Замерзающий и ледяной дождь: в чем разница и как они образуются?

Когда температура воздуха у поверхности приближается к нулевой отметке, осадки могут принимать самые разнообразные формы. Одно из самых интересных и, в то же время, опасных явлений – это замерзающий дождь. А как же ледяной дождь? Несмотря на то, что оба этих термина часто используются как синонимы, между ними есть важные различия.

Замерзающий дождь

Замерзающий дождь – это явление, при котором дождевые капли, падая с неба, проходят через слой холодного воздуха у земли и замерзают уже на поверхности. Эти переохлажденные капли остаются в жидком состоянии до тех пор, пока не коснутся земли или объектов на ней, где они мгновенно превращаются в лед, а точнее гололед (фото слева). Это явление может привести к образованию тонкой, но очень скользкой ледяной корки на дорогах, тротуарах, деревьях и линиях электропередач, что создает значительные трудности для транспорта и повышает риск аварий. Серьезные последствия экстремального случая замерзающего дождя жители Приморья ощутили на себе в ноябре 2020 г. (Гурвич и др., 2021). Тогда причиненный ущерб превысил 1 миллиард рублей (https://primamedia.ru/news/1195366/).

Ледяной дождь

Ледяной дождь, в отличие от замерзающего дождя, представляет собой осадки в виде твердых частиц льда, которые падают на землю. Он образуется, когда снежинки, проходя через слой теплого воздуха, частично тают, а затем вновь замерзают, проходя через более холодный слой воздуха ближе к земле. Эти маленькие ледяные гранулы (фото справа) не прилипают к поверхностям, как замерзающий дождь. В редких случаях внутри ледяных гранул может оставаться еще незамерзшая вода. Ударяясь о поверхность, жидкость вытекает и образуется гололед. По этой причине ледяной дождь часто путают с замерзающим.

Фотографии разных типов осадков: слева – гололед на ветках деревьев возле ТОИ ДВО РАН в результате выпадения замерзающего дождя (фото: Гурвич И.А.); справа – ледяной дождь в Калининградской области (источник: https://vk.com/wall-166301441_4154)

Как образуются эти явления?

Оба явления связаны с температурными инверсиями в атмосфере (Forbes et al., 2014). Обычно температура воздуха снижается с высотой, но в случае инверсии теплый воздух оказывается над холодным. Для замерзающего дождя характерно наличие относительно толстого слоя теплого воздуха над землей, который позволяет снегу полностью превратиться в дождь, прежде чем он достигнет холодного слоя у поверхности (схема – б). В случае ледяного дождя слой теплого воздуха тоньше, и капли успевают полностью/частично замерзнуть, проходя через холодный слой (схема – а).

Схематическое представление условий образования ледяного дождя (ice pellets) и замерзающего дождя (freezing rain). Источник: ECMWF Newsletter, 2014

Почему это важно?

Понимание различий между замерзающим и ледяным дождями важно для прогнозирования погодных условий и принятия адекватных мер предосторожности. Замерзающий дождь может вызвать серьезные проблемы с электроснабжением из-за обледенения проводов, а также создать опасные условия на дорогах. Ледяной дождь, в свою очередь, может повлиять на видимость и сцепление на дорогах и тротуарах.

Хотя в Приморском крае случаи замерзающего дождя не столь часты, как, например, в Канаде или США, вопрос об их повторяемости становится одним из ключевых на фоне меняющегося климата. В настоящее время научная группа разрабатывает диагностический алгоритм для обнаружения замерзающих осадков на Дальнем Востоке, используя климатические данные за несколько десятилетий (Пичугин и др., 2024). Это позволит приблизиться к пониманию закономерностей и частоты их возникновения.

С.н.с., к.г.н. Пичугин М.К.

Источники:

Гурвич И.А. и др. Ледяной шторм в Приморье 18-19 ноября 2020 года // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2021. – Т. 18. – №. 6. – С. 241-252.

Forbes R. et al. Towards predicting high-impact freezing rain events // ECMWF Newsletter. – 2014. – Т. 141. – С. 15-21.

Пичугин М.К., Гурвич И.А., Баранюк А.В., Кулешов В.П., Хазанова Е.С. Разработка диагностического алгоритма идентификации замерзающих осадков на Дальнем Востоке на основе данных реанализа ERA5 и измерений со спутника GPM // Тезисы двадцать второй международной конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", 11-15 ноября 2024 г., Москва, ИКИ РАН. XXII.D.474