低吹雪

雪粒沉积雪表面以蠕动、跳跃形式定向运行的吹雪现象

低吹雪（drifting snow）指地面上的雪被气流吹起贴地运行，吹扬高度在2米以下，水平能见度大于10km。多发生在降雪之后，它是雪粒沉积雪表面以蠕动、跳跃形式定向运行的吹雪现象。

形成原因

低吹雪是一种非典型的气固两相流。形成有两个必要条件，即大风和雪源。强劲的风是吹雪天气形成的动力条件，降雪地面积雪是吹雪天气形成的物质基础，缺少了任何一个条件都不能形成风吹雪。风吹雪一旦形成并发生在路域范围内就会产生公路雪害。

基本定义

积雪在风力（风速变化范围5.5-7.9m/s）作用下，形成一股股携带着雪的气流，粒雪贴近地面随风飘逸，被称为低吹雪（drifting snow）。多发生在降雪之后，它是雪粒沉积雪表面以蠕动、跳跃形式定向运行的吹雪现象。出现时，观测员眼睛高度上的水平能见度没有明显减少。低吹雪在新疆最常见，危害不严重。

背景知识

风吹雪，由气流挟带起分散的雪粒在近地面运行的多相流，又称风雪流，简称吹雪。根据强度的大小等方面分为低吹风、高吹风和暴风雪三类。它是一种较为复杂的特殊流体，有较大的危害性。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，在我国新疆主要发生在北疆和天山地带，“风吹雪”现象常发生在雪停之后，通常会出现在晴朗天气。

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，通常会出现在晴朗天气。

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。

造成危害

（1）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、牧场裸露，农作物及草地受到冻害；

（2）在牧区造成的灾害主要是淹没草场、袭击羊群、引起人畜伤亡；

（3）对公路造成危害，一是风雪流降低能见度，影响驾驶员视线，形成视程障碍；二是路面积雪，影响车速甚至阻断交通，形成通行障碍。背风积雪危害：资料表明，当地面积雪的厚度为10cm时，因路基轮廓不清，车辆应慢速行驶；当积雪厚度为20cm时，车辆的行驶困难，但勉强可以行进；当积雪厚度达到30cm时，一般车辆均不能行驶。而风吹雪所形成的背风积雪，其厚度远远超过30cm，有时甚至达到数米厚，造成交通完全阻断。

（4）对飞机造成的灾害，主要是在沙漠和荒漠飞行时，地标少，受地表低吹雪、风沙等影响视程，容易迷航。

2012年12月，乌鲁木齐市遭遇“风吹雪”，致G30新疆乌奎连接线路段300余辆车受困。

应对对策

公路

由于路线走向与主风向交角的大小是影响公路风吹雪雪害的重要因素，故该交角是合理选线的关键技术。

路线走向与主风向交角

通过对风吹雪地区的公路历史积雪路段以及137个典型调查点对比分析，路线走向与主风向交角小于30°和60°～90°之间的路段，积雪概率都低于25%，此时风雪流易通过公路，不易出现路面积雪；而交角在45°左右的积雪概率则达到了69%。可见路线走向与主风向交角在30°～60°范围内，路面易积雪。

风吹雪地区公路线形设计的原则与方法

通过以上分析，结合公路风吹雪雪害成因的研究成果，公路线形选择和设计的基本原则与主要方法是：

（1）公路选线和设计中应考虑自然景观和人造景观的和谐，充分体现景观的异质性、镶嵌性和景观共生、协调美化理念。

（2）在草原牧区公路走向应尽量与主风向平行或垂直，避免线路走向与主风向呈30°～60°角相交导致风雪流不易通过路面而形成雪害在农垦区、山区路线走向应尽量和主风向平行。

（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。

（4）当路线必须经过复杂、起伏较大的地形时，可顺应自然地形之大势，避免大填大挖（或尽量缩短大填大挖长度）、宁填勿挖。

（5）阳坡日照时间较阴坡时间长，太阳辐射强，雪融化快，所以路线一般应设在阳坡。

（6）背风侧雪害一般较迎风侧严重，应力求多在迎风侧设线，尽量减少在背风侧盘绕。

（7）雪源丰富地区，应少设回头弯。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。

（8）在路线不过分偏离总走向的前提下，若路线绕长不多、工程造价增加有限时，应尽量绕避严重风雪地区，不能仅从工期与造价考虑，硬行穿越一些雪害极严重地段。

（9）若无法绕避严重风雪地区，可因地制宜选择里程最短的路线穿越，减小工程量，同时考虑有利于采取雪害防治措施的地形条件，把雪害的程度降到最低，以减少雪害防治、公路养护的投入。

（10）积雪地区的路线、路基设计，最好有一、两个冬季的沿线现场观测资料作为依据，至少应在冬季进行现场积雪情况的调查，以便对设计进行必要的修改。

生物措施——育草蓄雪

育草蓄雪是通过封育、补播、改良、人工播种等手段恢复、培育路域植被，增加植被高度、盖度，以达到以草蓄雪、以草固雪，防治公路风吹雪雪害的一种生物防治措施。

育草蓄雪的作用机理

由于牧草对雪的截留作用，使牧草中能积蓄大量雪粒成为一个巨大的雪库，大部分降雪被牧草掩盖起来不能进入风雪流，降低了风雪流中雪粒的含量，同时增加了地表粗糙度，消弱了风速，提高了能见度。这样育草蓄雪技术不但能消除风吹雪使路面积雪的危害，而且能消除风吹雪对驾驶员视线的障碍，可以从根本上解决风吹雪对公路的危害。在草原牧区不但经济而且非常有效

生物措施——防雪林

防雪林是防护林体系中的一个新类型，它由数行林木组成，在公路迎风侧或两侧营造。防雪林是通过降低风吹雪的风速和储纳积雪，来减少吹雪在公路上的飞雪量和积雪量，从而来缓和视程障碍和通行障碍。

防雪林除了具有防治风吹雪的作用外，还具有公路环境美化—景物调节功能和环境保护功能。其中环境保护功能中还包括大气净化功能、静音功能、防风功能、保护现有动植物功能。

防雪林按树种的类型可分成乔木林和灌木林；按树种组成分为纯林和混交林；按其结构可划分为：①紧密结构的防雪林、②疏透结构的防雪林、③通风结构的防雪林三种类型。

防雪林作用机理

林带防雪效应的机理在于：低层风雪流遇到林带只有一部分通过，林带对气流起了阻碍、摩擦作用，因而减弱了平均风速，雪被阻截在林带中；另一部分低层气流被迫抬升，从林带上面跃过，使上面气流速度增大，跃过林后的风风速提高，携带雪的能力增大。所以，当公路处于这个风速最大而含雪量最小的部位，自然就避免了风吹雪的危害。

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