风吹雪

天气现象

风吹雪，指大风携带雪运行的自然现象，又称风雪流。它是一种较为复杂的特殊流体，有较大的危害性。

形成

风吹雪是一种由气流挟带起分散的雪粒在近地面运行的多相流的天气现象，又称风雪流，简称吹雪，俗称白毛风。起动风速和雪的输送是风吹雪的主要形成过程。前者是指使雪粒起动运行的临界风速，它的大小既和雪的密度、粒径、粘滞系数等有关，又与太阳辐射、气温、地面粗糙度等外界条件相关，一般情况下，气温从-23℃升至-6℃时，1米高处地面雪的起动风速是在4米/秒左右。达到起动风速后，气流沿积雪表面呈现为水平与垂直方向的微小涡旋群把雪粒卷起，并以跳跃、滚动、蠕动和悬浮形式在地面或近地气层中运行，气流对雪的输送长度可从数十米到数百米，取决于风蚀雪面的状况。风吹雪输送率与风速成函数关系。

风吹雪

以0～10厘米这一层雪粒最多，且随高度的变化具有成层分布的规律。

风吹雪对自然积雪有重新分配的作用，它所形成的积雪深度要比自然积雪厚3～10倍。雪粒如吹经平坦开阔地面，则风力以摩擦损失为主，能量损失少，雪粒便随风运行并形成各种吹蚀微形态。若吹经起伏变化大的地面，不仅摩擦阻力增大，同时形成因地形（物）局部变化，产生的涡旋阻力，使风速急剧减小，导致雪粒的大量堆积。堆积形态多种多样，如雪檐、雪堤、雪丘、雪舌、波浪式雪堆等。

风吹雪多发生在高纬度、高海拔和地形起伏变化较大的积雪地区，在新疆主要发生在北疆和天山地带，乌鲁木齐市的一些路段也是“风吹雪”发生的主要区域。“风吹雪”现象常发生在雪停之后，通常会在晴朗天气。

类型

依据雪粒的吹扬高度、吹雪的强度及对能见度的影响，可分成3类：

①低吹雪，指地面上的雪被气流吹起贴地运行，吹扬高度在2米以下。

②高吹雪，指较强气流将地面雪卷起，吹扬高度达2米以上,水平能见度小于10公里。

③暴风雪，指大量的雪随暴风飘行，风速达17.2米/秒以上，伴有强烈降温，水平能见度小于1公里（天空是否有降雪难以判定）。

风吹雪既有季节性的，也有全年不停的风吹雪。

主要分布在欧亚大陆、北美、格陵兰及南极冰盖等地区，而且频繁出现。中国分布在西北、内蒙古、东北、青藏高原和西南地区。

危害

风吹雪对农区造成的灾害，主要是将农田和牧场大量积雪搬运他地，使大片需要积雪储存水分、保护农作物墒情的农田、牧场，农作物及草地受到冻害。

风吹雪严重影响交通运输、工矿建设和农牧业生产。

1978年2月新英格兰暴风雪，造成10亿美元的损失。

1985年10月，吹雪灾害影响青藏高原，受灾面积相北中国的江苏和山东两省面积之和。

2012年12月22日，在极度的严寒与大风天气双重作用下，G30新疆境内乌奎连接线路段遭遇“风吹雪”现象。近六公里的路段上，300余辆车被堵，数百人受困。路段已经实施双向交通管制，数十吨融雪物资已经紧急运往受阻路段，四台大型清雪车辆在受堵路段附近待命，只待风力减小即可投入道路抢通工作中。

12月22日清晨，乌鲁木齐市区气温降至零下28度，午后G30线新疆境内乌奎连接线路段出现九级以上大风天气。严寒与大风天气的双重影响致使这一路段路面出现大面积“风吹雪”现象，路面积雪厚达2米，受堵车辆自乌拉泊立交桥开始直至仓房沟立交桥，近六公里路面双向堵死。

乌鲁木齐公路管理局接到路况报告后立即组织应急队员上路抢救，部分工作人员22日17时紧急赶往受困路段，劝说受困人员将车辆放置路面，并组织人员撤离受阻路段；其余工作人员将清雪机械调往“风吹雪”路段待命，并准备了大量融雪剂等清雪物资。

预防

我国已在风吹雪物理研究等方面取得进展，并在野外观测、风洞模拟实验及大型防护工程等方面取得一些成效，总结出“导”（各种型式和规格的导雪设施，如下导风栅等）、“改”（提高路基、修善边坡、开挖储雪场等）、“阻”（不同规格和结构的阻雪栅和防雪林等）、“除”（机械除雪与物理化学融雪）等一套有效的综合治理措施。

风吹雪与公路设计

在积雪地区，特别是风吹雪严重的山区，如路线设计不当，则会造成很大的后患，给养护、运输工作带来困难。由于风吹雪东部山区的公路设计有许多特殊要求，工程量大，投资多，因此，在测设时须作深入细致的调查工作，慎重选择路线，路基设计则应根据不同的积雪类型，提出相应的防治措施。

1、设计要点

（1）路线应尽量选择地处沿溪和山脊线，此处风力较大，不易积雪。

（2）路线应尽量最大可能设在阳坡，便于积雪后能够尽快融化。

（3）路线应尽量利用四面通风的开阔地、台地、山梁、陇岗等有利地形。对于严重积雪的地段，必须避让。当必须通过时，则应在设计中采取相应措施，并应尽量少设路堑，多设填方。

（4）尽量使路线走向与风雪流的主导方向交角小于30°。在转弯处，平曲线半径应大于400米，以免形成旋涡。当增大半径有困难时，可挖去弯道内侧山坡的部分土方，加宽边沟，并利用废方在外侧加宽路基，以加大储雪场地。

（5）展线地段宜将路线拉开，避免上下线重叠。回头弯路段宜采用高填方，否则须将上下线之间的“孤岛”削平，使弯道全部敞开。

（6）应尽量少的设置路堑，多设置填方，设置路堑时，浅路堑可考虑放缓边坡，把路基敞开；一般路堑则须考虑结合地形设置储雪场，整修内侧山坡等防雪措施。

（7）应尽量避免高路堤和深路堑相连接。

（8）填方路段的取土坑可用作储雪场。在背风坡上的路线，取土坑可用作储雪场。在背风坡上的路线，取土坑应设在路线的上面；在迎风坡上的路线，取土坑应设在下风面。

（9）路基最小高度应比当地最小积雪深度高出0.5米，并清除路基两侧15—20米范围内凸出的障碍物，如乱石堆、小土丘、草墩、灌木丛等。

（10）应尽可能将路堤迎风面的边坡加大，使其沿主导方向的坡度大于1:4。

（11）路线纵坡要尽量小些，最小纵坡不宜大于7%，路拱不宜大于2%，弯道的超高横坡小于4%。

（12）平曲线半径应尽量加大，对一些小山包，石嘴要大胆切削，不宜绕行，绕行山凹等不通风处，要采用高路堤。

（13）绿化设计时，栽植防雪林，防止风吹雪。

（14）路线、路基设计，在积雪段，要有1—2个冬季的现场观测资料作为依据，至少应在冬季进行现场积雪情况调查，以便对设计进行必要的修改完善。

（15）在山区还可以通过设置导风板来避免积雪的发生。当风雪流经过时，由于导风板的作用使风道断面减小，风速增大，即可将雪从路面上吹走或改变风雪流的方向，路面上就不会形成积雪，但导风板的造价较高，因而应与其他措施比较后采用。

2、勘测要点

（1）调查当地的气象，地形和地貌特点，分析大风及降雪天气的形成原因及其规律。

（2）调查沿线冬季风力，风向及其频率与持续时间，总降雪量、一次最大降雪量、最大及平均积雪深度，冬季气温及冻融时间等资料，分析确定各个路段风雪流的主导风向，风吹雪类型及其危害程度。由于一般气象台、站都设在城镇附近，与路线上的情况出入较大，故应尽可能进行实地观测。

（3）实地测量1:2000~1:5000路线地形图，其范围每侧不少于200米，并在图上逐段标出冬季主导风向。

（4）对于修筑高路堤：开挖储雪场以及整修山坡等地段应仔细进行工程地质、水文地质调查，做好必要的路基排水与防护工程设计。

进行公路设计时，应该结合当地当年的积雪情况，结合现行规范的要求，尽可能地避免风吹雪害的影响，最大限度地保持路线的通行能力和安全。

风吹雪对公路交通的危害及其对策研讨

新疆北部地区由于冬季寒冷和强风作用，风吹雪现象发生频率较高。每年冬季，都有强大的风雪流出现，致使公路严重积雪，能见度极低，造成交通中断、车辆被埋，冻死冻伤过往人员的现象时有发生，给公路交通安全带来较大的影响，特别是2000年11月～2001年3月间，由于出现了历史上罕见的暴风雪，导致交通多次中断，人民群众的生命和财产受到威胁。据新疆交通报报道，仅区内国省道和专用公路就有约2240km发生了不同程度的雪阻，养护部门投入抗灾保畅通资金540余万元，交通厅对各地县投入抗灾补助资金315万元，各受灾地县投入抗灾保通资金600余万元，养护部门共出动机械百余台，抢险人员500余人，16000多个工日，营救被困车辆万余辆，旅客和司乘人员10万余人，涌现出了许多可歌可泣的动人故事。

从另一方面，这也反映出我区的公路交通基础设施还很薄弱，经过风吹雪地区的许多路段尚未采取防治措施或者措施不当，违背了风雪流运动规律。不仅没起到防护作用，反而加重了雪害。当然也有防雪成功的路段，例如老风口过去雪害最严重路段，经过多年防雪林试验和推广，在这次强大的风雪流中，能见度比未没防雪林路段有很大提高。该路段未发生阻车现象。

为了能对今后风吹雪地区公路设计、防护有所借鉴，我们结合国内外经验和我所多年来的试验研究成果及经验总结，探讨风吹雪对公路交通的危害及应采取的对策。

风吹雪对公路交通的危害

风吹雪一般发生在降雪中或降雪后，以降雪之后为多。风吹雪在挖方路段及其它路段的背风区可在较短的时间内埋没路基及车辆，是冬季风吹雪地区阻断变通的最重要原因。风吹雪的危害归结起来有视线障碍和背风积雪障碍两种危害，无论哪一种都会引发交通事故或者使公路交通中断，这两种危害给风吹雪地区冬季交通安全的保障带来了许多困难。

视线障碍危害

能见度是指视觉能够识别物体的最大距离。风吹雪发生时不仅使能见度变差，视距变短，还能在较短的时间内使视距发生急剧下降，易造成驾驶人员判断失误，对车辆的运行来说非常危险。

能见度变差不仅对运行车辆影响很失，而且对性能优越，能高速运行的除雪机械同样影响很大，并使运转操作效率降低。

视距对运行车辆来说非常重要，当汽车的制动距离比当时的视距长，那么发生交通事故的概率就非常高，危险性极大。

背风积雪危害

风力搬运雪的输雪量和风速的n次方（n=2～7）成比例关系，当风速变小时，飞雪中的一部分将停止移动变成背风积雪。

背风积雪主要发生在风雪流变化、风速突然减弱的地方，例如在构造物的周围、地形不连续的部位、挖方路段和除雪时在路侧产生的雪堤等部位，都容易造成背风积雪。规模大的背风积雪可使交通中断；规模小的则形成雪垄，易使驾驶员在通过的时候，因把握不稳方向而导致事故，使交通受到阻碍。中断交通后被埋的车辆在积雪中发动机仍然在工作，易造成一氧化碳中毒。

风吹雪的防治对策

防治风吹雪的危害应根据风雪流运动规律及风吹雪危害程度，结合当地地形、风速、风向等情况，因地制宜采取措施。就道路而言，解决风吹雪的危害首先应从路线布线着手，路线首先要选择最有利于风雪流通过的地形开阔、地势较高、起伏较小、气流顺畅、输雪量小或山坡的迎风坡脚等处通过。风向和路线夹角越小，受到的危害会越少。当地形受到限制时，应尽量使通过雪害路段的长度最短，危害最小。在无法避免风吹雪的路段可采用以下生物、工程及两者相结合的方法，即：阻、固、输综合防治措施。此外由于风吹雪情况复杂，同时兼有自然降雪的危害，防雪设施仅能减少灾害，不能完全消除灾害，所以机械除雪作业必不可少。

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