引言

电线积冰是一种自然灾害，是指雨凇、雾凇凝附在电线上或湿雪冻结在电线上的现象(中国气象局，2003)。雾凇是水汽直接凝华或过冷却雾滴直接冻结在物体上形成的冰晶物，通常在气温低于-5℃，湿度大或出现轻雾、雾时形成。而雨凇是过冷却雨滴接触低温物体表面后直接冻结而成的冰层，通常在气温介于-5~-1℃，有降雨时出现(霍治国等，2021)。电线积冰严重时，会导致断线、塔架坍塌或断裂等，继而造成电力中断，严重影响人民生活生产活动，造成国民经济损失。我国电线积冰以雾凇型积冰和雨凇型积冰为主，雾凇型积冰多出现在北方地区，如新疆(李元鹏等，2010)，而雨凇型积冰在南方地区多发(赵珊珊等，2010)，如江西(赵文灿等，2018)。由于雨凇型积冰较雾凇型积冰所造成的危害更大，因此对雨凇的关注和研究相对更多。

雾凇出现时大多伴有雾(顾光芹等，2012)，当雾中的气温低于0℃时，为冻雾，根据空气达到饱和的具体机制不同，雾通常可分为辐射雾、平流雾、锋面雾、蒸汽雾、上坡雾等，尽管类型不同，但形成均与大气层结稳定、近地层较湿、地面风速较小等气象条件密切相关(吴洪等，2000；肖瑶等，2024)。

雨凇由冻雨导致，冻雨的形成通常可以用经典的融化机制(Stewart，1985)来解释，即高空的冰晶或雪花首先下落至高于0℃的暖层中充分融化，随后下落至低于0℃的冰冻层中成为过冷却水滴，最终与地面或其他物体碰撞后发生冻结，在该机制中，融化层是必需的，温度从低空到高空为“冷-暖-冷”三层结构。但实际上，有些冻雨过程高空并没有出现融化层(Bocchieri，1980)，Huffman and Norman(1988)研究发现冻雨还存在着过冷暖雨机制，在该机制中，整层气温低于0℃，雨滴形成过程中无固态水凝物参与，过冷却水滴在冰冻环境中直接降至地面形成冻雨。一般来说，暖雨机制产生的冻雨云顶高度普遍不高(低于3 km)，而融化机制的冻雨云顶相对较高，可达9 km(欧建军等，2011)。我国冻雨的形成存在上述两种机制，北方地区以经典的融化机制为主，如2020年11月和2021年11月东北两次冻雨过程(王宁等，2023)；南方地区则存在两种机制，如2008年1月湖南和贵州冻雨过程(陶玥等，2012)、2018年1月安徽南部两次冻雨过程(王传辉等，2020)。冻雨在我国出现最多的地区是贵州，从贵州、湖南、江西到浙江存在一条冻雨带，发生频次自西到东递减(康丽莉等，2021)，总体表现出山区多发的特点(许爱华等，2011；康丽莉等，2017)。根据温度垂直结构，李登文等(2009)将贵州冻雨分为单层、二层和三层结构，单层结构的整层气温低于0℃，为冷性逆温层；二层结构是指冷层之上存在融化层，为暖性逆温层；三层结构从低空到高空为“冷-暖-冷”层结结构，该结构对应经典的融化机制。可见，冻雨的发生通常有逆温层出现(陶诗言和卫捷，2008；黄小玉等，2008；张芳华等，2024)，但融化层并非必要，当低层冷中心的冷平流很强时，仍可能出现较强冻雨(杜小玲等，2010)。

冻雨的发生离不开暖湿气流输送(陈媛等，2024；赵俊虎等，2025)，一方面有利于形成降水，另一方面有利于形成逆温层。另外，地面冷空气也是形成冻雨的必要条件，其对冻雨范围、强度有着重要影响。在2005年2月湖南特大冰冻过程中，因地面冷空气偏弱，地表冰冻并不明显(王晓兰等，2006)。吴古会等(2012)发现，冷空气入侵路径不同，导致贵州冻雨范围有差异，当有偏北路径的冷空气时，贵州中西部比只有偏东路径冷空气时受影响明显，这是2011年贵州中西部的雨雪冰冻强度超过2008年的原因之一。

山西雾凇、雨凇、冻雨、电线积冰等现象相对较少，相关研究基本处于空白阶段，预报技术和经验不足为此类天气的预报预警服务工作带来极大挑战。因此，本研究利用常规气象观测、多普勒天气雷达和大气再分析资料，对2023年12月13日山西南部垣曲县严重致灾电线积冰过程的形成机制进行研究，以期提炼山西电线积冰的关键预报预警指标，进而提高气象防灾减灾服务能力。

1 资料

本文所用的资料包括：(1)国家级自动气象观测站(除河南卢氏站为探空站外)逐时观测的天气现象、降水、气温、风、相对湿度、能见度等地面实况；(2)全国高空观测资料；(3)全国多普勒天气雷达拼图和反演产品；(4)欧洲中期天气预报中心提供的ERA5(ECMWF reanalysis version 5)再分析资料，时间分辨率为1 h，水平分辨率为0.25°×0.25°，用于计算和分析环流形势、相对湿度、垂直速度、液态含水量、温度平流等。

2 电线积冰致灾情况及类型判断

2023年12月中旬，山西出现一次大范围低温雨雪冰冻天气过程。受其影响，13日18时(北京时，下同)左右，山西南部垣曲县4条高压输电线路全部出现覆冰故障，造成全县范围电力中断，4条线路在同一时间段断电，情况实属罕见，对当地交通、工农业生产及人民生活等产生严重影响。直至17日07时，受雨雪冰冻灾害影响的12座变电站才全部恢复供电。

垣曲县地势西北高、东南低，境内北部高峻，南部低缓，东跨王屋山，西踞中条山，北接太行山，三面环山，南临黄河，中部为山间盆地，总体呈北窄南宽的喇叭口形分布。中条山呈东北—西南走向，东起垣曲县东北边的舜王坪，西至永济市西南角的首阳山，东西绵延约为220 km，南北宽度约为80 km，山脉整体海拔在1200~2300 m，最高峰舜王坪海拔达2322 m，输电线路故障位置(图 1中▲所示)位于垣曲县城以西25 km的中条山腹地，平均海拔为1200 m。

逐时降水观测显示，12月13日01—06时，在垣曲县以西的运城城区、夏县、闻喜县和以北的绛县4个站(图 1中实心圆所示)均出现小雨，降水量为0.1~0.6 mm。通过雷达回波演变(图 2a，2b)可看出，13日01—03时，雷达回波自西南向东北方向移过电线积冰事发地附近，但回波强度较弱，最大为20 dBz左右。结合雷达定量降水估测结果(图 2c，2d)，13日01—02时和02—03时电线积冰事发地附近降水量均不足1 mm。因此，推断位于中条山腹地的事发地附近在13日01—03时极有可能出现了弱降水。

垣曲站(图 1中★所示)海拔高度为505 m，自12月12日00时至电线积冰严重致灾时(13日18时)期间并无降水观测记录，由该站气象要素的逐时演变(图 3)可看出，12月12日20时至13日20时，地面温度介于-2.9~-1.1℃，为持续东南风，风速总体较小，基本在1.0~4.0 m·s^-1，相对湿度始终维持100%，大气为饱和状态，持续存在雾，最低能见度为0.3 km，达到浓雾标准。另外，13日07时，垣曲县以东的晋城城区、阳城、沁水3个站(图 1中×所示，海拔高度较垣曲站高165~385 m)，气温较垣曲站更低，介于-5.0~-3.5℃，均观测到厚度为27 mm的雾凇；14日00时，垣曲县及周边相继出现降水，14日07时，垣曲站、沁水站出现厚度为27 mm的雨凇，晋城城区站、阳城站出现厚度为28 mm的雾凇，14日20时，垣曲站、晋城城区站出现厚度为28 mm的雨凇。

气温和降水是影响低温雨雪冰冻的关键因子，气温低、降水量大有利于冰冻天气发生(谷秀杰等，2025)。考虑到13日18时垣曲县电线积冰严重致灾是在降水过后15 h左右才出现，且降水量较小，持续时间较短，仅靠如此弱的降水很难造成如此严重的灾害，同时，事发地以东的区域有雾存在且观测到雾凇，另外，研究表明高海拔地区更容易出现雾凇(陈百炼等，2014)。综合以上观测及分析推断，垣曲县2023年12月13日严重致灾的电线积冰现象是前期短时间冻雨和随后长时间持续冻雾共同作用的结果，属于雨雾混合凇类型。

3 电线积冰形成的气象条件

电线积冰通常发生在有利的环流背景下，由于不同地区之间会存在一定差异，因此，做好所关注地区历史个例的环流形势分析及归纳总结(胡艳楠等，2017)尤为重要，将有助于不断提升预报预警服务能力。另外，电线积冰的形成还与大气层结及气温、风速等气象要素关系密切(牛生杰等，2021)。

3.1 环流背景

2023年12月12日20时，高空500 hPa(图 4a)亚欧中高纬度环流呈“两槽一脊”型，乌拉尔山附近有高压脊向北发展，脊前环流经向度较大，偏北气流引导冷空气南下，在贝加尔湖至巴尔喀什湖一带的横槽内不断积聚，鄂霍次克海附近有深厚冷涡维持，我国中低纬度地区主要受南支槽前的西南气流影响，北支锋区中横槽底前部的近乎平直气流与南支锋区中的西南气流交汇，在内蒙古西部至甘肃东部一带存在西北—东南向的短波槽波动；对应地面上(图 4b)乌拉尔山附近有冷高压形成，中心强度达到1062.5 hPa，贝加尔湖附近存在中心强度为1040 hPa的分裂冷高压，冷空气经我国东北后以东路路径入侵华北至南方地区，同时，河套地区有明显倒槽向东北方向发展，山西受近乎东西向气压梯度控制。13日08时，随着横槽有所旋转南下和南支槽略有东移，短波槽波动逐渐移至内蒙古中部至山西北部地区，地面分裂冷高压中心强度不断增强，山西地区东西向气压梯度增大，且回流形势变得明显，有利于冷高压底部的偏东风将水汽向山西地区输送。

700 hPa上(图 4c)无明显切变线，但水汽输送通道畅通，有西南气流一直延伸到华北地区，为山西南部冻雨、冻雾的形成提供水汽条件，急流位于四川和贵州交界至陕西北部一带，夜间急流强度进一步增强，13日08时四川达川站风速高达34 m·s^-1，同时，随着高空短波槽波动东移，急流前部逐渐东压至河南西部至安徽西部一带；温度场上，在河套地区存在暖脊，山西受暖平流影响，有利于中层出现暖层。850 hPa上(图 4d)偏南气流逐渐增强，且在13日08时达到急流标准，湖南怀化站风速达到26 m·s^-1，内蒙古中西部存在暖式切变线，受其影响，在切变线附近及南侧的山西中北部地区出现降水，而山西南部由于离切变线位置较远，动力抬升条件总体较差，仅山西东南地区5个站观测到不足0.5 mm的弱降水；山西大部受冷平流影响，呈东北—西南向带状分布，更低层大气同样表现出类似特征，另外，冷平流带的西北部和东南部主要受暖平流影响，冷暖平流共同作用，最终表现出东北—西南向冷舌经华北平原向南伸展，有利于低层冰冻层的形成与维持。

3.2 降水条件

由中低层相对湿度和垂直速度的时间演变(图 5)可看出，12月13日02时，山西南部上空700 hPa垂直速度最大为-0.3 Pa·s^-1左右，为弱上升运动，相对湿度达95%以上；900 hPa相对湿度达90%以上，大气接近或达到饱和，但上升运动较弱，这样的配置条件即使产生降水，降水量也非常小。受高空短波槽波动东移和700 hPa大风速带东移北推，13日08—18时，700 hPa陕西至山西南部有干舌不断发展加强，电线积冰致灾事发地附近相对湿度逐渐降至60%左右，且表现为下沉或弱上升运动；对应900 hPa上，尽管相对湿度持续保持90%以上，但垂直速度基本维持在0.1 Pa·s^-1，为弱下沉运动，如此高低空动力和水汽条件配置不利于13日白天山西南部出现明显降水。

河南卢氏站探空(图 6)显示，12月12日20时，地面温度为0.1℃，近地层938~920 hPa存在浅薄逆温层，厚度仅为150 m，逆温层顶温度为1.6℃，其上824~777 hPa还存在明显且深厚的逆温层，厚度达到549 m，逆温层顶温度为6.2℃；794 hPa以下温度露点差在2℃以内，大气接近或达到饱和；近地层风速为4.1 m·s^-1。13日08时，824~777 hPa逆温层厚度有所增厚，达到622 m，逆温层顶温度降至3.4℃，逆温层以下的气温均低于0℃，地面温度为-1.9℃；同时，饱和层厚度明显变厚，向高空伸展到613 hPa，近地层风速为4.7 m·s^-1。可见，大气层结在向着有利于冻雨、冻雾形成的方向发展。

综上分析，12月13日凌晨，随着高空短波槽快速东移过境山西，强盛的西南暖湿急流在东移北推过程中沿着低层冷空气垫爬升，为降水出现提供了主要的动力抬升条件，但由于中上层上升运动较弱，且湿度条件快速转差，导致山西南部仅出现短时间的微弱降水，之后直至垣曲电线积冰严重致灾，该地区上空相对湿度持续呈现“上干下湿”的垂直分布结构，同时，逆温层稳定维持，共同为冻雾的形成提供了有利条件。

3.3 大气层结和微物理特征

为进一步探究冻雨、冻雾的形成机制，下面对垣曲电线积冰致灾事发地附近的大气温、湿度和微物理特征进行诊断分析。

3.3.1 温度层结

电线积冰的厚度和维持时间与逆温层关系密切(高辉等，2008；胡艳楠等，2017)。图 7为垣曲电线积冰致灾事发地附近水平风场、温度和温度平流的时间-高度分布。可以看出：

冻雨阶段：12月13日01—03时，温度从低空到高空表现为“冷-暖-冷”三层结构，低层为冰冻层，高于0℃的暖层位于825~700 hPa，强度较强，中心值高达4℃，有利于高空固态水凝物下落至该层时得到充分融化。

冻雾阶段：13日04时后，暖层的上边界缓慢降低，而下边界缓慢升高，进而使得暖层厚度逐渐降低，同时，暖中心强度也逐渐减弱；06时，暖中心值降至2℃以下；09—11时，暖层厚度最为浅薄，仅存在于800~750 hPa；之后，暖层上边界快速升高，而下边界略微降低，暖层厚度明显增厚；13—17时，暖层上边界伸展到650 hPa以上，此时，暖层厚度最厚；18时后，暖层上边界迅速降低；19时，暖层厚度基本消失。在上述演变过程中，温度从低空到高空持续表现为“冷-暖-冷”三层结构，暖层之下持续为冰冻层。

综上，13日垣曲电线积冰在致灾前的冻雨和冻雾阶段，持续存在中层暖层和低层冰冻层，呈现逆温结构。中层暖层的出现为冻雨的形成提供良好的热力条件，其作用主要是将上层降落的固态水凝物充分融化为液态，而低层冰冻层主要是使得过冷却水滴接触到地面或物体后发生冻结。

逆温层是冻雨、冻雾出现的必要条件。为进一步分析逆温层出现成因，通过温度平流配置可知，13日垣曲电线积冰致灾前17 h内，825~650 hPa为西南风，受持续暖平流影响，而825 hPa以下层次为东南风，受持续冷平流影响。在整个过程中，低层冷平流强度始终较上层暖平流要强。因此，垣曲上空持久稳定的逆温结构及中层暖层、低层冰冻层的出现，不仅与中层西南暖平流有关，也与低层东南冷平流关系密切。

3.3.2 湿度层结

图 8a为垣曲电线积冰致灾事发地附近相对湿度、垂直速度和温度的时间-高度分布。可以看出：

冻雨阶段：12月12日20时后，700~600 hPa湿平流快速增强，且随着时间推移，湿平流极值中心逐渐降低；13日00时，极值中心下降至775~750 hPa；01—03时，垣曲从地面到云顶呈现“湿-干-湿”三层垂直分布结构，即近地层相对湿度在90%以上，接近或达到饱和状态，受下沉运动控制，800 hPa附近存在干层，相对湿度在80%以下，700 hPa附近受前期强湿平流影响，相对湿度达90%以上，同时有上升运动配合，此时对应冻雨出现，但由于上升运动较弱，云层厚度浅薄，因此，降水强度相对较弱。

冻雾阶段：13日04时后，饱和层高度由700 hPa逐渐下降至750 hPa，且700 hPa附近上升运动逐渐转为下沉运动，总体向不利于降水出现的方向发展，另外，随着800 hPa附近逐渐转湿，750 hPa以下的相对湿度均达90%以上，尤其825~750 hPa达95% 以上，有利于出现冻雾，这样“上干下湿”的垂直分布结构稳定维持至18时。

综上，13日垣曲电线积冰致灾前，先是中层空气达到饱和，且配合有弱上升运动，微弱冻雨导致电线积冰开始出现；之后，中低层持续接近或达到饱和状态，出现冻雾，过冷却水滴不断在电线上冻结、增厚。

将750 hPa以下的饱和层细分为上下两层，分析发现两层达到饱和的成因存在差异。图 8b进一步给出了垣曲电线积冰致灾事发地附近水平风场和比湿平流的时间-高度分布，结合图 7温度平流配置可看出，饱和层的上层(825~750 hPa附近)为湿平流和暖平流，湿平流会导致比湿增加，且在775 hPa附近出现大值区(图略)，有利于增加空气相对湿度，而暖平流会使得相对湿度降低，因此，该层饱和主要是湿平流作用所致；饱和层的下层(825 hPa以下)为干平流和冷平流，干平流会使得空气相对湿度降低，而冷平流会导致温度降低，进而增加相对湿度，另外，比湿呈现“上大下小”的垂直分布(图略)，下沉运动也会使得局地比湿增加，有利于空气达到饱和，因此，该层饱和主要是冷平流和比湿的向下输送共同作用所致。

3.3.3 微物理特征

即使在同一天气系统影响下，如果不同冻雨区的层结特征不同，那么云微物理结构也会存在差异(陶玥等，2012)，因此，有必要对该次过程的微物理特征进行具体分析，进而深入理解此次冻雨天气的形成机制。图 9为垣曲电线积冰致灾事发地附近不同水凝物粒子含量和温度的时间-高度分布。可以看出：

冻雨阶段：12月12日20—21时，垣曲低空液态水含量在875~850 hPa出现大值中心，强度达24×10^-2 g·kg^-1，同时，高空开始有液态水(过冷却水)、冰水和雪水共存且呈增加趋势；13日00时，高空液态水含量先达到极大值(16×10^-2 g·kg^-1)，出现在600 hPa；1 h后，冰水含量在同一高度出现大值中心，强度为2×10^-2 g·kg^-1，此时，在其正下方700~650 hPa出现雪水含量大值中心，强度达4×10^-2 g·kg^-1，持续1~2 h；02时，850~750 hPa雨水含量中心值达1×10^-2 g·kg^-1，此时对应中条山高海拔地区出现降水；03时，雨水含量中心值继续增大，且1×10^-2 g·kg^-1等值线触地，此时对应中条山低海拔地区也出现降水，这与前述分析的降水时间吻合。如果将相对湿度高于84%的区域定义为云顶(欧建军等，2011)，那么云顶温度在-8℃左右(图 8a)，在冰-水共存的混合云中，冰晶会通过贝吉龙过程吸收过冷却水中的水汽而不断增长，在其下落过程中会与过冷却水滴碰撞进一步增长为雪晶，结合温度廓线来看，雪晶继续下落至暖层后发生充分融化，融化后的雨滴下降至下面的冰冻层中，当碰及物体或地面时发生冻结，因此，此次冻雨的形成属于融化机制。

冻雾阶段：13日03时后，随着上升运动减弱，且上升运动区高度下降，高空冰水和雪水含量逐渐降低，雨水含量在04时降至1×10^-2 g·kg^-1以下，对应降水结束，此时600 hPa附近液态水含量开始增加；之后，随着上升运动区高度进一步下降，液态水含量极大值中心位置降低；06时，液态水含量达到极大值(36×10^-2 g·kg^-1)，此时中心位置下降至700 hPa；之后至12时，液态水含量极大值中心位置进一步下降至750 hPa；13—14时，液态水含量中心值逐渐减弱至20×10^-2 g·kg^-1；之后，850~700 hPa液态水含量呈快速增加趋势；18时，中心值增大至40×10^-2 g·kg^-1。

综上，13日垣曲电线积冰致灾前17 h内，垣曲上空先经历了冰相粒子的形成和不断增长过程，待固态水凝物下落至暖层充分融化后，在低层冰冻层中以过冷却水滴的形式继续下落至地面形成冻雨，进而导致电线积冰；之后，持续且丰富的过冷却水滴，尤其在13日早晨至上午和下午至致灾时这两个快速增长阶段，不断碰撞已结冰的电线，致使积冰不断增厚，最终致灾。

4 电线积冰形成机制的概念模型

根据前述分析，总结了2023年12月13日垣曲严重致灾电线积冰过程中冻雨和冻雾形成机制的概念模型(图 10)，500 hPa北支锋区中乌拉尔山高压脊前横槽和鄂霍次克海附近深厚冷涡稳定少动，横槽底前部短波槽快速东移影响山西，南支锋区中槽前700 hPa西南急流不断向山西输送暖湿气流，850 hPa上有东北—西南向冷温度槽位于华北地区，地面上河套地区有倒槽发展，与东路冷空气共同形成回流形势，山西正好处于冷暖空气交汇区，西南暖湿气流沿着低层冷空气垫爬升，为垣曲冻雨、冻雾及电线积冰的出现提供了有利的大尺度环流背景。中层持续受暖平流影响，有利于大气增温，出现高于0℃的暖层，而低层持续受冷平流影响，有利于低层温度低于冰点，由此形成的逆温结构稳定维持，为垣曲冻雨、冻雾及电线积冰的出现提供了必要的温度层结结构。

冻雨机制：垣曲上空750~600 hPa有强湿平流输送，在上升运动作用下，600 hPa附近有冰晶不断增长为雪花，雪花下落至825~700 hPa的暖层后得到充分融化，融化后的雨滴继续下落至825 hPa以下的冰冻层中变为过冷却形式，待过冷却雨滴接触电线后迅速冻结，形成冻雨，导致电线积冰发生，由于强湿平流持续时间短，云层浅薄，致使降水强度较弱。

冻雾机制：垣曲上空825~700 hPa持续有湿平流输送，主要是水汽增多致使该层大气饱和，而825 hPa以下持续有冷平流输送，且有下沉运动所引起的水汽输送相配合，因此，该层大气饱和主要是温度下降和垂直运动共同作用所致。750 hPa以下大气持续达到或接近饱和，在逆温层结下的冰冻层中形成冻雾，长时间丰富的过冷却水滴致使电线积冰不断增厚，最终致灾。

另外，地形对电线积冰的形成也有着重要影响(霍治国等，2021)，当风速超过3 m·s^-1时，电线积冰增长率与风速有较明显的正比关系(罗宁等，2008)，同时，迎风向电线积冰增长大于顺风向(曼世超等，2018)。东南气流沿喇叭口地形的迎风坡抬升，使得该地区更容易形成雨凇和雾凇，有利于电线积冰持续增厚，进而出现覆冰故障。

5 结论与讨论

2023年12月中旬，山西出现一次明显低温雨雪冰冻天气过程，其中13日傍晚垣曲县出现电线积冰，并造成严重影响。针对此次严重致灾的电线积冰过程，利用常规气象观测、多普勒天气雷达和大气再分析资料，对其形成的气象条件进行详细分析，并总结归纳其形成物理机制。主要得到如下结论：

(1) 垣曲县严重致灾的电线积冰现象属于雨雾混合凇类型，是前期短时间冻雨和随后长时间冻雾共同作用的结果。

(2) 北支锋区中乌拉尔山高压脊前横槽和鄂霍次克海附近深厚冷涡稳定少动，横槽底前部短波槽快速东移影响山西，南支锋区中槽前强盛的中低层西南暖湿气流不断向山西输送水汽，850 hPa上有东北—西南向冷温度槽位于华北地区，地面河套倒槽发展与东路冷空气共同形成回流形势，暖湿气流沿着低层冷空气垫爬升，为垣曲冻雨和冻雾的出现提供了有利的大尺度环流背景。

(3) 逆温层是形成冻雨和冻雾的必要条件。中层暖平流和低层冷平流共同作用，使得温度从低空到高空呈现“冷-暖-冷”垂直分布结构，且中层温度高于0℃，可将下落的固态水凝物融化为液态，而低层温度低于0℃，有利于过冷却水滴在接触地面或其他物体时发生冻结。

(4) 垣曲冻雨的形成属于融化机制，由于短波槽快速过境，饱和层厚度浅薄，且上升运动总体不强，致使降水强度较弱，且持续时间较短，短时冻雨导致垣曲电线积冰开始出现。持续冻雾对电线积冰致灾起到关键作用，中层湿平流、低层冷平流和下沉运动共同使得中低层大气始终维持高度饱和状态，丰富的过冷却水滴先后经历两次快速增长，不断在已积冰的电线上冻结，导致积冰不断增厚，并最终致灾。另外，东南气流在喇叭口地形的迎风坡发生抬升，对电线积冰增厚也起到促进作用。

山西冰冻天气发生总体偏少，上述结论仅基于个例分析得出。今后需加强历史个例积累，充分利用数值模拟、机器学习、人工智能模型等技术，不断加深对冰冻天气形成机理的认识，提高其预报预警能力，同时，应加强与电力部门合作和资料共享，逐步提升气象防灾减灾服务水平。