2023年12月皖南山区输电线路连续两次覆冰的天气学成因及微气象差异研究

摘要

输电线路覆冰灾害随气候变化日益频发，覆冰类型及其天气学成因的差异直接影响电网防冰减灾策略的制定。然而，同一线路在短时间内连续发生不同类型覆冰（如雨凇与混合凇）的机制尚不明确，现有研究多聚焦单一覆冰过程，缺乏对连续覆冰事件中天气系统转换与局地气象要素协同作用的系统分析。鉴于此，本研究以2023年12月安徽省南部山区输电线路连续两次覆冰事件为例，结合ERA5再分析数据、探空观测和覆冰厚度监测数据，揭示了雨凇与混合凇的成因差异及其消融机制。研究发现：第一次覆冰以雨凇为主，由贝加尔湖横槽南下冷空气与前期暖湿气流交汇形成逆温层，过冷水滴冻结导致覆冰（最大厚度为14.2 mm）;第二次覆冰以混合凇为主，因蒙古高压快速东移与西太平洋副高北抬引发整层低温（<0℃）和暴雪天气，冰晶直接附着(最大厚度为24.5 mm,峰值增速为17.1 mm·h^-1)。研究明确了逆温层存在与否是覆冰类型分异的关键，并发现太阳辐射与涡度场调整对消融的协同控制作用：两次消融均伴随净太阳辐射骤增与“高空正涡度-低层负涡度”的涡度场，但第二次事件因覆冰过厚发生自然脱落。垂直运动分析表明，雨凇形成依赖逆温层诱导的对流，而混合凇则与下沉气流及低层辐合密切相关。

关键词

输电线路 / 连续覆冰事件 / 雨凇 / 混合凇 / 大气环流 / 微气象