各种冬季降水现象有何不同？
2016年3月11日
2016 年 1 月下旬的一股强烈寒潮席卷华南，为香港带来严寒天气，天文台在 1 月 24 日的最低气温只有 3.1 度，创了 1957 年以来的最低温度记录。在 1 月 24 日，香港更出现了非常罕见的结冰、下冻雨及冰粒现象，引起传媒和市民的广泛关注，尤其对不同种类的冬季降水感兴趣，期间对「雨夹冰粒」及「雨夹雪」（两者在英语同被称为 sleet）的讨论甚多。本文尝试解释不同类型冬季降水的分别以及名称的选用。
正如在早前探讨冬季天气现象的网志中提到[1,2]，上述的冬季降水现象在香港非常罕见。其实大多数在冬季出现的降水均源自高空云层中的雪花，它们在抵达地面时以哪种型态出现，即液态、固态或两者的混合，则取决于由高空直到地面之间的大气层温度变化。以下介绍各种冬季降水现象、以及有利它们形成的典型高空温度分布：
雨
不论冬天或夏天，雨是在华南地区最常见的降水。当云与地面之间的空气绝大部分温度高于摄氏 0 度，即水的冰点，所有从冻结高度（气温降至 0°C 的高度）以上的云所产生的雪花在下降时会受热而融化，并在抵达地面前完全变成雨点（图一）。
图一出现雨的典型垂直温度分布
雪
雪是一种固态降水，雪花由位于温度远低于冰点以下的细小冰晶黏贴一起而成。雪要能够抵达地面，由雪花形成的位置至地面之间的气温一般须在摄氏 0 度或以下，使雪花在下降过程中保持不被融掉（图二）。但亦有特殊的情况，就是如果近地面的空气够干燥，即使近地面的温度稍高于冰点，一些已部分融化或未曾融化的雪花亦有可能抵达地面，形成降雪[3]。雪按照其大小和特征可分为「干」、「湿」两种。如图三所示，经过干燥而温度远低于冰点的空气而降下的雪花会较细小并呈粉状。这些雪通常被称为「干雪」，适合进行雪上体育活动。如果雪花降下时经过的空气温度接近或稍高于冰点，雪花的边缘会融化，然后黏在一起，形成更大更重的雪花。这些雪通常被称为「湿雪」，适合制造雪球或雪人[4]，但行人在「湿雪」上行走会较易滑倒。
图二2009 年 11 月 12 日摄于北京的雪
图三出现「干雪」（左）及「湿雪」（右）的典型垂直温度分布
「雨夹冰粒」或「雨夹雪」(sleet)
英语中 'sleet' 一词是一个比较笼统的天气用语，用来形容固态与液态降水的混合情况，可是国际间没有一致的定义，世界不同地方对 'sleet' 指雨夹杂哪种固态降水有两种用法，分别是冰粒（图四）和部分融化的雪（如表一所列）。由于两者的外观和形成条件有所不同（图五），将这两种混合体清楚描述，即分别称为「雨夹冰粒」(rain and ice pellets)和「雨夹雪」(rain and snow)会较易理解及能避免误会。
名称而言，「雨夹冰粒」亦可以叫「雨夹冰丸」。对于应该用「冰粒」或「冰丸」，世界气象组织的『国际气象词典』所采用的是「冰丸」。天文台采用「冰粒」一词，较接近本地日常用语，让市民容易明白。至于用「雨夹雪」 (rain and snow)或「霙」来形容雨夹杂已部分融化的雪，「雨夹雪」这一词较为直观及简单易明。
图四2016 年 1 月 24 日在大帽山雷达站观测到的冰粒（鸣谢李月婵提供）
图五出现雨夹冰粒（左）及雨夹杂部分融化的雪（右）的典型垂直温度分布
冻雨
有利冻雨出现的垂直温度分布与出现冰粒的类似，不同在于高空的暖空气层厚很多，而接近地面低于冰点的空气层则浅薄很多（图六）。雪花先在深厚的暖空气中降落并完全融化成雨点。然后，雨点在接近地面时经过一层低于冰点的浅薄空气，由于这层空气很薄，未足以令雨点（冻雨）立刻再次凝固成冰粒。当这些过冷水滴一旦接触到冰冷物体如地面、树木或电缆，会即时凝固成冰面或冰柱（图七）。冻雨引致的结冰路面会对行人和驾驶者构成危险（图八），而积冰的负荷则有可能破坏电缆和树干。
图六出现冻雨的典型垂直温度分布
图七2016 年 1 月 24 日在大埔嘉道理农场因冻雨造成的结冰（鸣谢李健威提供）
图八2016 年 1 月 24 日在大帽山出现结冰路滑的情况（鸣谢李月婵提供）
在气候变化的情况下，极端天气仍会发生。在香港出现如此罕见的冬季降水现象，或会吸引不少市民外出观赏和拍摄，不过大家要注意这些特殊现象、严寒天气及结冰路滑可能带来的危险。天文台最近推出的「户外摄影天气资讯网页」(http://www.hko.gov.hk/out_photo/outdoor_photo_uc.htm)，提供了大气低层的温度、湿度、风速、风向等资料，让大家了解各区及高地的天气情况，及早作好准备。
何俊杰，李子祥
参考资料：
[1] 临近冰点的香港 – 观测角度
http://www.hko.gov.hk/blog/b5/archives/00000160.htm
[2] 临近冰点的香港 – 历史角度
http://www.hko.gov.hk/blog/b5/archives/00000159.htm
[3] The rate of snowflake melting as it falls
http://www.theweatherprediction.com/habyhints/208/
[4] UKMO, How is snow formed?
http://www.metoffice.gov.uk/learning/snow/how-is-snow-formed
[5] NOAA, National Weather Services, Glossary
http://w1.weather.gov/glossary/?word=sleet
[6] Cleveland Abbe, Jr., 1916 : American definition of “sleet”, Monthly Weather Review, 44(5), 281-286.
[7] UKMO, What is sleet ?
http://www.metoffice.gov.uk/learning/learn-about-the-weather/weather-phenomena/what-is-precipitation/sleet
[8] Bureau of Meteorology, Glossary
http://www.bom.gov.au/lam/glossary/spagegl.shtml
正如在早前探讨冬季天气现象的网志中提到[1,2]，上述的冬季降水现象在香港非常罕见。其实大多数在冬季出现的降水均源自高空云层中的雪花，它们在抵达地面时以哪种型态出现，即液态、固态或两者的混合，则取决于由高空直到地面之间的大气层温度变化。以下介绍各种冬季降水现象、以及有利它们形成的典型高空温度分布：
雨
不论冬天或夏天，雨是在华南地区最常见的降水。当云与地面之间的空气绝大部分温度高于摄氏 0 度，即水的冰点，所有从冻结高度（气温降至 0°C 的高度）以上的云所产生的雪花在下降时会受热而融化，并在抵达地面前完全变成雨点（图一）。
图一出现雨的典型垂直温度分布
雪
雪是一种固态降水，雪花由位于温度远低于冰点以下的细小冰晶黏贴一起而成。雪要能够抵达地面，由雪花形成的位置至地面之间的气温一般须在摄氏 0 度或以下，使雪花在下降过程中保持不被融掉（图二）。但亦有特殊的情况，就是如果近地面的空气够干燥，即使近地面的温度稍高于冰点，一些已部分融化或未曾融化的雪花亦有可能抵达地面，形成降雪[3]。雪按照其大小和特征可分为「干」、「湿」两种。如图三所示，经过干燥而温度远低于冰点的空气而降下的雪花会较细小并呈粉状。这些雪通常被称为「干雪」，适合进行雪上体育活动。如果雪花降下时经过的空气温度接近或稍高于冰点，雪花的边缘会融化，然后黏在一起，形成更大更重的雪花。这些雪通常被称为「湿雪」，适合制造雪球或雪人[4]，但行人在「湿雪」上行走会较易滑倒。
图二2009 年 11 月 12 日摄于北京的雪
图三出现「干雪」（左）及「湿雪」（右）的典型垂直温度分布
「雨夹冰粒」或「雨夹雪」(sleet)
英语中 'sleet' 一词是一个比较笼统的天气用语，用来形容固态与液态降水的混合情况，可是国际间没有一致的定义，世界不同地方对 'sleet' 指雨夹杂哪种固态降水有两种用法，分别是冰粒（图四）和部分融化的雪（如表一所列）。由于两者的外观和形成条件有所不同（图五），将这两种混合体清楚描述，即分别称为「雨夹冰粒」(rain and ice pellets)和「雨夹雪」(rain and snow)会较易理解及能避免误会。
名称而言，「雨夹冰粒」亦可以叫「雨夹冰丸」。对于应该用「冰粒」或「冰丸」，世界气象组织的『国际气象词典』所采用的是「冰丸」。天文台采用「冰粒」一词，较接近本地日常用语，让市民容易明白。至于用「雨夹雪」 (rain and snow)或「霙」来形容雨夹杂已部分融化的雪，「雨夹雪」这一词较为直观及简单易明。
图四2016 年 1 月 24 日在大帽山雷达站观测到的冰粒（鸣谢李月婵提供）
图五出现雨夹冰粒（左）及雨夹杂部分融化的雪（右）的典型垂直温度分布
冻雨
有利冻雨出现的垂直温度分布与出现冰粒的类似，不同在于高空的暖空气层厚很多，而接近地面低于冰点的空气层则浅薄很多（图六）。雪花先在深厚的暖空气中降落并完全融化成雨点。然后，雨点在接近地面时经过一层低于冰点的浅薄空气，由于这层空气很薄，未足以令雨点（冻雨）立刻再次凝固成冰粒。当这些过冷水滴一旦接触到冰冷物体如地面、树木或电缆，会即时凝固成冰面或冰柱（图七）。冻雨引致的结冰路面会对行人和驾驶者构成危险（图八），而积冰的负荷则有可能破坏电缆和树干。
图六出现冻雨的典型垂直温度分布
图七2016 年 1 月 24 日在大埔嘉道理农场因冻雨造成的结冰（鸣谢李健威提供）
图八2016 年 1 月 24 日在大帽山出现结冰路滑的情况（鸣谢李月婵提供）
在气候变化的情况下，极端天气仍会发生。在香港出现如此罕见的冬季降水现象，或会吸引不少市民外出观赏和拍摄，不过大家要注意这些特殊现象、严寒天气及结冰路滑可能带来的危险。天文台最近推出的「户外摄影天气资讯网页」(http://www.hko.gov.hk/out_photo/outdoor_photo_uc.htm)，提供了大气低层的温度、湿度、风速、风向等资料，让大家了解各区及高地的天气情况，及早作好准备。
何俊杰，李子祥
参考资料：
[1] 临近冰点的香港 – 观测角度
http://www.hko.gov.hk/blog/b5/archives/00000160.htm
[2] 临近冰点的香港 – 历史角度
http://www.hko.gov.hk/blog/b5/archives/00000159.htm
[3] The rate of snowflake melting as it falls
http://www.theweatherprediction.com/habyhints/208/
[4] UKMO, How is snow formed?
http://www.metoffice.gov.uk/learning/snow/how-is-snow-formed
[5] NOAA, National Weather Services, Glossary
http://w1.weather.gov/glossary/?word=sleet
[6] Cleveland Abbe, Jr., 1916 : American definition of “sleet”, Monthly Weather Review, 44(5), 281-286.
[7] UKMO, What is sleet ?
http://www.metoffice.gov.uk/learning/learn-about-the-weather/weather-phenomena/what-is-precipitation/sleet
[8] Bureau of Meteorology, Glossary
http://www.bom.gov.au/lam/glossary/spagegl.shtml