Chinese wetenschappers hebben licht geworpen op de meteorologische omstandigheden die verantwoordelijk zijn voor de snelheid van ijsgroei op elektriciteitsleidingen. Een beter begrip van wat ijsvorming op transmissielijnen tijdens koudegolven bevordert, kan onderzoekers helpen om verlammende stroomuitval veroorzaakt door deze gebeurtenissen beter te voorspellen en te verminderen.

Hun bevindingen werden op 18 november gepubliceerd, 2018 in Vooruitgang in atmosferische wetenschappen . Het tijdschrift wordt gesponsord door het Institute of Atmospheric Physics van de Chinese Academy of Sciences en wordt uitgegeven door Springer.

"Draadijsvorming kan de normale werking van elektrische transmissielijnen aanzienlijk schaden, een negatieve invloed hebben op de productiviteit en het dagelijks leven, " zegt Shengjie Niu, professor aan de School of Atmospheric Physics, Nanjing Universiteit voor informatiewetenschap en technologie, en corresponderende auteur van het artikel.

De impact van stroomuitval als gevolg van ijsvorming in de transmissiekabel kan de bedrijfsactiviteit verstoren en andere negatieve gevolgen hebben. Bijvoorbeeld, "van januari tot februari in 2008, vier grootschalige ijsregen en sneeuwweergebeurtenissen in Zuid-China veroorzaakten enorme economische verliezen, veroorzaakt wijdverbreide bezorgdheid in de onderzoeksgemeenschap, " legt professor Niu uit.

Stroomstoringen en de daaruit voortvloeiende economische verliezen in verband met ijsvorming hebben de aandacht getrokken van onderzoekers over de hele wereld, en veel wetenschappers werken nu aan dit probleem, zei Niu, opmerkend dat een beter begrip van het mechanisme dat verantwoordelijk is voor ijsvorming, ons aanzienlijk kan helpen de voorspellingen te verbeteren, wat ons op zijn beurt in staat zal stellen om vroegtijdig te waarschuwen voor bevriezingsrampen.

Voor deze studie is de onderzoekers volgden het ijsvormingsproces van agglomeraatmist, een evenement waar enorme hoeveelheden mist samenkomen, bij het Lushan Meteorologisch Bureau Observatorium, in Zuidoost-China tijdens een koudegolf die plaatsvond van 20-25 januari 2016, die 102 uur duurde. Gelegen tussen het Poyang-meer en de Yangtze-rivier, Lushan heeft overvloedige vochtbronnen die bijdragen aan de vorming van ijs tijdens koudegolven.

De duur, frequentie en druppelspectrumverdeling van agglomeraatmist werden geanalyseerd, samen met het effect dat regen, sneeuw en onderkoelde mist - in wezen een onderkoelde wolk met waterdruppels in vloeibare vorm bij temperaturen onder nul graden Celsius die zich net boven het aardoppervlak vormen - hadden de snelheid van ijsgroei op draden die op twee verschillende hoogten waren aangelegd:10 meter (op een uitkijktoren) en 1,5 meter (op een observatie-glazuurframe onder de toren).

Ze ontdekten dat gedurende dit tijdsbestek 218 agglomeraatnevels, die gemiddeld ongeveer 10 minuten duurde, evenals sneeuw en regen, bijgedragen aan het ijsvormingsproces. IJs verzamelde zich snel op de draden tijdens de ijskoude regenfase, maar de snelheid van ijsgroei was veel lager tijdens de droge sneeuwfase. Echter, bepaalde meteorologische omstandigheden - de aanwezigheid van onderkoelde mist, lagere temperaturen en verhoogde windsnelheid - hielpen de snelheid van ijsgroei tijdens de droge sneeuwfase aan te wakkeren.

De onderzoekers zagen significante verschillen in de dikte en dichtheid van het opgehoopte ijs, evenals het mechanisme dat heeft bijgedragen aan de groei van de ijsvorming en de duur van de ijsvorming op de twee verschillende hoogtes.

"De verschillen in temperatuur en windsnelheid waren de belangrijkste redenen voor de verschillen in dikte, looptijd, dichtheid, en groeimechanisme van ijsvorming op de twee hoogten, " zei Niu, "die aangaf dat de dikte van het glazuur, looptijd, dichtheid, en groeimechanisme waren allemaal nauw verwant aan lengte."

Om de waarnemingsresultaten dichter bij die van ijsvorming te brengen die wordt waargenomen op werkelijke hoogspanningstransmissielijnen, de auteurs suggereren dat de hoogte van observatieframes voor ijsvorming moet worden verhoogd, en dat er meer vergelijkende observatiestudies naar de relatie tussen verschillende hoogtes en ijsgroei moeten worden uitgevoerd.

"Verdere observatieresultaten tonen aan dat de plakefficiëntie van sneeuwdeeltjes een significante invloed heeft op de groeisnelheid van ijsvorming, die zal worden overwogen in de volgende numerieke simulatie van wire-icing, " zei professor Niu, die ook hoopt methoden te ontwikkelen om draadijsvorming in de toekomst te voorspellen.