刘新莹 王赟 王润泽

摘 要 气象、温度条件等一定程度上影响着道路的使用。尤其在冬季存在季节性的道路结冰现象，对交通运输的安全性起到一定的影响，为保障能够在结冰恶劣气象条件下，交通运输稳定、安全、有序的进行，对冬季不同下垫面条件下的道路结冰现象进行研究，及时的预报天气气象和道路路况对交通运输行业的发展具有重要辅助性作用。本文就冬季土壤、沥青、水泥三种不同下垫面的地温特征进行研究，分析道路结冰的形成条件，对交通运输给予一定的气象和路况预测和信息预报支持。

关键词 下垫面；地温特点；道路结冰；条件分析

我们知道，交通运输道路是经济发展的运输大动脉，经济发展对交通运输的依附性越来越高。气象和路况监测和预报作为交通运输网络的重要构成，其发达程度愈来愈成为一个国家发展水平的重要体现。交通运输受恶劣天气气象条件的影响比较大，遇到冰雪雨雾恶劣天气时，道路的能见度低、道路结冰打滑严重影响交通运输的安全，为交通运输的安全稳定埋下危险隐患。为此，对交通气象和道路路况的监测和预报就成为学界比较关注的问题，也需要引起相关部门的高度重视。

1 三种下垫面的地温特征及对比

土壤、水泥、沥青三种不同下垫面的地温主要受气温的影响，与气温的高低变化整体上呈线性相关关系，气温越高，下垫面的温度越高，气温越低，下垫面的温度越低。又由于下垫面与气温的相互作用，两者呈现为强迫与被强迫的关系。白天受到下垫面对气温的吸附和保温作用，下垫面温度高于气温；夜晚则相反，下垫面的温度地域气温温度。

经相关对土壤、水泥、沥青三种不同下垫面温度与气温日变化的相关性进行分析的数据显示：白天，土壤、水泥下垫面的温度变化幅度小于沥青下垫面的温度变化幅度，且两者的温度变化幅度基本上趋于一致；夜晚，水泥、土壤、沥青三种不同下垫面的温度变化幅度大致相同，沥青下垫面温度略低于水泥、土壤的下垫面温度。经数据分析其主要根源在于物质三者的比热容不同，沥青的比热容大，其色属黑，在相同温度条件下升温较快，对太阳辐射的吸附性较强，促使温度的变化幅度较前两者较大。土壤、水泥的比热容大致相似，且水泥路面对光照有一定的反射作用，对气温的吸附性较低，促使两者的温度变化幅度较沥青稍低。

2 三种下垫面道路结冰条件分析

道路路面结冰是指冬季在冰、雪、雨、雾恶劣气象条件下，路面温度低至0摄氏度或0摄氏度以下时出现雨雪滴落路面因温度过低无法气化而形成的道路积冰、积雪现象。路面结冰是一种严重制约交通运输安全的气象灾害，主要通过降低交通工具对地面的附着力影响行使车辆的制动性、驱动性，致使车辆行使不稳定发生溜滑、翻车、撞车等交通安全事故。

路面结冰的产生和维持受到多重因素的共同制约，造成三种不同下垫面道路结冰的现象主要受制于當地的气温、风力、相对湿度和降水量这几种气象因素。据相关调查数据显示，冬季的白天温度基本上保持在0摄氏度以上，这种温度条件下对路面的积水和积冰产生一定的消融作用，减少了地面的相对湿度。冬季的晚上，由于昼夜温差大温度下降，温度基本维持在0摄氏度或0摄氏度以下，为路面结冰的产生提供了适宜的温度条件。由此可知，冬季路面结冰的主要发生的温度较低的夜间。路面结冰的另一重要原因就是因降雨、降雪后地面有积水、积雪因白天温度、太阳辐射、风力作用不足地面仍然留有积水、积冰，为路面积冰的产生提供了发生因子。同样，在没有明显降水、降雪条件下，气温及地面温度处于0摄氏度或0摄氏度以下时，地面相对潮湿、积水、积雪未及时消融，为路面积冰提供了维持条件。

温度低至0摄氏度或0摄氏度以下是地面结冰的必要条件和首要因素，与地面结冰的相关性最高，关系最为密切。对于降水、降雪来说，没有达到结冰的温度条件，即使地面存有积水、积雪仍然无法产生地面积冰现象，积冰、积雪仍会以原有的物态保持，降水、降雪是路面积冰的一个重要因素，并不是必要先决条件。同样，若前几日无明显的降水、降雪发生，因空气相对湿度较高，风力不大，地面的积水因蒸发效力不足，地面仍然存有积水，也可能在低温条件下为路面结冰提供可能性。

土壤、水泥、沥青三种不同下垫面，在基本结冰温度达到时，路面存在结冰的基本条件因素，地面存有积水、积冰就会发生路面结冰，因三者对降水、降雪的相容性不同，在加之受到风力、太阳辐射的外力作用，地面水分的蒸发程度存在差异性，从而形成的结冰形态存在不同。

整体而言，气温是路面结冰产生的关键基础，降水、降雪、风力、相对湿度、路面积水、积雪、太阳辐射强度是路面结冰的一般性制约条件。未达到路面结冰的基本温度条件时，这些因素的制约性作用不大，当达到路面结冰的基本温度条件时，这些因素对结冰的厚度、维持都一定程度的影响。

3 小结

综上所述，冬季不同下垫面地温虽存在一定程度的差异，但气温是影响路面结冰的最主要、最基础条件。由于受冬季气温自然升降规律的制约，做好日常气温和冰、雪、雨、雾等自然气象条件的监测和路况预报是减少因路面结冰所引发的交通运输安全事故的关键所在。

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