文学中的万千气象——揭开“木冰”的奥秘

刘浩

残雪消融，和风送暖。冬末初春是气温由冷到热的过渡季节，在我国北方地区，降水的相态也变得复杂起来：飞雪正在收拾行囊，准备踏春远行；细雨试图重回大地，打算润泽万物。一个想走，却依依不舍；一个想来，且步履匆匆。二者交会之际就会出现一种奇特的天气现象，古人称之为—木冰。

《春秋》中有这样的记载：“（成公）十有六年，春，王正月，雨，木冰。”这里的“木冰”是树木结冰的意思。在大气物理学中，可以让树木结冰的天气现象有雨凇、雾凇和雪凇，那么《春秋》中所说的“木冰”具体属于哪一种呢？由于这三位“凇”兄弟比较相似，加上对古文的理解各有不同，所以人们很容易弄混淆，从而出现了见仁见智的情况。接下来，本文将从气象角度对它们进行分析和解释，以飨读者。

冻雨霏霏半成雪

《春秋公羊传》中认为：“雨木冰者何？雨而木冰也。”雨木冰是什么呢？就是天空中下起雨，让树木结了冰。按照大气物理学的理解，天空中降下的是冻雨，落到树上后变成了雨凇（俗称冰挂或树挂）。也就是说，《春秋公羊传》里的“雨木冰”指的是雨凇。

在《红楼“雪珠儿”趣解》（详见《百科知识》2022年02B）一文中，笔者曾提到“雪珠儿（霰）”的形成与云中的过冷水滴有莫大关系。实际上，过冷水滴的大小也分三六九等，较大的、可以落到地面的过冷水滴（也称过冷雨滴）便是冻雨。从外观上来看，冻雨与普通的雨滴相差不大，但由于冻雨的温度比较低（低于0℃），如果与同样冰冷的物体碰撞，便会立即冻结成外表光滑而透明的冰层，这就是雨凇。也就是说，雨凇是由冻雨形成的。

冻雨这种半是液态半似胶的特点，在宋诗中也有体现。大文豪苏轼在《游三游洞》中写道：“冻雨霏霏半成雪，游人屦冷苍苔滑。”冷暖空气对峙之际，西陵峡外的三游洞经历了一次冻雨天气过程，给诗人登山造成了不少困扰。其实，让登山路变得异常滑的不是苍苔，而是落地成冰的冻雨。想必苏轼当时也对脚底下的“出溜滑”心有余悸吧。

冻雨出现的天气密码

大气物理学家认为，与冻雨相关的最主要的气象要素是气温，具体而言是气温的垂直分布。大气物理学家利用探空资料发现，冰相机制和暖雨机制均会导致冻雨的产生。在冰相机制下，大气温度在垂直方向存在着“冷—暖—冷”的分布，即高层存在冻结层、中低层存在融化层、近地面存在冷冻层。冰雪晶在冻结层形成；然后降落到融化层，融化为液态的雨滴；雨滴下落到达冷冻层，当温度降到0℃以下时，形成冻雨。在暖雨机制下，大气温度在垂直方向上并没有大于0℃的暖层，所以雨滴以过冷水的形式降落到地面并冻结，形成冻雨。

研究表明，我国冻雨主要以暖雨机制为主，其中，北方（约北纬30°以北）冻雨以冰相机制居多，南方（约北纬30°以南）冻雨两种机制均有。大部分冻雨集中发生在长江以南。河南省东南部、河北省中南部也是冻雨发生相对集中的区域。

落到树木上的冻雨会形成美丽的雨凇，但也会造成許多危害。如果冻雨落到地面上，会严重影响公路、铁路和飞机的出行安全；如果冻雨落到电线和电线杆上，会形成积冰，导致通信和供电中断，进而影响公众的正常生活。所以，我们只希望美丽的冻雨出现在特定位置，而且量级最好不要太大。

雾凇花开树树同

关于“木冰”，还有其他解释。《汉书·五行志》引用经学家刘歆的观点，认为：“上阳施不下通，下阴施不上达，故雨，而木为之冰，雰气寒，木不曲直也。”落到树木上的雨之所以变成了冰，是因为雾气寒冷，使树木失去了韧性。明代大才子杨慎在《寒夕》一诗中写道：“檐花穿雾凇，窗纸战风棱。”他认为，雾淞，木冰也，著树玲珑如花。另外，杨慎还认为“雨木冰”和“木冰”一样，都是雾凇的别称。那么，雾凇是如何形成的？它和上文提到的雨凇有何不同呢？

大气物理学家认为，雾凇是低温条件下空气中水汽直接凝华，或过冷雾滴直接冻结在物体上而形成的乳白色冰晶沉积物。从形成机理来看，雾凇可以分为两类。一是在微风严寒（气温为-15℃）的天气条件下，如果空气湿度超过冰面饱和，空气中水汽就会直接在地面物体上凝华，从而形成针状雾凇。其外形为白色毛茸茸的针状晶体，有冰晶闪光，厚度一般较小，密度也比较小。二是在微寒（气温为-5℃）、浓雾、有风的天气条件下，过冷雾滴碰到物体（如树枝等）的迎风面和突出部位并很快冻结，由于保持了雾滴外形，结果形成表面起伏不平的粒状乳白色冰层，密度比较大，被称为粒状雾凇。粒状雾松可增至很大的厚度，严重时会破坏树木、电线，影响交通、供电和通信。

不过，与雨凇相比，雾凇的结构比较松脆，受到震动后容易掉落。所以，雨凇和雾凇虽然都能“挂”到树上，但二者在形态上差别还是很大的，形成过程也有较大区别。由此看来，刘歆和杨慎都错将《春秋》中的“木冰”当成了雾凇。

不过，古人中也不乏对雾凇熟稔者。北宋诗人韩琦在《残腊》一诗中写道：“妆点瑶林连雾凇，沈埋茵草未羊眠。”在“雾凇”二字旁边，韩琦还加了“北人以重雾著物谓之雾凇”的自注，可谓对雾凇进行了准确定义。同样生活在北宋时期的文学家曾巩曾写过一首名为《雾凇》的诗，他在诗中写道：“园林日出静无风，雾凇花开树树同。”清晨，诗人漫步在静谧的园林之中，风小而雾轻，一棵棵树上都挂满了洁白的雾凇。阳光透过薄雾，洒在园中，照到树上，为洁白的雾凇增添了些许暖色。从诗中“无风”的天气状况可以推断，当时雾凇在树上的分布比较均一，所以诗人看到的应该是针状雾凇。

雾凇在冷云降水机制的发现中曾起到过重要作用。1922年2月，瑞典气象学家贝吉龙在挪威奥斯陆北部山区休假期间，发现当气温低于-5℃的时候，这个山区的空中经常被一层很冷的雾所包围，但地面附近没有雾，山区的冷杉树上还挂满了雾凇。贝吉龙猜想，如果在云中加入小冰晶，小冰晶就会不断吸收云中的过冷水，这样就能形成降水落到地面了。这种猜想就是贝吉龙假说，后被德国气象学家芬德森证实，被称为贝吉龙-芬德森学说。贝吉龙-芬德森学说让人们更加确定人工手段可以影响天气。近几十年来，我国人工影响天气技术和科研水平有了明显提高，逐渐形成了使用地面碘化银燃烧炉、高炮和火箭、飞机等方式开展人工影响天气作业的格局。在一定时机和条件下，技术人员可以通过对局部区域大气中的物理过程施加影响，使其发生某种变化，从而达到减轻或避免气象灾害的目的。

雪凇似雾复如花

除此之外，还有一种可以让树木结冰的天气现象—雪凇。雪凇跟雾凇的外形很像，不仔细分辨的话，确实非常容易弄错。明代诗人杨巍曾经在一次大雪后看到了雪凇，还写了两首诗，其中就有“未到春风里，忽惊树树花”“开门看霁雪，似雾复如花”等诗句。诗人打开房门，本来想看一下雪景，结果看到了满树的冰挂，要不是满院的积雪，差点以为树上挂的是雾凇。

雪凇的形成条件也比较苛刻。如果近地层温度较高，下落的雪花就会部分融化；此时的雪花具有较强的黏性，落到树上后会附着在树枝表面；雪花不断下落，雪花之间也因不停粘连而形成厚厚的雪凇。

通常可从堆积方向来区分雪凇和雾凇。对于雪淞而言，当风力比较小时，雪凇会沿垂直方向在树枝上堆积；当风力比较大时，雪凇会顺着风向堆积。对于雾凇而言，粒状雾凇是迎着风向堆积，针状雾凇则没有明显的堆积方向，一般均匀分布在树枝上。当然，像诗人杨巍那样，通过降雪来认定雪凇也不失为一个好方法。

综上所述，笔者认为，“木冰”是雨凇、雾凇和雪凇的统称，而“雨木冰”是雨凇的特指。虽然雨凇、雾凇和雪凇三者比较相似，但形成机理各有不同，稍加留心，还是可以区分开的。大家以后再看到树木结冰的现象时，别忘了拍照、发朋友圈的同时，也要仔细分辨它们。