云中含有大量小冰晶和過冷卻水滴時,當(dāng)一團(tuán)空氣對于冰晶來說已經(jīng)達(dá)到飽和的時候,對于水滴來說卻還沒有達(dá)到飽和,這時云中的水汽向冰晶表面上凝華,而過冷卻水滴卻在蒸發(fā),這就產(chǎn)生了冰晶從過冷卻水滴上“吸附”水汽的現(xiàn)象.在這種情況下,冰晶增長得很快.另外,過冷卻水是很不穩(wěn)定的.一碰它,它就要凍結(jié)起來.所以,在混合云里,當(dāng)過冷卻水滴和冰晶相碰撞的時候,就會凍結(jié)粘附在冰晶表面上,使它迅速增大.當(dāng)小冰晶增大到能夠克服空氣的阻力和浮力時,便落到地面,這就是雪花.
一、雪花的形狀及成因
雪花的形狀極多(如圖),而且十分美麗.如果把雪花放在放大鏡下,可以發(fā)現(xiàn)每片雪花都是一幅極其精美的圖案,連許多藝術(shù)家都贊嘆不止.但是,各種各樣的雪花形狀是怎樣形成的呢?雪花大都是六角形的,這是因?yàn)檠┗▽儆诹骄?云中雪花“胚胎”的小冰晶,主要有兩種形狀.一種呈六棱體狀,長而細(xì),叫柱晶,但有時它的兩端是尖的,樣子像一根針,叫針晶.另一種則呈六角形的薄片狀,就像從六棱鉛筆上切下來的薄片那樣,叫片晶.如果周圍的空氣過飽和的程度比較低,冰晶便增長得很慢,并且各邊都在均勻地增長.它增大下降時,仍然保持著原來的樣子,分別被叫做柱狀、針狀和片狀的雪晶.
雪花在云內(nèi)下降的過程中,也會從適宜于形成這種形狀的環(huán)境,降到適宜于形成另一種形狀的環(huán)境,于是便出現(xiàn)了各種復(fù)雜的雪花形狀.有的像袖扣,有的像刺猬.即使都是星狀雪花,也有三個枝杈的、六個枝杈的,甚至有十二個枝杈、十八個枝杈的.
在雪花下降時,各個雪花也很容易互相攀附并合在一起,成為更大的雪片.因?yàn)檠┗◤脑浦邢陆档降孛?,路途很長,在條件適合時,可以經(jīng)多次攀連并合而變得很大.在降大雪的時候,有時有一些鵝毛般的大雪片,就是經(jīng)過多次并合而成的.
二、雪與我們的生活
1.雪后萬籟俱寂的道理
在冬天,一場大雪過后,人們會感到外面萬籟俱寂.這是怎么回事?難道是人為的活動減少了嗎?那么,為什么在雪被人踩過后,大自然又恢復(fù)了以前的喧囂?這是因?yàn)閯傁逻^的雪是新鮮蓬松的,它的表面層有許多小氣孔.當(dāng)外界的聲波傳入這些小氣孔時便要發(fā)生反射.由于氣孔往往是內(nèi)部大而口徑小.所以,僅有少部分波的能量能通過出口反射回來,而大部分的能量則被吸收掉了,故出現(xiàn)了萬籟俱寂的場面.而雪被人踩過后,情況就大不相同了.原本新鮮蓬松的雪就會被壓實(shí),從而減小了對聲波能量的吸收.所以,自然界便又恢復(fù)了往日的喧囂.
2.撒鹽除雪的道理
寒冬在雪地上撒些鹽,可有效清除地上的積雪,防止公路路面、機(jī)場跑道結(jié)冰,保證道路暢通,其中原因是什么呢?
其實(shí)雪是在不斷融化和凝固的,只不過二者速度相等,所以始終保持固態(tài)!我們都知道鹽水的凝固點(diǎn)比水要低(如果溶液里含有20%的鹽分,它的冰點(diǎn)就會降低到
-16℃),撒上鹽以后,雪周圍的水便成鹽水,凝固不了,這樣雪就會不斷融化,而不能再凝固回去,所以就越來越少了!
此外,鹽的最大特性就是吸水(例如我們穿的有汗水的衣服就很容易潮濕,這說明鹽的吸水性極強(qiáng)),但鹽撒在雪上會融化還有一個重要的條件就是被撒的鹽的溫度要比雪的溫度高得多,因?yàn)辂}的存放多數(shù)在室內(nèi).比如鹽場露天的鹽堆上的雪就不容易化,這說明我們?nèi)龅柠}的溫度已經(jīng)高于雪的溫度,這是讓雪融化的另一個條件.
3.瑞雪兆豐年的道理
“瑞雪兆豐年”這句農(nóng)業(yè)諺語流傳極廣,意思是說冬天下幾場大雪,是來年莊稼獲得豐收的預(yù)兆.那么“瑞雪兆豐年”有什么科學(xué)根據(jù)嗎?
冬季天氣冷,下的雪往往不易融化,蓋在土壤上的雪比較松軟,里面藏了許多不流動的空氣,空氣不傳熱,這樣就像給莊稼蓋了一床棉被,外面天氣再冷,下面的溫度也不會降得很低.等寒潮過去后,天氣漸漸回暖,雪慢慢融化,這樣不但保護(hù)莊稼不受凍害,而且融化后的雪水留在土壤里,給莊稼積蓄了很多水分,對春耕播種和莊稼的生長發(fā)育都很有利.
積雪還能給土壤增添肥料.雪中含有許多氮化物.如果1升雨水中能含1.5毫克的氮化物,那么1升雪中所含的氮化物就能達(dá)到7.5毫克.在融雪時,這些氮化物被雪水帶到土壤中,成為最好的肥料.雪水進(jìn)入生物體后,能刺激酶的活性,促進(jìn)新陳代謝.
4.雪災(zāi)
2008年我國出現(xiàn)了三次大范圍的雨、雪、冰凍過程,這些過程影響了我國河南東南部、安徽、江蘇、湖南、江西北部、浙江北部等地區(qū),這些地區(qū)都出現(xiàn)了50年難遇的大雪,局部地區(qū)甚至出現(xiàn)了暴雪,貴州大部、安徽南部等地區(qū)出現(xiàn)了凍雨和冰凍天氣,形成了一次天氣災(zāi)害!2008年1月25日是第三次大范圍持續(xù)性雨雪天氣的開端,也是影響最重的一次,所以作為發(fā)生雪災(zāi)的標(biāo)志.
災(zāi)情發(fā)生后,各級政府紛紛啟動應(yīng)急預(yù)案,全力開展抗災(zāi)救災(zāi)工作.解放軍和武警部隊(duì)出動51.9萬人次,民兵預(yù)備役161.3萬人次,投入到抗擊中國南方遭受到的極端雨雪天氣帶來的災(zāi)害之中.
雪是美麗的,同時又是無情的,人們只有尊重大自然,改造大自然,才能將這樣的災(zāi)難所帶來的損失降到最低.