大，危害嚴(yán)重。

形成與消失翻翻日歷，每年10月下旬，總有“霜降”這個(gè)節(jié)氣。我們看到過(guò)降雪，也看到過(guò)降雨，可是誰(shuí)也沒(méi)有看到過(guò)降霜。其實(shí)，霜不是從天空降下來(lái)的，而是在近地面層的空氣里形成的。霜是一種白色的冰晶，多形成于夜間。少數(shù)情況下，在日落以前太陽(yáng)斜照的時(shí)候也能開始形成。通常，日出后不久霜就融化了。但是在天氣嚴(yán)寒的時(shí)候或者在背陰的地方，霜也能終日不消。霜本身對(duì)植物既沒(méi)有害處，也沒(méi)有益處。通常人們所說(shuō)的“霜害”，實(shí)際上是在形成霜的同時(shí)產(chǎn)生的“凍害”。

霜的形成不僅和當(dāng)時(shí)的天氣條件有關(guān)，而且與所附著的物體的屬性也有關(guān)。當(dāng)物體表面的溫度很低，而物體表面附近的空氣溫度卻比較高，那么在空氣和物體表面之間有一個(gè)溫度差，如果物體表面與空氣之間的溫度差主要是由物體表面輻射冷卻造成的，則在較暖的空氣和較冷的物體表面相接觸時(shí)空氣就會(huì)冷卻，達(dá)到水汽過(guò)飽和的時(shí)候多余的水汽就會(huì)析出。如果溫度在0°C以下，則多余的水汽就在物體表面上凝華為冰晶，這就是霜。因此霜總是在有利于物體表面輻射冷卻的天氣條件下形成。另外，云對(duì)地面物體夜間的輻射冷卻是有妨礙的，天空有云不利于霜的形成，因此，霜大都出現(xiàn)在晴朗的夜晚，也就是地面輻射冷卻強(qiáng)烈的時(shí)候。此外，風(fēng)對(duì)于霜的形成也有影響。有微風(fēng)的時(shí)候，空氣緩慢地流過(guò)冷物體表面，不斷地供應(yīng)著水汽，有利于霜的形成。但是，風(fēng)大的時(shí)候，由于空氣流動(dòng)得很快，接觸冷物體表面的時(shí)間太短，同時(shí)風(fēng)大的時(shí)候，上下層的空氣容易互相混合，不利于溫度降低，從而也會(huì)妨礙霜的形成。大致說(shuō)來(lái)，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到3級(jí)或3級(jí)以上時(shí)，霜就不容易形成了。因此，霜一般形成在寒冷季節(jié)里晴朗、微風(fēng)或無(wú)風(fēng)的夜晚。

霜的形成，不僅和上述天氣條件有關(guān)，而且和地面物體的屬性有關(guān)。霜是在輻射冷卻的物體表面上形成的，所以物體表面越容易輻射散熱并迅速冷卻，在它上面就越容易形成霜。同類物體，在同樣條件下，假如質(zhì)量相同，其內(nèi)部含有的熱量也就相同。如果夜間它們同時(shí)輻射散熱，那末，在同一時(shí)間內(nèi)表面積較大的物體散熱較多，冷卻得較快，在它上面就更容易有霜形成。這就是說(shuō)，一種物體，如果與其質(zhì)量相比，表面積相對(duì)大的，那么在它上面就容易形成霜。草葉很輕，表面積卻較大，所以草葉上就容易形成霜。另外，物體表面粗糙的，要比表面光滑的更有利于輻射散熱，所以在表面粗糙的物體上更容易形成霜，如土塊。霜的消失有兩種方式：一是升華為水汽，一是融化成水。最常見(jiàn)的是日出以后因溫度升高而融化消失。霜所融化的水，對(duì)農(nóng)作物有一定好處。霜的出現(xiàn)，說(shuō)明當(dāng)?shù)匾归g天氣晴朗并寒冷，大氣穩(wěn)定，地面輻射降溫強(qiáng)烈。這種情況一般出現(xiàn)于有冷氣團(tuán)控制的時(shí)候，所以往往會(huì)維持幾天好天氣。我國(guó)民間有“霜重見(jiàn)晴天”的諺語(yǔ)，道理就在這里。1

霜凍災(zāi)害霜凍、強(qiáng)降溫、寒潮、干旱和暴雨等都是影響范圍較大的災(zāi)害性天氣。在我國(guó)，氣象災(zāi)害占整個(gè)自然災(zāi)害70%以上，其造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的1%~3%。

霜凍災(zāi)害常常給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)很大的危害。霜凍在我國(guó)各地時(shí)有發(fā)生，我國(guó)僅霜凍天氣每年造成的重大農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失超百億元。

例如2004年5月3-5日，甘肅省10多個(gè)市（州）遭受了近50年來(lái)受凍范圍最大的一次強(qiáng)霜凍，2此次強(qiáng)霜凍正好發(fā)生在玉米、瓜菜、棉花、油料等農(nóng)作物的苗期和果樹開花期，農(nóng)作物抗凍能力弱，受災(zāi)農(nóng)作物面積達(dá)98.94萬(wàn)hm2（占農(nóng)作物播種面積的41.6%）。因?yàn)?zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)13.4億元。3

霜凍對(duì)作物的影響，主要是霜凍發(fā)生時(shí)的低溫對(duì)作物造成的生理?yè)p傷。低溫是世界范圍內(nèi)影響植物產(chǎn)量和品質(zhì)的主要非生物脅迫。近年來(lái)大量研究認(rèn)為：在自然界廣泛存在的冰核細(xì)菌可誘發(fā)植物細(xì)胞間隙水結(jié)冰引起霜凍，植物遭遇霜凍危害的輕重程度是由低溫強(qiáng)度大小、植物抗霜能力強(qiáng)弱和植物體上冰核細(xì)菌數(shù)量多少3個(gè)因素有關(guān)，而實(shí)際研究中，受條件和技術(shù)的限制，可以忽略冰核細(xì)菌。

長(zhǎng)期以來(lái)，霜凍等氣象災(zāi)害受到氣象、農(nóng)業(yè)和林業(yè)等專家和社會(huì)的廣泛關(guān)注。因此，加強(qiáng)霜凍天氣成因分析，掌握其發(fā)生規(guī)律，研究科學(xué)防治措施，是保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全、減少對(duì)農(nóng)作物的危害、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

霜凍霜凍是指空氣溫度突然下降，使植物體溫降低到0℃以下而受到損害甚至死亡的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。霜凍往往使正在生長(zhǎng)發(fā)育的植物受到凍傷，從而導(dǎo)致減產(chǎn)和品質(zhì)下降。

當(dāng)作物表面的溫度低于0℃，且物體表面上有水汽凝華成白色結(jié)晶的是白霜；水汽含量少?zèng)]結(jié)霜的稱黑霜。白霜和黑霜都會(huì)造成農(nóng)作物凍害，統(tǒng)稱為霜凍。4

霜凍是一種較為常見(jiàn)的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，秋、冬、春三季都會(huì)出現(xiàn)。霜凍多為寒潮南下，短時(shí)間內(nèi)氣溫急劇下降至0℃以下引起；或者受寒潮影響后，天氣由陰轉(zhuǎn)晴的當(dāng)天夜晚，因地面強(qiáng)烈輻射降溫所致，這就是人們常說(shuō)的“雪上加霜”。

每年入秋后，氣溫隨冷空氣的頻繁入侵而明顯降低，尤其是在晴朗無(wú)風(fēng)的夜間或清晨，輻射散熱增多，地面和植株表面溫度迅速下降，當(dāng)植株體溫降至0℃以下時(shí)，植株體內(nèi)細(xì)胞會(huì)脫水結(jié)冰，遭受霜凍危害。通常把秋季第一次發(fā)生的霜凍稱為初霜凍。因?yàn)槌跛獌隹偸窃谇臒o(wú)聲息中就使作物受害，所以有農(nóng)作物“秋季殺手”的稱號(hào)。次年春季，最后一次出現(xiàn)的霜凍，叫終霜凍。

我國(guó)的東北東部和北部、內(nèi)蒙古東部、青藏高原及新疆東北部初霜凍出現(xiàn)日期一般在每年9月20日以前。全國(guó)霜凍出現(xiàn)日數(shù)分布的基本特征是由北向南逐漸減少。其中，青藏高原、東北及新疆東北部、內(nèi)蒙古出現(xiàn)霜凍日數(shù)最多，全年在180d以上。

霜和霜凍的區(qū)分霜指氣層中地物表面溫度或地面溫度降到0℃以下，所含水汽的過(guò)飽和部分在地面一些傳熱性能不好的物體上凝華成的白色松脆冰晶。其結(jié)構(gòu)松散，一般在冷季夜間到清晨的一段時(shí)間內(nèi)形成，形成時(shí)多為靜風(fēng)。霜在洞穴里、冰川的裂縫口和雪面上有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)。

霜凍是指空氣溫度突然下降，使植物體溫降低到0℃以下而受到損害甚至死亡的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。

相關(guān)學(xué)科定義1：冰的沉淀物，一般呈鱗狀、羽狀或扇狀。它形成于表面足夠冷(通常由于夜間輻射造成)的物體上。這類物體表面冷的程度足以使周圍空氣中所含的水汽直接凝華于其上。

應(yīng)用學(xué)科：大氣科學(xué)（一級(jí)學(xué)科）；大氣（二級(jí)學(xué)科）

定義2：烏賊、魷魚等干制品在罨蒸和貯藏過(guò)程中，體表呈現(xiàn)潔白似霜的可溶于水的含氮物質(zhì)。

應(yīng)用學(xué)科：水產(chǎn)學(xué)（一級(jí)學(xué)科）；水產(chǎn)品保鮮及加工（二級(jí)學(xué)科）

同名多義景天科多肉植物白霜，景天科景天屬小型多肉植物，葉子綠色肉質(zhì)會(huì)有白霜覆在表面。植株無(wú)毛。莖高3~6厘米。葉片輪生，葉匙形，葉先端鈍尖，莖部無(wú)柄，有短距，葉片上覆蓋厚白粉?；ㄐ蚓蹅銧?，頂生，花開金黃色。5

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