【地理拓展】危险！切勿“滑野冰”！冰冻三尺需几日之寒？附各种逆温的判读技巧

喜欢溜冰的小伙伴

一定不要滑野冰哦！

小寒时节

北方很多河湖开始结冰

不少人动了“上冰”的心思

不乏“胆大”的市民

不顾危险去“滑野冰”

近日有几例痛心的坠冰事件

为大家再次敲响了安全警钟！

那么

气象条件与水域结冰情况有何关系？

怎样的情况才能安全“上冰”？

冰面落水时如何自救或施救？

01

气温与风速

影响水域结冰情况

在北京，正规冰场都安排有专门人员留意气温变化，监控冰层厚度。按照北京市相关规定，冰层平均厚度至少要达到15厘米，才能允许游客上冰；当气温升高，冰层厚度不足，承载力有限时，冰场会暂停营业。

从气象因素上看，河流、湖泊结冰一与气温有关，对纯净的淡水而言，气温达到0℃时出现相态变化，开始结冰；二与风速有关，当气温低至0℃以下后，风可以加快水冷却，加速冰层发展。

然而，单凭借气象条件是无法判断湖泊、河流结冰以及冰层厚度发展状况的。它还与水温、水质、水的状态、明渠的容积、水面面积大小、地形地势等有关。因而，同在一个城市，不同水域的结冰情况有很大差别。譬如，静止的水比流动的水更容易结冰。北京车道沟桥上车来车往，桥震动影响水面稳定性，所以桥下河流不易结冰；颐和园、紫竹院公园湖泊的水流动性差，因而比河流更易结冰。

据估算，水面冰层达到10厘米以上时，可以承载成人行走，但仍存在危险性。同时，冰层承载力不仅与冰的厚度有关，也与冰层结构有关。气温转暖时冰层缓慢融化，承载力就有所减弱。

02

冰层厚度及增长速度

难以计算

对于能否安全“上冰”，低温持续时间的长短，比某一日平均温度高低更为重要。低于冰点的气温持续多日，才为冰层增厚创造条件。

淡水在4℃时密度最大，当水温降到4℃时，表层水下沉，下层水被迫上升。这种对流作用一直持续到上、下层的水温都达到4℃时为止。此后，表面水温继续下降，但冷水不再下沉，到0℃后开始结冰，并浮于水面。

由于水和冰是热的不良导体，冰面又能阻碍冰下水流失热量，因而只有气温持续偏低，冰层厚度才能缓慢增加。这是一个低温的累积过程，因而关注日气温变化意义不大，而要留意旬平均气温或月平均气温。

至于“冰冻三尺”究竟需要“几日之寒”，由于不同水域的流水速度、水深、水温等差异很大，尚无法用模式进行测算，因而也无法进行预报服务。不过，以观测情况来看，日均气温为0℃以下日数持续近一个月，松花江冰层厚度可以达到较为安全的30至50厘米。

03

目测冰层厚度

不可取！

既然尚无法通过数值模式测算湖泊、河流结冰厚度，“老炮儿们”的“目测法”能靠谱吗？通常整片水域的冰层薄厚是不均匀的，加之水中有水草等杂质，目测冰层厚度几无可能。

冰场工作人员一般会用钢钎在冰面上砸出一个小洞，将铁钩伸进去，勾住冰层底部。取出铁钩后，再用卷尺直接量铁钩在冰面以下的距离。每次测量需选向阳面、背阴面等五六个测试点，以确保安全。

正规冰场会设专职人员全天候巡视，严格执行“冰面平均每10平方米承载1人”的规定；坚持每天早、中、晚对冰层厚度进行测量，随时关注天气预报信息，适时增加冰层测量次数。

04

冰面落水时

如何自救或施救？

专家提醒，滑冰者一旦不小心掉进冰窟，首先不要惊慌，要一边双脚踩水，一边呼救；其次，双手不要乱扑打，以免导致冰面断裂的面积加大，要及时找到破裂冰层最厚处，设法攀爬出水；离开冰窟后，不要马上站起，而要趴在冰上，滚动或爬向岸边求救。注意：掉入冰窟窿切勿下潜游泳，人在冰面下很难顶破冰层。

施救者在保证自身安全的情况下及时报警，不贸然下水救援。尽可能寻找手边的杆子、绳子或者救生圈，抛给落水者，如果对自身和冰面有专业判断，救援时一定要匍匐前进，增加受力面积，有梯子的话，可以借助梯子靠近落水者。

【典例1】

辐射逆温是低层大气因地面强烈辐射冷却导致气温随高度增加而升高的现象。黄河源地区位于青藏高原腹地，平均海拔4000多米，冬季辐射逆温现象多发。据此完成1～3题。

1．冬季易加强辐射逆温的地形是（ ）

A．山峰

B．平原

C．谷地

D．丘陵

2．黄河源地区辐射逆温常出现的时间和天气状况是（ ）

A．日落前后，大风呼啸

B．正午时刻，雨雪交加

C．午夜时分，浓云密雾

D．日出之前，晴朗无风

3．黄河源地区冬季辐射逆温多发是由于（ ）

A．锋面气旋多

B．下沉气流盛行

C．准静止锋强

D．热力对流强盛

【答案】1．C 2．D 3．B

【解析】

1．冬季在谷地或盆地形成辐射逆温的时候，由于坡地近地面空气冷却，冷空气沿斜坡地形沉入谷底或盆地，则可加强因辐射冷却作用而形成的逆温效应，C正确。山峰被周围大气包围，山峰与大气的接触面小，大气的交换频繁，山峰地面温度降低对周围大气影响较小，不易形成逆温，A错误。平原地形平坦开阔，冬季易受冷空气影响而多大风，大气流动性强，不易形成逆温，B错误。丘陵海拔较低，地形起伏平缓，空气流动性也较强，不易形成逆温，D错误。故选C。

2．黄河源地区辐射逆温出现时地面温度低，近地面气温低，一天中日出之前气温最低，晴朗无风，空气流动性差，近地面大气易受冷地面的影响，D正确；日落前后、正午时刻地面温度较高，近地面大气气温较高，AB错误；浓云迷雾，大气逆辐射强，地面不易强烈辐射冷却，C错误。故选D。

3．黄河源地区冬季地面温度低，气流冷却下沉，下沉气流盛行，地面冷空气堆积，导致辐射逆温多发，B正确；锋面气旋、准静止锋均多上升气流，容易形成降水，而逆温出现时大气较稳定，AC错误；冬季气温低，热力对流弱，D错误。故选B。

【典例2】

逆温是在一定条件下出现的气温随高度上升而升高的现象。某校气象兴趣小组在10月下旬晴朗的夜晚对我国南方山区谷地进行逆温测定。图为多次观测所得的逆温时空变化平均结果。完成1～3题。

1．下列关于该地逆温特征的描述，正确的是 （ ）

A．逆温强度近地面较大，向上减小

B．逆温强度午夜达到最大，后减弱

C．逆温现象日落前出现，日出前消失

D．强逆温前半夜增速慢，后半夜降速快

2．造成逆温层上界峰值在时间上滞后于强逆温层上界峰值的主要原因是（ ）

A．大气吸收地面辐射存在昼夜差异

B．大气散射反射在高度上存在差异

C．空气上下热量传递存在时间差异

D．下垫面反射率在时间上存在差异

3．下列四幅图中，与山谷出现浓雾时段的环流特征相符的是 （ ）

C．

【答案】 1．A 2．C 3．C

【解析】

1．读图可知，逆温强度近地面较大，随着海拔升高，强度减弱，A对。逆温强度在日出前最大，B错。逆温现象日落后出现，日出前消失，C错。强逆温前半夜增速快，后半夜降速慢，D错。故选A。

2．造成逆温层上界峰值在时间上滞后于强逆温层上界峰值的主要原因是地面辐射是大气的主要直接热源，空气上下热量传递存在时间差异，C对。与大气吸收地面辐射存在昼夜差异，大气散射反射在高度上存在差异，下垫面反射率在时间上存在差异无关，A、B、D错。故选C。

3．浓雾天气出现条件，一般出现逆温现象，由于山谷地区，夜晚山坡降温速度快，气流沿着山坡下沉，近地面气温降低，导致在垂直方向出现逆温现象。故选C。

【技巧点拨】

1、逆温现象的表现分析

一般情况下，气温随海拔升高而降低，大约每升高1 000米，气温下降6℃，但有时会出现气温随海拔升高而上升的现象，即出现了逆温现象（如上图所示B、C之间），根据其成因分为辐射逆温、锋面逆温、平流逆温和地形逆温等。谭老师地理工作室综合整理

2、辐射逆温的产生消失过程

（1）图a为正常气温垂直分布情况。在晴朗无云或少云的夜晚，地面很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。离地面越近降温越快，离地面越远降温越慢，因而形成了自地面开始的逆温（图b）。

（2）随着地面冷却的加剧，逆温逐渐向上扩展，黎明日出前达到最强（图c）。

（3）日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温层便逐渐自下而上消失（图d、e）。

辐射逆温厚度从数十米到数百米，在大陆上常年都可出现。夏季夜短，逆温层较薄，消失较快；冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。

3、逆温的类型和成因

类型

成 因

特 点

辐射逆温

在晴朗无云或少云的夜晚，地面辐射强，冷却快，离地面越近，降温越快[

大陆上常年均可出现，尤以冬季最强

平流逆温

暖空气水平移动到冷的地面

或水面上而发生的冷接触作用

愈近地表，降温愈快

锋面逆温

冷暖气团温度差异显著，暖气团位于锋面上部

出现于锋面附近

地形逆温

冷空气沿斜坡向低谷和盆地流动

出现于山谷或盆地

4、逆温现象的影响

成雾

早晨易出现多雾天气，降低大气能见度，影响人们的出行，易出现交通事故

大气

污染

逆温使空气垂直对流受阻，造成近地面污染物不能及时扩散（如雾霾），从而危害人体健康，如果位于盆地内，将会更加严重

沙尘暴

逆温时不利于沙尘扬起

航空

低空逆温造成的多雾天气给飞机起降带来麻烦，而高空逆温对飞机飞行极为有利。原因是高空逆温会阻碍空气垂直对流的发展，飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳；同时提高了能见度，使飞行更加安全

【变式演练1】

对流层逆温是下冷上热的现象，逆湿就是下湿上干的现象。下图为塔克拉玛干沙漠2010年9月～2011年8月流沙前缘近地面2.0m与0.5m高度之间的温度和湿度差值曲线。读图完成1～2题。

1．2010年9月～2011年8月，有关当地逆温逆湿现象说法正确的是（ ）

A．9月开始出现逆温现象

B．逆温强度冬季大于夏季

C．10月开始出现逆湿现象

D．逆湿现象夏季比冬季更加明显

2．流沙前缘的逆温逆湿现象会（ ）

A．促进植物生长

B．加速流沙扩展

C．增加区域降水

D．加剧风力侵蚀

【答案】1．B 2．A

【分析】

1．根据材料信息和所学知识可知，逆温是下冷上热。当逆温现象发生时，2.0m高处的温度与0.5m高处的温度差值为正，差值越大，逆温现象越明显。10月开始出现逆温现象，A错误。逆温强度冬季大于夏季，B正确。逆湿是下湿上干的现象。当逆湿现象发生时，2.0m高处的相对湿度与0.5m高处的相对湿度差值为负，差值越小，逆湿现象越明显。9月开始出现逆湿现象，C错误。逆湿现象冬季比夏季更加明显，D错误。故选B。

2．根据材料信息及所学知识，逆温是下冷上热，逆湿是下湿上干。逆湿有利于大气中水汽渗入土壤，提高土壤含水量，促进植物生长，A正确。同时逆温不利于空气的对流运动，大气稳定性增加，风力较弱，减少水分蒸发，B错误。风力较弱，减轻风力侵蚀，不利于流沙扩展，D错误。逆温导致空气对流减弱，不利于水汽凝结成云致雨，C错误。故选A。

【变式演练2】

逆温是指某高度大气实际温度高于理论温度的现象，河流和湖泊中有时也会出现逆温现象。湖水逆温是指距离湖面一定距离内，湖水温度随水深增加而升高的分布形式。读我国某湖泊不同季节垂直水温变化图，回答1-2题。

1．维持湖水表面温度的热量主要来自太阳辐射，图中能反映该湖逆温现象的曲线及其出现的月份是（ ）

A．①-7月

B．②-7月

C．①-1月

D．②-1月

2．下列关于此时该湖泊出现逆温的原因叙述，正确的是（ ）

A．处于夏季，湖泊水温上升过快

B．处于冬季，表层湖水受外界降温影响大

C．湖底在此时因为有火山喷发，从底部释放大量热能

D．该季节，湖水运动频率过高

【答案】 1．C 2．B

【解析】

1．湖水逆温是指距离湖面一定距离内，湖水温度随水深增加而升高的分布形式。图中曲线①出现逆温现象。湖面温度较低，为冬季1月份。所以本题选择C选项。

2．冬季，太阳辐射少，湖面受受外界降温影响大，底部受影响小，水温较高。所以本题选择B选项。

【变式演练3】

下图为塔克拉玛干沙漠2010年9月-2011年8月流沙前缘近地面0.5m和2.0m高度之间逆温逆湿特征（注∶逆湿就是下湿上干的现象。温度差为2.0m高处的温度与0.5m高处的温度的差值，湿度差为2.0m高处的相对湿度与0.5m高处的相对湿度的差值）。读图完成1～2题。

1．在流沙前缘，逆温逆湿现象最严重的季节为（ ）

A．春季

B．夏季

C．秋季

D．冬季

2．流沙前缘的逆温逆湿现象会（ ）

A．改善土壤墒情

B．加剧流沙扩展

C．增加区域降水

D．加剧风力侵蚀

【答案】1．D 2．A

【解析】

1．根据材料信息和所学知识可知，逆温是下冷上热。当逆温现象发生时，2.0m高处的温度与0.5m高处的温度差值为正值越大，逆温现象越明显。逆湿是下湿上干的现象。当逆湿现象发生时，2.0m高处的相对湿度与0.5m高处的相对湿度差值为负，值越小，逆湿现象越明显。故本题采用直选法，温度差越大，湿度差越小，逆温逆湿现象越明显，据图分析，冬季最明显，故D项正确。故选D。

2．根据材料信息及所学知识，逆温是下冷上热，逆湿是下湿上干。逆湿有利于大气中水汽渗入土壤，提高土壤含水量，同时逆温不利于空气的对流运动，大气稳定性增加，风力较弱，减少水分蒸发，A项正确。风力较弱，减轻风力侵蚀，不利于流沙扩展，B、D项错误。逆温导致空气对流减弱，不利于水汽凝结，成云致雨，C项错误。故选A。 综合自中国气象局气象宣传与科普中心（中国气象报社）、北京日报等