2024年2月23日凌晨到上午，上海出现了非常复杂的降水，有雨、冰粒、雪、冻雨四种相态。其中凌晨3-6点，上海西部、北部的部分地区在降雪、冰粒等的同时，还降下了小量级的冻雨，对地铁运行、地面交通和市民生活造成了不小的影响。本期，我们在之前几期冻雨简要科普的基础上，以本次上海极端寒冷和冻雨为案例，向大家详细深度介绍下冻雨，着重讲一下冻雨发生的条件，发生的过程。

2月23日早晨普陀区@MarioMao

一、什么是冻雨

冻雨是一种非常特殊的灾害性天气。它是以过冷水滴形态出现的液态降水，落到表面温度为0度或低于0度的物体后立即结冰，从而让马路无比湿滑，让电线、高铁地铁接触网、汽车外壳、建筑物外立面等结冰，让树木花草裹上冰壳冰挂。冻雨一旦发生，往往会对交通造成严重影响，让电力设施树木花草等深受其害，严重冻雨会让交通瘫痪、电线电塔损坏、树木花草倒伏，影响往往比同级别的雪、冰粒严重的多。冻雨在地表附近物体上结成的冰层被称为雨凇。

2月23日早晨上海西部@小财迷

二、冻雨的种类和发生过程

根据形成机制，冻雨大致分为两类：一类是暖雨型，一类是融化型。我国乃至全球绝大多数地区的冻雨都是融化型，平原地区都是融化型，包括本次上海冻雨。要做融化型冻雨这道菜，老天爷总共分四步：

第一步，造云造雪。水汽抬升到很高的冰晶层（一般情况下5000多米）后，凝华成冰晶，形成雪花并开始下降；

第二步，粗加工：把雪融化成雨。雪花下降几千米，抵达最高3000多米、厚度1000多米的夹心暖层，也就是逆温层后，融化为雨滴继续下降；

第三步，精加工：把雨滴再冻成过冷水滴。雨滴离开夹心暖层—逆温层后，抵达2000多米或1000多米高、几乎直达地面的冷冻层后，被冻成过冷水滴，但又没有完全结冰而成为冰粒；

第四步，落地成冰：这道工艺也很重要，如果此时地表或地表附近物体明显高于0度，那过冷水滴无法结冰，冻雨也就不会发生；但如果此时，地表或地表附近物体为0度或低于0度，过冷水滴就会就地结冰，冻雨就此发生。

三、融化型冻雨的发生条件

可见，融化型冻雨的发生条件非常苛刻，它不仅需要冷暖对峙的降水形势，需要三明治一样冷夹暖的大气层结，需要0度或0度以下的地表或地表附近物体；还需要冷层、暖层厚的刚刚好，冷层和地表冷的刚刚好，暖层也是暖的刚刚好，少一步冻雨都不会发生。具体来说就是四大类十一大条件：

1、环流：地面冷空气、中低空暖空气都很强，有冷暖对峙形势；

2、降水：中低层大气接近或达到饱和，有降水出现；

3、大气层结：

a）中低空有夹心暖层，也就是逆温层;

b)逆温层有一定厚度，但不能太厚;

c)气温高于0度，但也不能太高；

d）近地面有冷冻层

e）冷冻层有一定厚度，但也不能太厚

f）冷冻层明显低于0度，但也不能太低；

g）大气中低层湿度较大，可让过冷水滴降落至地面；

4、地面：地表或地表物体（包括而不限于地面、汽车外壳、植物枝叶、建筑顶棚及外立面、桥梁表面、电线等）表面温度为0度或低于0度。

在满足上述条件的基础上，如果出现地表附近光滑的非水平物体表面上有明显的雨凇，特别是层状冰壳（和冰粒、雪降落堆积融化后再结冰相区分），电线、树叶等面积很小、无法挂住雪花、冰粒的物体上也出现了冰壳、冰挂时，即可认为冻雨发生。

三、2月23日凌晨上海的气象条件

在翻阅调取大量数据资料后，我们发现2月23日凌晨的上海完全满足了这十一个条件中的十个，还有一个在临界状态，我们挨个看一下：

1、环流方面：寒潮已深度南下，但暖湿气流仍然很强，我国中东部强烈冷暖对峙；密度更大的冷空气像楔子一样打入暖湿气流下方，上海从地面到2000米吹北风、2000米往上转吹西风，为典型锋区结构，满足条件。

2月23日早晨上海宝山探空@mesovortices

2、降水方面：2月23日凌晨降水云系覆盖上海及附近地区，上海出现了全市性的降水，1-8点全市8小时降水量在0.7-3毫米之间，满足条件。

3、大气层结方面：

a）上海上空出现了非常明显的逆温层

b)0度以上逆温层厚度约1100米（地面以上2100-3200米）

c)逆温层气温高于0度，最高2.7度，足以将雪花融化成雨滴

d）上海低空有明显的冷冻层

e)冷冻层厚度约2050-2100米，冻结层高度约0-50米

f）冷冻层都是零下，最低约-5度，足以将雨滴冷却为过冷水滴，但不足以将它们全部冻结为冰粒

g）上海上空有深厚的湿层，750百帕到地面相对湿度几乎都在90%以上。满足条件

4、地面方面：

a）气温：2月23日凌晨，上海全市气温都曾降到1度以下，其中崇明在0度或0度以下7小时以上最低-0.5度，嘉定在0度或0度以下5小时以上最低-0.3度，松江、青浦在0度或0度以下4小时最低-0.1度，闵行、宝山、金山在0.5度以下6小时最低0.1度，足以让过冷水滴保持过冷状态，崇明、嘉定、松江、青浦、闵行、宝山、金山满足条件；

b）地温：2月23日凌晨，上海地表温度最低都在1.4度及以下，其中奉贤、金山、嘉定、松江、青浦、崇明、闵行低于1度，青浦、松江、崇明、闵行小于等于0.5度，青浦最低达到0度。在地温方面，上海大部在临界状态，青浦短暂满足条件；

c）草温：2月23日凌晨，上海全市的草温都低于0.5度，其中崇明、闵行、松江、宝山、青浦、奉贤、浦东小于等于0度，满足条件。

d)汽车建筑物树枝叶子果实电线桥梁等其他地表物体：这些物体离地面更远，通风散热条件更好，部分地表物体、特别是位于开阔地带的电线、桥面等温度下降会快于地温和草温，部分地表物体满足条件。

四、冻雨实况和推断

根据社交媒体的网友分享和上海地铁发布的消息：

2月23日早晨，青浦、松江、崇明、闵行、嘉定、长宁、普陀都出现了汽车外壳（非平面）结冰壳、树叶、花朵被冰壳整个包裹的现象，明显区别于冰粒、雪降落堆积融化后再结冰，为冻雨特征；

2月23日早晨上海崇明附近@社交媒体

2月23日早晨，上海地铁5号线、9号线松江段触网挂冰，接触网表面积很小，雨滴、冰粒、雪花很难在其上附着堆积结冰，即使有少量残留结冰，一般也不足以造成重大影响。而这次有重大影响的接触网、电线挂冰为冻雨特征。

2月24日市中心高层建筑有层状碎冰落下，可能是冰粒、雪、冻雨混合结冰在气温回升后脱落所致。

图片20240225 上午 上海@中气爱摄影群Rrhari

综上所述，除地表温度指标外，2月23日凌晨上海大部具备冻雨发生的绝大多数条件；地表温度方面，西部、北部地区的地表温度在临界状态，地表部分物体表面温度满足条件。

浦西中心城区东部以及浦东的地面没有出现冻雨，而西部、北部的部分地区，包括松江、闵行、青浦、嘉定、崇明、长宁、普陀的部分地区地面附近出现了量级很小的冻雨，冻雨降水时间在凌晨3-6时之间，冻雨量都在1毫米以下，松江、青浦、闵行冻雨量可能相对稍大。浦西中心城区东部以及浦东的高层建筑较高楼层外立面可能也有冻雨出现。

对比下2月10日和2月25日的上海气象条件，可以看出2月10日上海没有逆温层，没有降水，那当然不可能有冻雨；2月25日上海有逆温层也有降水，但逆温层很薄很高而且不够暖，只有几百米厚，同样也没有冻雨。

2月10日和23日对比，中气爱制作

五、一些思考

这次上海冻雨量级很小时间很短，冻雨的雨凇存在时间很短范围不大，气象观测站可能没有捕捉到，因此气象服务部门按照观测规范，不将其作为冻雨处理也是合理的。但它刚好在早高峰前一两个小时发生，那不到1毫米的在气象观测中隐形的冻雨，却对交通造成了明显影响。

2月23日和25日对比，中气爱制作

这提醒我们，第一，冻雨是不折不扣的灾害性天气，再小的冻雨也有灾害风险；第二，借助各类仪器、数值模型、AI模型，现代天气预报和监测突飞猛进，但仪器和模型也不是万能的，特别是当之前从未出现过的小量级极端天气出现，且气象仪器难以捕捉的情况下，来自人的经验、敏感度、及时的专业判断同样重要，对天气现象的执着观察和追击、对天气原理的探究和热忱仍然是有价值的。

我国江南区域冻雨天气的平均温度和露点廓线（左，漆梁波2012）于2024年2月23日上海温度和露点廓线对比，左图中气爱制作

因地理位置和地形原因，上海极不容易发生冻雨，上海的气象站还未有过冻雨观测纪录。但是，在上海的史志和历史报道里，却有一些冻雨纪录，和2024年的冻雨可能也相似。如何提升监测手段方法，更加科学精细地监测冻雨，进行历史数据再分析，留下更加精准、完整、连续的气象气候纪录，也是值得研究和考虑的。

我国江南区域冻雨天气的相关数据（左，漆梁波2012）于2024年2月23日上海相关情况对比，中气爱制作

2012年，上海中心气象台首席预报员漆梁波曾对我国冬季冻雨和冰粒天气的形成机制及预报着眼点进行总结，归纳出了江南冻雨的一般特征。如今回过头来看，2月23日早晨上海的大气物理特征，竟然和漆梁波论文中的江南冻雨一般特征非常相似。只不过，之前的江南冻雨区，一般都会自觉把上海排除掉。

图片20240225 上午 上海@中气爱摄影群Rrhari

但现在江南冻雨区可能也要加入上海乃至整个长江口的平原地区研究。2024年1月下旬以来，中东部的两次冻雨都范围广阔，影响巨大，很多以前不怎么下冻雨的地方，这两次下了，而且下的很大，以前没有冻雨纪录的地方这次也下了，还造成了影响，这都是之前从未有过的。我们认为，所有人都应该了解一点冻雨知识，了解到冻雨不是雪不是雨夹雪不是冰粒也不是普通的雨，是一种非常坏的灾害性天气，冻雨来之前，需要特别的警惕和重视，做好各方面的准备：譬如交通方面注意防滑，谨慎驾驶；电力通信方面要注意及时除冰；雨雪冰冻后气温回升时要注意少走大树建筑物下，小心冰凌冰挂脱落伤人等等。

主要参考文献&荐读

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