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一探究竟| 雪到底有多重?為何能壓垮臨時搭建物?

發布時間:2023-12-13 15:40:00來源: 中國氣象局

  12月13日,我國中東(dong) 部地區大範圍雨雪天氣來襲。中央氣象台發布暴雪黃色預警,預計陝南、華北、黃淮北部、東(dong) 北地區南部和東(dong) 部等地有大到暴雪、局地大暴雪。

  每年冬季,都有積雪壓垮臨(lin) 時搭建物的事故發生。那麽(me) 雪究竟有多重?為(wei) 何能壓垮臨(lin) 時搭建物?

  雪也很危險?

  雪這麽(me) 美麗(li) ,怎麽(me) 可能會(hui) 有危險呢?

  您可別被TA軟綿綿的外表給騙了!

  雪花本身並不重,5000到10000片雪花的總重量僅(jin) 為(wei) 1克。但遇到持續降雪天氣,雪花會(hui) 不斷聚集,1立方米的新雪,是由高達60億(yi) 到80億(yi) 片雪組成的,其具體(ti) 的重量已經很難用克計算了,所產(chan) 生巨大重量,足以壓垮樹木,以及臨(lin) 時搭建物。

  那我們(men) 所住的建築是否有危險?

  首先,我們(men) 先學習(xi) 一個(ge) 概念——

  雪荷載

  雪荷載是建築上的專(zhuan) 業(ye) 術語,指作用在建築物或構築物頂麵上的雪壓,即積雪作用於(yu) 建築物上的重力,它取決(jue) 於(yu) 雪的深度和積雪的單位體(ti) 積重量。雪荷載的數值直接關(guan) 係著我們(men) 的房子能承受多少積雪。

  我們(men) 國家的建築物的抗雪壓能力,通常按照近50年出現過的最大雪壓來設計。但在實際統計過程中,由於(yu) 積雪的密度數據不齊全,隻能以平均密度來估算雪壓值,這就導致了基本雪壓值比實際雪壓值偏小的情況,但實際中,不少地方的雪壓可以達0.4至0.5千牛每平方米(0.1千牛相當於(yu) 10公斤的重量),甚至更高。

  雪荷載實際上是一個(ge) 概率分析,地域不同,雪荷載也不一樣。東(dong) 北地區就要考慮得多一些。另外,建築物平麵屋頂、斜麵屋頂、角落等外形和位置不同,需要考慮的雪荷載也不一樣,容易積雪的地方,荷載量需要考慮得相對高些。

  對雪荷載敏感的結構主要包括大跨度、輕質屋蓋結構,以及臨(lin) 時搭建物,極端雪荷載作用下容易造成結構整體(ti) 破壞,後果特別嚴(yan) 重。

  雪有多重?

  雪有多重?我們(men) 得先了解一下降雪量和積雪深度的概念。

  降雪量 是指氣象觀測人員用標準容器將12小時或24小時內(nei) 采集到的雪化成水後,測量得到的數值,以毫米或厘米為(wei) 單位。

  積雪深度 就是通常我們(men) 看到的雪的厚度,是積雪表麵到地麵的垂直距離,以毫米為(wei) 單位,它會(hui) 隨著降雪增加不斷累計。

  通常情況下,一毫米降雪能積多少雪,與(yu) 地麵溫度和雪中的含水量等因素有關(guan) 。如果地麵溫度較高,雪落到地麵就立馬會(hui) 融化,也就不能形成積雪;如果雪中含水量大,積雪就相對薄一些;而含水量少,積雪深度就相對深一些。

  數據顯示,在通常情況下,1毫米的降雪量,在北方相當於(yu) 下了8至10毫米厚的雪,在南方則相當於(yu) 下了6至8毫米厚的雪,主要是因為(wei) 北方雪的含水量比南方低。

  如果房子的雪荷載為(wei) 0.7千牛每平方米,那麽(me) ,就相當於(yu) 房頂能承受每平方米70公斤的雪。如果按水的體(ti) 積算,每平方米能承受約0.7米高的水,而水的質量一定比雪大得多。所以,房屋可以承受每平方米大於(yu) 0.7米的積雪,至於(yu) 大多少還要看雪的密度。

  雪可以分為(wei) 幹雪、濕雪。他們(men) 的密度不同,同體(ti) 積下的重量自然也不一樣。

  幹雪:雪花在降落的途中,各氣層的溫度始終在0℃以下,這就使得它們(men) 能夠以雪花的姿態,降落到地麵,這就形成了“幹雪“。幹雪的水分含量少,雪中的空隙被空氣充滿,同體(ti) 積下重量相對較輕,但幹雪不易融化,很容易形成積雪,在我國北方的一些地區,積雪甚至能達到60至70厘米。在連續降雪的天氣下,下層積雪受重力的不斷擠壓,密度越來越高,重量也不斷增高。

  濕雪:凍結的雪片,在降落過程中,通過一段溫暖層後,雪片趨於(yu) 潮濕、融化,這樣就形成了濕雪。顧名思義(yi) 濕雪的水分含量相對較高,用手一攥就能結團。所以在同等體(ti) 積下,濕雪的重量相對較重。濕雪的附著力較小,不易形成積雪,但如果雪下得夠大,濕雪就會(hui) 凍結在物體(ti) 上,冰體(ti) 呈白色堆積狀,融化而成的水將雪中的空隙填滿,迅速積累重量。

  當氣層的溫度高於(yu) 0℃時,雪便融為(wei) 水滴而降落,這就是雨。

  在監測降水量時,考慮到降落至地麵上的雪花大小、形狀以及積雪的疏密程度不同,所以雪是以融化後的水來度量來的。即用直徑為(wei) 20厘米的雨量桶收集雪花,待雪融化後讀數。

  如果新雪的密度約為(wei) 每立方厘米0.05至0.1克,那麽(me) 100平方米的平麵屋頂積雪厚度為(wei) 20厘米,屋頂就會(hui) 承受1至2噸的重壓。房子確實“壓力山大”呀!

  由此可見,大家需提前關(guan) 注氣象預報預警信息。遇上大雪或者暴雪天氣時,相關(guan) 部門或個(ge) 人需及時處理建築物、電線杆、樹木等的積雪和積冰,加固和檢修大跨度建築、臨(lin) 時搭建物,避免在臨(lin) 時搭建物中停留,防範災害風險。你學會(hui) 了嗎?

  參考資料:中央氣象台 北京科技報 中國氣象報

  專(zhuan) 家顧問:中央氣象台首席氣象服務專(zhuan) 家、決(jue) 策氣象服務首席 王維國

(責編:常邦麗)

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