什么是辐射冻结?

低温通常取决于大气条件和当地地形。平静的天气使得太阳下山后气温迅速下降。你可以用密歇根州立大学的环境天气跟踪结冰情况。

在晴天土壤的辐射加热。
在晴天土壤的辐射加热。

辐射冻结的特征是天空晴朗,空气干燥。太阳出来的时候,天气通常是温暖宜人的。在白天,地面从太阳吸收热量,变得更暖和。晚上,地面将这些热量辐射回天空。一层云可以在夜间吸收这种辐射,并将其再辐射回地面,从而帮助留住热量。晴朗的夜空可以让热能逃逸到开阔的天空。当地面变冷时,上面的空气层也会变冷。风的缺乏阻止了大气中的混合,因此地面可以将越来越厚的一层冷却到越来越低的温度。接近地面的温度会变得非常低。

在密歇根造成问题的许多冻结都是辐射冻结。这种冰冻可能发生在冬天或春天。辐射冻结通常发生在冷锋经过之后,然后是一团凉爽干燥的空气。冷锋经过时会有一段暴风雨期,随后会有清风和微风。在夜间,地面因向天空的辐射而冷却。寒冷的地面使靠近地面的空气变冷。这层冷空气变得越来越厚,在靠近地面的冷空气和上面的暖空气之间出现了温度梯度。通常,温暖的空气位于地面附近,当你在大气中上升时,空气温度就会下降。在辐射冻结中,这是相反的,冷空气靠近地面,上面有一层温暖的空气。这被称为反转。

反演图
在晴朗的夜晚土壤的辐射冷却和暖空气逆温的形成。

冷空气比暖空气密度更大,重量更重,所以它缓慢地向下流动,充满了被称为霜袋的低区域。空气排水是冷空气沿斜坡向下移动。冷空气沿斜坡向下移动是缓慢的,通常需要大量冷空气才能开始流动。在密歇根州西南部,位于高山上的地区有良好的空气排水系统,通常可以逃脱破坏较低地区或冷空气聚集地区的寒冷。

冷风流量图冰霜袖珍人像
左:寒冷、密集的空气向下流动,聚集在霜袋中。大圆顶状的冷空气可以在高原上形成,造成大面积的破坏。

如果有微风或云层,就不适合辐射冻结。风会把靠近地面的冷空气和暖空气混合在一起,帮助温暖下面的地面。云甚至更有用,因为它们会吸收辐射到天空的热量,并将其辐射回地面,使地面变暖。

微风拂面的夜景云夜图
左图:风混合了空气,使地表在夜间变暖。没错,云有助于留住热量,保持土壤温暖。

冬天的辐射结冰会非常严重。当地面被雪覆盖时,大部分太阳热量立即被反射回太空,白天几乎没有变暖。寒冷的白天,极地空气可以下降到非常低的温度。2014年和2015年冬季极度寒冷,气温低至零下20华氏度,这是由于夜间寒冷干燥空气中的辐射冻结造成的。

BOB体育密歇根州立大学的环境天气是提供给种植者和其他对密歇根天气感兴趣的人的强大工具。我在春天和冬天经常用它来观察霜冻和冰冻温度。通过查看车站页面上的冰点以下时间链接,我可以看到密歇根西南部的气温有多低,以及哪里的气温最低。在辐射冻结期间冷空气聚集的区域中,最低温度通常出现在最低的区域。

密歇根西南部气温
2012年4月11日密歇根州西南部的环境天气报告。这天晚上,大多数水果作物已经开花了,低于28华氏度的温度会对它们造成损害。注意SWMREC、Keeler和Lawton高海拔地区的温度,并与Grand Junction和Teapot Dome的低点进行比较。(Dowagiac站于2014年启动)。

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