黑冰
此條目介紹的是物理現象。關於同名的電視劇，請見「黑冰 (電視劇)」。黑冰，是指表面，尤其是路面上，一層薄的冰殼。冰本身並不黑，但視覺上透明，往往可以透過它看到下面黑色的路面。冰珠、雪或雨夾雪構成的黑冰，往往不易察覺。人或車走在上面，很難看清有冰的區域，因此容易導致側滑失控及隨之而來的事故。這跟遭遇柴油洩漏在路上的問題類似。
定義
編輯黑冰這個詞在美國經常被錯誤地用來描述道路上形成的任何類型的冰，即使是路上長期存在的水因溫度下降到冰點以下而結冰。按照正確的定義，黑冰形成於比較乾燥的路上，司機很難發現。當路面下很淺部位的材質含水或潮濕時，如果其結冰並擴散，就會發生輪胎打滑的現象。然後司機們就會發現，他們已經開上了遍布無形薄冰的路面。
- 淡水或鹽水體上的薄冰層，因為透明而顯示為黑色；
- 在航海術語中指一種可怕的結冰形式，有時嚴重到可以傾覆小型船舶；
- 山石上結冰的另外一個術語，相當於雨淞。
形成
編輯在道路上
編輯美國氣象學會的氣象詞彙表中包括了黑冰的定義：「薄冰，外觀較暗，可能形成於小雨、細雨落在溫度低於0 °C（32 °F）的路面上。」[2]因為黑冰僅有很薄一層，因此它高度透明，很難被發現，從而與雪、上凍的雪泥或較厚的冰層完全不同。此外，它常常與濕路面相間，而他們在外觀上並沒有區別。這使得在受影響的路面上開車、騎車或步行都非常危險。用食鹽（氯化鈉）除冰的有效溫度能低至約−18 °C（0 °F）。如果溫度更低，就要用到其它化合物，如氯化鎂或氯化鈣，因為它們的凝固點更低。
在低溫時（低於0 °F [−18 °C]），汽車尾氣中的水分凝結在道路上可以形成黑冰。[3]2008年12月中，明尼蘇達的氣溫長時間保持在−18 °C（0 °F）以下，就產生了這種條件，並引發多起事故。[4]鹽在如此低溫下失去除冰作用，使問題更加惡化。即使環境溫度比水的熔點0 °C（32 °F）高幾度，如果是在長時間的寒冷之後突然回暖，由於道路表面的溫度仍然低於冰點，則仍然可能形成黑冰。
2013年12月1日，繁忙的感恩節後周末交通遭遇了黑冰。在I-290高速公路麻薩諸塞州伍斯特路段由東向西方向，發生了連環車禍，涉及三輛半掛車和其它60餘輛車。冰面突然形成於一個長下坡處，當司機們翻過坡頂看到前面的車禍時為時已晚，因為路面光滑他們無法把車剎停。[5]
在橋上
編輯
在橋梁和立交橋上會尤其危險。黑冰會首先形成於橋梁和立交橋上，因為空氣可以從上方和下方同時流經橋面。環境溫度下降時，橋面的溫度會較一般路面下降得更快。[6]
在美國，帶有「橋梁可能結冰」字樣的道路警告標誌表示橋梁結構上的道路有潛在危險。
類似的道路警告標誌在加拿大隨處可見，但是警告有時並沒有按照雙語的要求。加拿大的標誌上畫有帶剎車痕跡的車輛及雪花。相同標誌的官方及非官方說明是「路面濕滑」。[7]
額外的標誌在加拿大各省可能帶有不同的措詞，沒有雙語要求：
- 橋梁結冰
- 濕滑
- 道路結冰
- 結霜時道路光滑
- 橋面結冰
- 橋梁結冰，下橋解除
I-35W密西西比河大橋問題
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I-35W密西西比河大橋位於明尼蘇達州明尼阿波利斯，因黑冰而聞名，後於2007年倒塌，墜入密西西比河。在其40年的一生中，發生了多起連環車禍。1985年12月19日，當地氣溫降至−34 °C（−29 °F）。過橋的汽車遭遇黑冰，大橋南向北方向發生了大規模的連環車禍。1996年2月和12月，該橋被鑑定為當地高速公路系統在寒冷天氣中最危險的單一危險點。因為在氣溫降至冰點以下時，幾乎總會形成無摩擦的薄層黑冰。而該橋附近的聖安東尼瀑布明顯加劇了結冰問題，而該地點也因為經常造成車輛側滑和碰撞而知名。[8][9]
在1999年1月之前，Mn/DOT開始測試氯化鎂解決方案，及氯化鎂和一種糧食加工副產品的混合物，看它是否能減少冬季橋上形成黑冰。[8]1999年10月，該州在橋面上嵌入溫度活性噴嘴，向橋面噴灑乙酸鉀，以避免該區域在冬天出現黑冰。[8][10]2000年該系統投入使用。[8]
自動除冰系統防止了更多的連環車禍，但由於它加速了結構的腐蝕，可能對I-35W大橋的垮塌起了重要作用。[11]
在水面上
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如果溫度低於冰點而又無風，例如秋高氣爽的夜間，湖面上就會結一層薄冰。如果水體也足夠深，它的顏色就是黑的，並且可以看透，因此被叫做黑冰。
如果溫度夠低，海水的噴濺和水蒸汽的凍結在接觸船舶的上部結構時，也會形成冰。這種方式形成的冰也被稱為「霧凇」。[12]當這種過程加劇，船隻上層甲板的重量增加，並可能最終導致傾覆。此外，霧凇可能會影響船上重要導航儀器的正常運行，比如雷達或無線電設備。這時就會使用不同的除冰措施：鑿冰或者甚至是使用高壓水槍來除冰。
在山上
編輯黑冰對於登山來說是一個巨大的危險。寒冷的天氣在高海拔地區很常見，而黑冰可以快速形成於岩石表面。和在路面上一樣會突然出現意外的打滑，但是如果岩石處在突出的位置，則可能會墜落而致命。在這種情況下，冰鎬和冰爪是必不可少的，它們可以防止滑落，而保護繩則能防止墜落。
參見
編輯參考文獻
編輯- ^ 世界氣象組織（World Meteorological Organization）. 黑冰（Black Ice）. Eumetcal. [2013-11-28]. （原始內容存檔於2013-12-03） （英語）.
- ^ AMS Glossary: Black ice. Amsglossary.allenpress.com. [2013-11-28]. （原始內容存檔於2013-12-03） （英語）.
- ^ Is there really such a thing as black ice? [真的有黑冰這種東西嗎？]. [2008-12-22]. （原始內容存檔於2008-11-04） （英語）.
- ^ Black ice causes treacherous driving conditions in metro [黑冰給地鐵駕駛帶來危險]. KARE 11 TV. [2008-12-22] （英語）.[失效連結]
- ^ Abel, David. On busy travel day, black ice led to massive pileup in Worcester [繁忙的交通日，黑冰在伍斯特導致重大連環車禍]. Boston Globe. 2013-12-02 [2013-12-03]. （原始內容存檔於2013-12-05） （英語）.
- ^ Jeffrey Selingo, How it works: Black ice, 紐約時報, 2001-12-13 [2017-08-15], （原始內容存檔於2017-09-24） （英語）
- ^ Driver's Handbook [司機手冊]. [2016-12-23]. （原始內容存檔於2016-11-25） （英語）.
- ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 Blake, Laurie.
- ^ von Sternberg, Bob.
- ^ I-35W & Mississippi River Bridge Anti-Icing Project [I-35W密西西比河大橋除冰工程] (PDF). [2017-08-15]. （原始內容 (PDF)存檔於2011-10-05） （英語）.
- ^ De-Icing Chemical May Have Corroded 35W Bridge [除冰的化學成分可能侵蝕了I-35W大橋]. [2007-09-10]. （原始內容存檔於2007-11-13） （英語）.
- ^ National Weather Service. Rime ice [霧凇]. NOAA. [2013-11-28]. （原始內容存檔於2013-09-17） （英語）.
外部連結
編輯
- 真的有黑冰這種東西嗎？（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（英文）, 來自Straight Dope的員工