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這些冰雪奇觀,你見過幾個?

2019-03-28 10:29:44海生
科學之謎 2019年3期

海生

冬天不僅有雪,有冰凍,還有許多其他的美麗景觀,它們中大多都跟冰雪有關,但又不是常見的冰雪。下面介紹的幾種冰雪景觀,想必你不一定都見過吧。

制造幻日的冰晶

有時在冬日的太陽周圍,能看到一圈色彩鮮艷的光暈。西方人稱其為“太陽狗”,因為它總是像狗跟隨主人一樣追隨著太陽。在我國,有時稱其為“佛光”,因為它像宗教繪畫中罩在著名佛教人物頭上的光環。在科學上,它的正式名稱叫“幻日”。

幻日實際上是太陽的鏡像。當溫度足夠低,大氣中存在微小的冰晶時,它就會出現。這種錯覺是陽光通過這些漂浮的冰晶折射的結果,這些冰晶起著棱鏡的作用。因此,幻日是彩虹色的:內邊緣顯紅色,外邊緣顯藍色。

觀察幻日的最佳時機是在太陽接近地平線的時候,比如日出或日落的時候。

FROST FLOWERS(霜花)

雖然英文“Frost flowers”直譯成中文是“霜花”,但西方人所指的“Frost flowers”跟我們通常所說的“霜花”不是同一個意思。在我們這里,冬天結在玻璃上、瓦片上、草葉上的一層白絨絨的冰晶,都叫“霜花”,但“Frost flowers”在西方人那里,是一種罕見的自然景象,是冬天植物體內的汁液因凍結而綻開的“花”。

當大氣的溫度已降到零度以下,而地面還沒有結冰的時候,就會發生這種情況。長莖植物內部的汁液在寒冷中膨脹,在莖中產生裂縫,汁液從中滲出來并凍結,形成復雜的絮狀或花狀結構。

雪卷

當強風沿著地面吹濕雪,在多風的山坡上,雪會滾動形成一個空心的、內層薄外層越來越厚的圓柱形結構,叫雪卷。

雪卷是罕見的,只有在合適的條件下才能形成。首先,地面需要有一層濕雪,因為濕雪有一定的粘性,可以卷起來。濕雪下面還必須有一層粉末狀的雪或冰墊底,這樣它在卷的時候就不會沾在地面,而是可以隨著風的勁吹抬起和滾動起來。風也必須剛剛好——必須強勁到足以抬起和滾動雪卷,但又不能把它吹散架了。

白霜

這是大家比較熟悉的雪的一種形式。當水蒸氣在低于冰點的表面(如玻璃、瓦片、樹木)結冰時,就會形成白霜。水蒸氣繼續在其上面沉積,就會長出長而尖的晶體。如果沉積速度足夠快(這取決于從大氣到這個表面的濕度和溫度的梯度),這些晶體又可以長成羽毛狀的結構。

下雪天雪停之后,它也可以在雪的表面形成。

霰或許是最奇怪的一種天氣現象。當高空中正在落雪的時候,云中過冷的水滴(溫度已經降到零下,但還沒有凝結成冰的水滴,之所以出現這種情況,通常要歸功于水中的雜質)會附著在雪片上,并凍結成冰。雪花的形狀也被其改變了,變成濕軟的小球或顆粒,然后降到地面。我國一些地方稱其為“雪籽”。

霧凇

霧凇,俗稱樹掛,是冬天最美的自然景觀之一。

霧凇是低溫時空氣中的水蒸氣直接凝華(由氣態直接變成固態),或過冷霧滴直接凍結在樹枝等物體上,形成的乳白色冰晶。

形成霧凇的條件是很苛刻的,這也是霧凇比較罕見的原因。

首先,既要求冬季寒冷漫長,又要求空氣中有充足的水汽。因此,冬天持續的大霧對霧凇形成最為有利。一般而言,山上霧氣更重,所以霧凇在山上更常見。

其次,要求既天晴少云,又靜風,或是風速很小。要求云少,是因為云像大地的被子,夜間有云,就把地面的輻射截留住了,使地面氣溫降低較慢,近地面空氣中的水蒸氣不容易凝結。要求風小,則是因為大風是霧凇形成的大敵,它能把形成過程中結構松散的冰晶吹散。

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