表1 湖南500kV电网覆冰倒塔事故情况汇总
　

　　这次湖南省500kV线路覆冰倒塔事故大多发生在益阳市、桃江县和安化县境内，事故段均位于海拔150～600m的山区，线路走向大多为东西向。

2 湖南发生雨凇的气候条件及其特点

　　导线覆冰一般分为雨凇、雾凇、混合凇和白霜4类，导线覆雪有干雪和湿雪2类。导线覆雪相对于覆冰而言危害要小一些，因为雪的比重较低。而导线覆冰中雾凇、混合凇和白霜导致的覆冰比重一般在0.2～0.6g/cm2,雨凇导致的导线覆冰比重却在0.75～0.95g/cm2之间，因此雨凇覆冰对线路危害最大。
　　冬季冷空气的侵入除造成湖南寒潮、大风等灾害性天气外，还能形成各种冻害。根据资料统计，湖南大部分地区75%以上的冻害均由雨凇或雨淞加冻结雪形成，在湘西、湘南山地雨凇冻害也占51%～60%，因此，雨凇是造成冬季裸露物体冻害的主要天气现象。
2.1 雨凇及雨凇过程的定义
　　雨凇是指环境温度接近冰点（0℃左右或以下），在冻雨期的裸露物体表面覆冰的现象。一般发生在低海拔地区，持续时间较短，风力较大，积冰透明，粘合力很强，冰的密度很高。
　　雨凇过程是指在同一天内，以省内3站或3站以上出现雨凇为一个雨凇日，雨凇日持续1天或1天以上（包括雨凇过程中雨凇中止1天）为1次雨凇过程。
2.2 雨凇的危害
　　雨凇与地表面水面结冰有明显的不同。由于雨凇边降边冻，能立即粘附在裸露物的外表面而不流失，形成越来越厚的、浓密而坚实的冰层，比重在0.9g/cm2及以上，从而使物体负重加大，造成树木折枝、电线崩断、杆塔塌毁和路面打滑等危害，如遇风力较大或雨凇期较长、灾情则更为严重。雨凇维持和解冻时还能形成明显低温。
2.3 雨凇的历史统计
　　（1）雨凇的地理分布。北纬28°为湖南省雨凇特征分界线。北纬28°以北为湘北，北纬28°以南为湘中、湘南。雨凇发生的频数和日数湘北较少，而湘中、湘南较多；山的北坡比南坡容易出现雨凇。
　　（2）雨凇的强度分布。雨凇的厚度是湖南北部比南部厚，东部比西部厚，湖区平原比山地厚，尤其是洞庭湖区，四水下游和湘江中游的最大冻结厚度都在50mm以上，而芷江、郴州等地仅为20mm或以下。因此，湖南北部地区雨凇危害反比西部、南部大。
　　（3）雨凇过程的年际分布：年平均为2.7次，最多可达6次。雨凇年占89.3%。
　　（4）雨凇过程的月际分布：一般从头年11月下旬至次年3月中旬为雨凇发生期。据统计，11月发生1次，占0.01%；12月发生22次，占22.2%；1月发生46次，占46.5%;2月发生26次，占26.3%；3月发生4次，占0.04%。其中，1月最多，3月和11月最少。且雨凇最多时期是12月下旬至2月下旬，峰值期出现在1月下旬和2月上旬。
　　据统计，洞庭湖区雨凇出现最早，终止最迟，发生期最长（与雨凇发生时期基本一致）；而湘西北则出现最迟，终止最早，发生期最短（与雨凇最多的时期基本一致）；湖南省其他地区从12月上、中旬发生，次年2月下旬或3月上旬终止。

3 中低山区严重雨凇天气成因分析

3.1 弱冷空气南下
　　东路弱冷空气南下活动频繁，高空西南暖湿气流持续稳定是造成2005年2月份雨凇持续时间较长、冻结厚度较大的主要原因。
　　高空500hPa基本为平直纬向环流，多南支小槽活动，副高稳定偏强，西南暖湿气流较强且稳定，为雨雪天气提供了持续而稳定的水气条件。
　　2005年2月份，影响我国大陆的主要冷空气主体偏东，冷空气在北纬40°以南纬向气流引导下从东路南下影响湖南省，冷锋呈L状向南方伸展。6日地面弱冷空气从东路南下影响湖南省，7～8日继续南下受南岭阻挡在华南形成静止锋，锋面坡度很小，南移减速，锋后降水区扩大，冷空气主体稳定少动，以小股扩散的形式不断补充南下，10日和12日各有一股弱冷空气补充南下，华南静止锋维持并且稍有增强，造成湖南省以连绵阴雨雪天气为主，低气温稳定而持久。这是湖南省形成雨凇的典型天气形势。
　　2005年2月14～15日，随着西南气流的加强，地面转高后，华南静止锋减弱变性北抬，湖南省气温有所回升，低层雨凇融化减弱。
3.2 独特的温度层结是雨凇形成的直接原因
　　湖南省雨凇天气大都成片出现，以东西向带状分布居多，益阳是雨凇多发地区。
　　通过分析长沙的逐日探空图可以看出，在2005年2月2～13日期间，高层为冰晶层在500hPa左右；中层有大于0℃的暖层（融化层）大约在700～800hPa之间，较厚且气温较高；低层有低于0℃的冷层（冷却层）大约在850～925hPa之间，较薄且气温不太低，中层与低层之间形成较强的逆温层，是典型的最有利于形成雨凇的垂直气温层结。
　　高层的冰晶、雪花降落时通过较厚融化层化成雨滴，雨滴在进入冷却层时又被冷却成过冷却水，正是在这一层次最易产生雨凇。而再往下，地面温度较高，又不易形成雨凇。
　　在2005年2月7～13日期间，湖南省内洞庭湖平原低海拔气象台站观测到的地面实况气温稳定在1℃左右，不易形成明显雨凇。但在海拔150m处，气温降到-1～0℃，非常有利于雨凇的形成。这就解释了为什么处在海拔150～600m高度处的电力设施积冰较强，而海拔120m以下的电力设施积冰较弱的现象。
　　过去，我国在海拔高度对覆冰影响的概念上一直认为西南地区在海拔1000～1500m、华东地区在海拔700m及以上、湖南省在海拔600m及以上地区才会有导线严重覆冰的现象。这一次在海拔150～600m高度处产生的导线严重覆冰的现象，使我国对这一问题有了全新的认识。
3.3 持续低温天气使雨凇厚度上升
　　极其稳定不变的持续低温天气，致使雨凇厚度只升不降。在2005年2月7～13日期间，气温在0.1～1.5℃之间稳定少变，且比历年同期平均气温6.4℃低了5℃左右。
　　从2004年12月中旬起，湖南省气温持续偏低，阴雨天气多。2005年2月7～13日，这种状态达到极致，湖南省大部分地区为长时间持续低温的雨雪天气，加上有利于中低山地雨凇形成的地面气温基本无变化，在雨凇发生期间内，极高与极低气温仅差1℃左右，气温特低且维持稳定。这也使得中低气温稳定在0℃以下，致使雨凇厚度只升不降。
3.4 连绵不断的雨雪天气使雨凇增长迅速
　　2005年2月7～13日，有雨日为100%，平均日雨量仅为10.9mm。而历年同期，有雨日仅占47.5%，平均日雨量为2.7mm。由于雨凇发生期间降水量较大，且连绵不断，造成雨凇增厚的速度加快。
3.5 特殊地形进一步加强了雨凇的危害
　　湖南地形是向北开口的马蹄形架构，冷空气从洞庭湖平原灌进来，东路冷空气东北风使雨凇天气又呈东北-西南走向，加上西部山区山脉走向都是东北-西南走向，加剧了雨凇危害。
　　受灾位置处于雪峰山脉北段的益阳市、桃江县、安化县，受灾输电线路均处在海拔150～600m之间，在山体的北坡正对洞庭湖平原，当冷空气从东路南下时，它就成为迎风坡。冷空气遇坡爬升，气温的高度直减率为0.6℃/100m，当1℃左右的气团从海拔50m左右的湖区平原爬升到150m时，温度将降到0℃左右，这就达到了有利于雨凇形成的地面气温。加之迎风坡更有利于降水，使得冰灾进一步加重。

4 结语

　　在2005年2月7～13日期间，由于高空纬向环流形势稳定、中高层西南暖湿气流持续、地面东路弱冷空气南下频繁且浅薄，锋面在华南静止，形成了湖南省典型的雨凇层结，冷暖空气交汇在湖南省上空，长期势均力敌，造成了极其稳定少变的低温连续阴雨雪天气。在海拔150m以上的雪峰山北端迎风坡，气温总是维持在0℃以下，雨凇迅速形成并持续增长。这次雨凇过程维持时间长、冻结增长快、雨凇厚度大、地理位置特殊，为湖南省灾害发生区域有历史记录以来所罕见，它最终造成了湖南省有史以来最大的电网冰灾事故。
　　这次由雨凇引起的覆冰倒塔事故给电网造成的危害和损失是惨重的，我们要从中吸取教训，对气候规律进行研究，尤其是对海拔150～600m区域的覆冰规律进行研究。同时要不断增强输电线路抵御自然灾害的能力，以确保电网的安全稳定运行。