本刊綜合
冬天,你們最期待的是什么呢?
應該是下雪吧!
雪花一片、兩片、三片……飄落在眼前,給寒冷的冬季增添了不少浪漫。這不禁讓人想起那些美好的詠雪詩:“六出飛花入戶時,坐看青竹變瓊枝。”“天將暮,雪亂舞,半梅花半飄柳絮。”“白雪卻嫌春色晚,故穿庭樹作飛花?!薄帮w花厚一尺,和月照三更?!?/p>
我們細看雪,那雪像鵝毛,像柳絮,像綻放的梨花,輕盈又美麗。動物們在雪地里當起了小畫家,小雞畫竹葉,小狗畫梅花,小鴨畫楓葉,小馬畫月牙。我們則滾雪球、堆雪人、打雪仗,好不熱鬧。
我們喜歡雪,但不一定了解雪。雪的形成和雨差不多,雪花的形狀多種多樣,一些有關雪的俗語中蘊含著科學道理,地球外的星球也會下雪……想知道更多雪的知識嗎?那就一起進入新奇的雪世界吧!
下雪的竅門
雪是什么?
雪由大氣中的水蒸氣直接凝華或者水滴凝固而成。要想形成雪,得滿足三個條件。
第一,高空中水汽飽和。什么是飽和?往盛滿水的水杯里加白糖,加到一定程度,白糖不再溶解,而是以固體的形式沉積在水杯底部,這就達到飽和了??諝庠谀骋粶囟认履苋菁{的最大水汽量,就是飽和水汽量。
第二,空氣中必須有凝結核。凝結核是一些懸浮在空中的微小固體顆粒。如果沒有凝結核,水汽就失去了依附對象。
第三,云中和近地面空氣的溫度都低于0 ℃。在0 ℃以下,氣體才會轉換成雪,或者水凝固成雪。
知道多一點
地球上的第一場雪
大約在27億年前,地球上第一個超級大陸形成啦。這新的陸地將陽光反射回太空,打亂了地球原本的輻射平衡,導致一系列冰川事件,使地球上產(chǎn)生了第一場雪。
雪有小雪、中雪、大雪和暴雪等之分。不管多大的雪,它們的一生都得經(jīng)歷冰晶體、雪、圓化雪晶體、多面體雪晶體、深霜、表霜、融態(tài)雪晶體等階段。
雪的體檢報告
就像大多數(shù)人每年都體檢一樣,我們也給雪做個體檢?,F(xiàn)在我們就化身為“體檢科的醫(yī)生”,穿上白大褂,拿出檢測儀器,給雪量“身高”、稱體重等。
厚度
積雪深度是我們通??吹降难┑暮穸?,是積雪表面到地面的垂直深度,以毫米為單位。它會隨著積雪的加深而不斷變化。
通常情況下,我國北方的雪較疏松,1毫米降雪量堆積起來可以形成8毫米~10毫米積雪;我國南方的雪較密實,1毫米降雪量堆積起來可以形成6毫米~8毫米積雪。
氣象名詞學一學
降雪量
降雪量是指氣象觀測人員用標準容器將12小時或24小時內(nèi)采集到的雪化成水后,測量得到的數(shù)值,以毫米為單位。
“體重”
一朵雪花的直徑大于或等于2毫米,非常輕,5千朵至1萬朵雪花才有一克重。
不過,你們不要小瞧雪花,它們可以將建筑物壓倒哦。2009年11月12日,在河北省邢臺縣南石門鎮(zhèn)西小郭村附近,一座大型加油站就被暴雪壓塌。
在我國北方,一平方米土地上,8毫米~10毫米厚的積雪質量約為1千克。100平方米的平面屋頂上,如果積雪333毫米厚,那么質量會超過3噸。
“皮膚”
我們的眼睛會借物體反射的光線來感覺物體的存在。如果物體表面能反射可見光中各種波長的光線,我們就把這種物體的顏色歸為白色。
雪是白色的。
雪花的每一面都會反射一部分光線,所有的平面反射全部的光線,我們看到的雪花就成了白色。
外形
“凡草木之花多五出,獨雪花六出?!毖┗ù蠖嗍橇呅蔚?,每一片雪花的形狀都不一樣。
在不同的環(huán)境下,雪花會呈現(xiàn)各種各樣的形態(tài)。這主要是因為雪花在生成的過程中,溫度和濕度瞬息萬變,只要稍有差異,雪花的形狀就會有所不同。
六瓣星狀雪花生長在溫度為-15 ℃左右的云層中,針葉和柱狀雪花常形成于-6 ℃左右的云層中。當云層的濕度較高時,會長出更精致的樹枝狀雪花晶體;當濕度較低時,則易形成簡單的板狀或者柱狀晶體。
雪的魔法科學
紛紛揚揚的雪花像一群魔法精靈,既給人間增添了別樣的風采,又蘊含大自然的奧秘。一些關于雪的諺語俗語,同樣蘊含著趣味科學知識。
太陽雪
太陽雪即一邊下雪,一邊出太陽。它是一種特殊的天氣現(xiàn)象,學名叫冷流降雪,是冷暖氣團局部交匯的結果。
當強冷空氣經(jīng)過溫暖的下墊面時,干冷空氣和暖濕空氣交匯形成降雪。與此同時,高層云覆蓋范圍不大,不足以遮住太陽,可能就會有陽光從云的縫隙中斜射出來,形成陽光與飛雪同時出現(xiàn)的景象。
通常,太陽雪持續(xù)時間短、降雪量小,是一種短時陣性降雪。它出現(xiàn)的時間多在上午9時至10時或下午3時至下午4時。
雷打雪
雷打雪即降雪時伴有雷電天氣。雷電是對流云中的放電現(xiàn)象,冬季,有時高空暖濕空氣勢力較強,當北方有較強冷空氣南下時,暖濕空氣被迫抬升,對流加劇,就會形成雷打雪的現(xiàn)象。
發(fā)生雷打雪時,會先后發(fā)生小雨、冰粒、陣雨、冰雹、雷暴、霰、雪等多種天氣現(xiàn)象,并且氣溫升降異常迅速。
“冬天麥蓋三層被,來年枕著饅頭睡”
大雪被比作被子,是因為雪具有保溫性。雪花之間的孔隙度很高,孔隙中有很多空氣,而空氣的導熱性能很差,可以減少土壤熱量的散失,阻擋雪面上寒氣的侵入,保持地面溫度,保護莊稼不被凍傷。另外,來年雪融化成水,能滋養(yǎng)大地、補充養(yǎng)分。
“下雪不冷化雪冷”
下雪前或下雪時,冷空氣一般都帶著濕氣。水汽變成雪花的過程中會釋放一定的熱量,因此溫度下降得并不多。
化雪時往往是晴好的天氣,低空受冷氣壓控制,氣溫下降,因此,雖然陽光明媚,但氣溫仍然處于“冰點”。同時,雪融化是固態(tài)(雪)向液態(tài)(水)轉化的過程,需要從周圍環(huán)境吸收大量的熱量,人自然感覺冷。
雪后的世界靜悄悄
積雪表面有無數(shù)細小的空隙,它跟室內(nèi)的吸音板和隔音板一樣,能吸收室外的噪聲,所以大雪過后,顯得格外寂靜。
時間久了,積雪變得緊實多了,空隙也少了,而且由于受到太陽輻射,雪表面融化而后又凍結,吸音作用會變小。
其他星球也飄“雪”
你們知道嗎?在茫茫宇宙中,不止地球,其他星球也會下雪哦。只是下的雪跟地球上的雪有所不同,有的顏色更多彩。
火星
火星,一顆外表看似火熱的紅色行星,卻也有“降雪”的奧秘!
雪的形成條件之一是充足的水汽。你們可能會問,火星上幾乎沒有水汽,怎么會下雪呢?
的確,火星是一顆非常干燥的沙漠行星,迄今為止,科學家沒有在火星上發(fā)現(xiàn)液態(tài)水的存在,火星的大氣里也只含有極少量的水汽,如果把這些水汽凝結,也僅僅能夠覆蓋火星表面0.01毫米的厚度,不可能出現(xiàn)跟地球上一樣的雪景。但是,火星上有一種跟地球上下雪非常類似的現(xiàn)象,我們稱那里下的“雪”為“干冰雪”。
火星的大氣中含有二氧化碳氣體,二氧化碳氣體在較低的溫度下就會變成干冰降落下來,給火星火紅色的大地裹上一層白紗,這樣就很像地球上下雪的樣子。
“干冰雪”有人體血液中的紅細胞那么大,肉眼完全看不見。美國麻省理工學院的研究人員研究表明,火星南極的“雪?!鄙孕∮诒睒O的“雪粒”。
在火星上,不僅冬天,夏天也會下“干冰雪”呢。冬天“下雪”的地區(qū)主要集中在火星赤道與極地之間的中緯度,夏天則只有極地才會有“雪花”降落。
金星
金星也曾被探測到“降雪”。北京時間2012年10月10日,金星上可能下雪了,與火星一樣,金星上下的雪也由干冰組成。
金星距離太陽比地球近,表面大氣約有96%是二氧化碳,因此金星比地球熱得多,是顆炙熱的星球。然而,在對歐洲航天局的金星快車探測器5年間收集的觀測數(shù)據(jù)進行分析后,科學家發(fā)現(xiàn),距離金星地表大約125千米的大氣處的溫度低至-175 ℃。在那里,二氧化碳凝固成“雪花”—— 干冰。
不過,金星上的“雪花”不會落到金星表面。這是因為這-175 ℃的低溫區(qū)被夾在金星大氣層中,上下都很溫暖,如果“雪花”向地面落去,中途就會化成氣體。
木衛(wèi)一
神奇的是,宇宙中一些奇異星球上的雪花居然不是白色的!
木衛(wèi)一即艾奧,是木星的4顆伽利略衛(wèi)星中最靠近木星的一顆,也是迄今為止人們發(fā)現(xiàn)的太陽系中火山活動最劇烈的天體,比地球上的火山活動還要劇烈得多。
與類地行星相似的是,木衛(wèi)一的表層也由硅酸鹽熔巖構成。根據(jù)伽利略號木星探測器所觀測的數(shù)據(jù),它的內(nèi)核可能由硫化鐵組成。
在火山活動的促進下,木衛(wèi)一地表下的二氧化硫被加熱到熔融狀態(tài),隨之噴射到寒冷的真空中。在那里,二氧化硫很快冷卻凝固,結晶成為薄片,絕大多數(shù)晶片會在重力作用下落到木衛(wèi)一的表面,就像紛紛揚揚的雪花。只不過,這些二氧化硫雪花是黃色的。
海衛(wèi)一
身處宇宙深處的海衛(wèi)一是繞海王星運行的一顆衛(wèi)星。它是海王星的衛(wèi)星中最大的一顆,也是太陽系中較冷的天體之一,具有復雜的地質歷史和相對來說比較年輕的表面。
海衛(wèi)一的表面主要是凍結的氮,同時含有干冰、水冰、一氧化碳冰和甲烷。
隨著海王星繞太陽公轉的周期重復,加上海衛(wèi)一自身地質活躍,海衛(wèi)一表面液態(tài)的氮和甲烷等會重復蒸發(fā)和凝結。當這些液態(tài)物質被噴射到高空中凝結后飄落下來,就形成了粉紅色的雪。
在這個冬天,我們賞雪,了解雪的知識,應該心情美好,增長了不少知識吧?期待有一天,我們能來一場說走就走的地外星球賞雪之旅,去看一看奇特的地外星球雪景。
(欄目編輯:陽丹彥)