冻雨、飞机结冰与水汽潜热释放方式的关系如何？

 

一、冻雨现象

        正常年份，我国云、贵、川等地的冻雨持续时间不过两三天，不足以酿成灾害。

       2008年2种异常现象同时出现，致使长江流域及以南地区发生严重冻雨灾害。

       1是南下的强冷空气长时间滞留在长江流域及以南地区。

       2是孟加拉湾暖气流异常强大。

        冷暖气流交汇，形成了持续20多天的冻雨灾害。

        冻雨在世界许多地方都出现过，是一种很特殊的气候现象。

  

   

 

二、飞机结冰现象 

   飞机在摄氏零度及以下低温条件下飞行时，如果遇到潮湿空气、带雨云层、雨水、冰雪，特别是遇到过冷却水滴时，就会发生冻冰现象。

    飞机结冰将增加飞机重量，破坏飞机的气动特性，增加阻力，使飞机操纵性、稳定性下降；仪器、仪表结冰后会导致指示失常；因此严重威胁飞行安全。

    飞机在结冰气象条件下飞行时，飞机所有部位的迎风面上都可以结冰。 

 

    机翼、尾翼结冰；

    发动机进气道及动力装置结冰；

    飞机螺旋浆结冰；——与机翼类似，但结冰要比机翼严重

    测温及测压传感器头部结冰；

       风档玻璃的结冰。      

（下图为机头结冰形状示意图）

(来自刘林根，沈海军，“飞机防冰与除冰技术综述”，《江苏航空》，2003年第3期。)

    直升机——在结冰气象条件下飞行的直升机，在其主旋翼、尾桨、进气口、窗玻璃、仪器传感器头部等部件表面，都可以发生结冰。其中主旋翼结冰最危险。

三、冻雨和飞机结冰条件

    一般认为，大气中的过冷水是飞机结冰和冻雨的最重要的因素，这里限于篇幅不再赘述。

四、大气中水蒸汽的凝结现象和条件？

   现在再来看看大气中水蒸汽的凝结现象和条件，有不少疑问。

  首先是“过冷水”的存在，这说明一个事实，大气中水蒸汽凝结产生的云滴可以处于低于冰点温度(0℃)的状态。

   过冷水、湿空气(包括水蒸汽)是否处于热平衡状态？  在冻雨以及飞机结冰现象将要发生的临界状态，水的蒸发与蒸汽凝结是否处于一种动态平衡？

   根据大气物理学关于云滴增大模型，水蒸汽凝结通过热传导将潜热传递给周围的大气，即要求云滴温度高于周围大气。在冻雨以及飞机结冰现象将要发生的临界状态，是否满足水蒸气凝结条件？

  另外，过冷水成冰是否需要释放出凝固潜热？如果是，问，这部分潜热该如何释放？

 

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