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冰雪奇緣

2017-03-21 23:07:40黃志明
科學大眾(中學) 2017年1期

黃志明

嘗一口雪卷

是誰這么調皮,在廣闊的雪原上卷起了一個又一個雪卷?它們看起來是那么松軟,像美味的冰淇淋、誘人的甜甜圈,更像軟綿綿的蛋糕卷,讓人忍不住想上去咬一口!

可別小瞧這些雪卷,要想創作一個雪卷,可是需要“天時地利”的!

從目前出現過雪卷的地域來看,通常是地勢平緩而略帶一點坡度的地方。因為重力在雪卷形成過程中起著非常重要的作用,而斜坡可以協助風力促進雪卷的形成,讓積雪骨碌骨碌地卷起來。

當然,也不是所有的斜坡都適合創作雪卷,最好的雪卷通常發現于空曠、平緩的地面上。有人曾在大草原上發現了一處雪卷奇觀,這個雪卷群看起來就像是草原上分布的一捆捆白色干草。

除了重力的作用,要想雪卷順利卷起來,坡面上還得有一層快要結成冰的積雪——這樣的雪黏性最強,不容易被風吹散,而且當積雪滾起時才能夠卷到一起。這樣的道理,我們在堆雪人過程中就可以清楚地了解到,最理想的積雪是那種密度較松的積雪,同時決定積雪黏度的氣溫應剛好在冰點以下。地面溫度也非常重要,也應該剛好處于冰點之下,這樣才可以在不同雪層之間提供少許的潤滑作用。

當這層積雪上陸續堆積了幾層比較松軟的積雪后,就該風上場了。卷雪卷的風不宜過大,如果風力太大,只會將積雪整體移動或吹得到處都是。時速40千米的風就十分合適了,而且風必須要保持一定的速度持續地吹,這樣的風才會不斷推著雪花在光滑的積雪表面前進,一點點地將雪層卷起來,直到雪卷越來越厚,滾不動了,或碰到障礙物才停下來。如果刮的是持續不斷的大風,只會吹起漫天雪花,而不能卷出漂亮的雪卷。

當然,物理學原理限制了雪卷的大小。據目前觀察到的雪卷來看,最大的雪卷直徑約為60厘米。

不過,大自然好像偏愛北美平原,常在那里卷出令人驚艷的雪卷,而在我國,人們想要親眼見到雪卷,可就沒那么容易了!

地里冒出“冰花”

在寒冷的冬天,你或許還能幸運地見到地冰花。什么是地冰花?簡單來說,就是從地里冒出來的霜柱。

地冰花的形成與從空氣中獲得水分形成的霜及霧凇有所不同,它們的水分源自泥土中的液態水,并且是從下往上長的。

當外界的溫度達到0℃以下時,地底下還是比較暖和的,這時土壤縫隙中的水分就會蒸發,可剛一出來,外界的溫度太低,水氣就被凝結了。但地下的水氣還在不斷地蒸發,不斷地往外擠,就像從地里長出來一樣,越長越高。有時能連長好幾天,變成20厘米長,甚至是連成一片,宛如盛開的菊花。

這些地冰花由于長相酷似金針菇,所以還有“冰針菇”這一別名。有趣的是,由于地冰花是從泥土中慢慢長出來的,它們的頂部總會帶點土壤。

不過,地冰花的形成也不簡單。除了氣溫要達到冰點外,還需要是在低洼、潮濕而松軟的地面。如果地面突出或者風太大,水氣就會揮發,如果地表水太多,遇到低溫就會連片凍結,也沒法形成地冰花。

要想偶遇地冰花,恐怕得在南方了。北方較干燥,地表水氣不足,只有在潮濕的南方,低于0℃的合適地點才會形成地冰花。

隨著地面氣溫升到0℃以上,地冰花也就會融化了。若在寒冷天氣下,不妨低頭看看腳下的泥土,或許一不留神已踩碎它們了!

同樣原理的,還有冰霜凍花。

冰霜凍花是一種十分罕見的自然現象,通常發生在秋冬之交或初冬的早晨。當溫度極速下降時,飽吸水分的植物根莖或木材,在冰凍擠壓下會突然裂開,水分因此從裂縫或細孔中滲出,然后在寒冷的外界被凍結,而此時裂縫中依舊不斷在滲出水分來,推動著前面已被凍結的冰霜向前滑行。

于是,就形成了這種卷曲、折疊或纏繞著的美麗但又脆弱的冰凍霜花,是不是和地冰花有著異曲同工之妙呢?

神秘雪球來襲

2016年的冬季還未光臨中國時,俄羅斯西伯利亞地區的小鎮內達就迎來了寒冬。隨之而來的,還有一大批神秘的雪球。

11月的某一天,村民們在鄂畢灣海岸上發現了這一奇特現象——大小不一的雪球密密麻麻布滿了海岸,大多都和網球一樣大,不過有的卻大如排球!這樣的現象,就好像是有人前一天晚上故意在這里滾出的雪球。不過,這些雪球卻是完全天然的。

這些雪球可不是一朝一夕就能形成的,早在10月底,雪球就開始醞釀——它們原本只是海岸上的一些小冰粒,當海水漲潮之后,在溫度極低的情況下,這些小冰粒會與海水結合形成冰,隨后海水慢慢落潮,這些碎片冰則被留在了海岸上。而后這些冰在濕沙地中隨風滾動,最終就形成了這些又大又圓的雪球。這是一個非常罕見的自然現象。通常,要首先形成油脂狀冰、雪泥,然后在風和海水以及溫度的作用下,才有可能形成這些雪球。

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