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【地理视野】关于雪、雪线及其影响因素的冷知识合集,你都知道吗?

 公元2012 2022-02-05

《谈天说地》雪花冷知识

雪的形成和种类
我们都知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花是由这些小水滴和小冰晶增长变大而成的。那么,雪是怎么形成的呢?
在水云中,云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大成为雨滴的。
冰云是由微小的冰晶组成的。这些小冰晶在相互碰撞时,冰晶表面会增热而有些融化,并且会互相沾合又重新冻结起来。这样重复多次,冰晶便增大了。另外,在云内也有水汽,所以冰晶也能靠凝华继续增长。但是,冰云一般都很高,而且也不厚,在那里水汽不多,凝华增长很慢,相互碰撞的机会也不多,所以不能增长到很大而形成降水。即使引起了降水,也往往在下降途中被蒸发掉,很少能落到地面。
最有利于云滴增长的是混合云。混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成的。当一团空气对于冰晶说来已经达到饱和的时候,对于水滴说来却还没有达到饱和。这时云中的水汽向冰晶表面上凝华,而过冷却水滴却在蒸发,这时就产生了冰晶从过冷却水滴上'吸附'水汽的现象。在这种情况下,冰晶增长得很快。另外,过冷却水是很不稳定的。一碰它,它就要冻结起来。所以,在混合云里,当过冷却水滴和冰晶相碰撞的时候,就会冻结沾附在冰晶表面上,使它迅速增大。当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时,便落到地面,这就是雪花。
在初春和秋末,靠近地面的空气在0℃以上,但是这层空气不厚,温度也不很高,会使雪花没有来得及完全融化就落到了地面。这叫做降'湿雪',或'雨雪并降'。这种现象在气象学里叫“雨夹雪”。
同样雪的大小也按降水量分类. 雪可分为小雪,中雪和大雪三类, 具体见表3.
表3. 各类雪的降水量标准
  • 种类
    小雪
    中雪
    大雪
    24小时降水量
    2.5以下
    2.6-5.0
    大于5.0
    12小时降水量
    1.0以下
    1.1-3.0
    大于3.0


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雪花是一种美丽的晶体,又名未央花和六出,是由雪晶互相碰并、粘合和钩连在一起而形成的雪晶聚合物。目前已知的雪花形状大约有两万多种,可以说是形形色色,绚丽多姿。
雪花的基本形状是六角形,但在不同的环境下,却可表现出各种各样的形态。大自然中却几乎找不出两朵完全相同的雪花,就像地球上找不出两个完全相同的人一样。
这主要是因为雪花在生长过程中,降雪云中的温度和湿度瞬息万变,只要稍有差异,雪花的形状就会有所不同。

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▲雪花形状
雪花至少有35种不同的形状 
雪花有各种不同的形状。常见的有辐射状和恒星状等等。除此之外,还有棱柱状、针状和空心板状的雪花。包括温度在内的各种因素都会影响雪花的形状。据统计,雪花的形状有35种之多,而你可以在华氏5度左右(-15摄氏度)的气温下找到最完美的雪花。 
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所有的雪花都是六边形 
在世界上,每一片雪花都是六边形的,无一例外。这是因为冰晶中的氢分子和氧分子每次相连都会形成这样的结构。
雪是一种矿物质 
雪具有明确的化学成分。根据美国国家冰雪数据中心的说法,矿物质是“天然存在的均质固体,无机化形成,具有明确的化学成分和有序的原子排列”。冷冻的水或冰是天然存在的,因此雪属于矿物质。
世界上或许没有相同的叶子,却有相同的雪花 
科学家已发现相同的雪花,尽管它们很少见。1988年,科罗拉多州博尔德市国家大气研究中心的科学Nancy Knight在使用显微镜时发现威斯康星州的一次降雪中出现的两片雪花完全相同。
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因为厌倦下雪,规定下雪违法显然是完全不管用的 
这个世界上,有地区因为下雪太多,曾心累地规定下雪违法,这显然是完全不管用的。1992年3月30日,在一场创纪录的冬季降雪之后而心累的纽约州雪城宣布,在当年12月24日前下雪是违法的。然而,老天完全不给面子,两天后就又下雪了。这个城市平均每年的降雪量是115英寸,难怪有雪城的称号。
大部分雪是白色的,但是也有例外 
雪和冰通常呈现白色,因为可见光是白色的。冷冻的水颗粒是半透明的,反射阳光使雪具有白色外观。但是,由于环境因素,雪也会呈现不同的颜色。
比如在冰川附近就能看到“西瓜红”色的雪。这是因为在冰川这种冰凉的淡水中有一种亮红色的淡水藻类。在南极洲的泰勒冰川还能看到血瀑布。这是一种因为富含铁元素的盐水从冰川下的古老水库泄露而产生的景观。当盐水氧化时,就能观赏到亮红色的瀑布。
厚厚的积雪也可能呈现蓝色。根据美国国家冰雪数据中心的说法,如果在雪地上挖一个洞,并往洞的下面看,就可能会看到蓝色。通常,蓝光是能够穿过冰或雪的相对较长的光线。只有蓝色光线才能穿透超深的雪沟,呈现出蓝色。
世界上最大的雪花有15英寸宽 
1887年1月,在蒙大拿州的基奥堡,一位牧场主宣称看到天上掉下了个比牛奶锅还大的雪花。据测量,这片雪花的宽度达到15 英寸,但是我们也不知道这片雪花是否真的存在过。
从那以后,人们发现过的最大的雪花也只有六英寸。
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太冷了就下不了雪,但太热可以 
当地面附近有相对温暖的空气——15华氏度(-9摄氏度)时,更有可能发生大雪。不过只要空气有一定的湿度,并且有办法能够让空气上升或冷却,降雪就有可能发生。
艳阳里也能“大雪纷飞”吗?
《南山南》里有这么一句歌词:“你在南方的艳阳里,大雪纷飞”,乍听起来似乎有些不合逻辑。可是,这种现象确实发生过,而且不止一次。这现象叫做“太阳雪”。
“太阳雪”跟夏天出现的“太阳雨”情形有些类似,只不过产生“太阳雪”的云层温度较低,降水是以雪的形态降落下来而已。
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▲太阳雪
“雪粒”是不是雪?
也许大家都见过这种现象:天上有时会下起一粒粒白色的“小球球”,落到地上蹦蹦跳跳的。许多地方口语称它为“雪粒”或“米雪”。
气象学上,这种东西叫做霰,又称雪丸或软雹,直径一般在0.3—2.5毫米之间,性质松脆,很容易压碎。可你知道吗,霰和雪虽然都是固态降水,但不属于雪的范畴。
霰通常在地面气温不太冷时降落,一般在下雪前降落,可以说是下雪的“前奏”。它产生于扰动强烈的云中,由雪晶(或雪团)大量地碰撞过冷云滴,使之冻结并合而成,下时常呈阵性。

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▲霰
撒盐为什么可以化雪?
正常水的凝固点是0摄氏度,加盐后形成溶液,致其凝固点降低,从而低于0摄氏度,这就是“撒盐化雪”的基本原理。
一般用来化雪的都是工业盐,使用这些工业盐化雪有一定的弊端,一是凝固点降低有限,遇太冷天气、冰核较大较硬一样不行;二是盐分对道路有腐蚀作用,长期使用破坏路面及周遭植物、植被、生态环境等。
现多用专门除雪剂,除雪剂主要通过其吸水性和融化时大量放热,使雪中结构晶格错位,导致冰雪融化。冰雪融化时吸热,使周围温度下降,此时溶液蒸汽压小于冰雪蒸汽压,为求平衡,冰雪不断融化,形成溶液,从而降低了水的凝固点。
在低温条件下,上述复杂运动的平衡过程周而复始进行,从而实现除雪剂“融冰化雪”。

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▲撒盐化雪
“瑞雪兆丰年”,是真的吗?
当然是真的啦,我可是有这些特异功能的啦~
1.保温作用
积雪,好象一条奇妙的地毯,铺盖在大地上,使地面温度不致因冬季的严寒而降得太低。积雪的这种保温作用,是和它本身的特性分不开的。
我们都知道冬天穿棉袄很暖和,穿棉袄为什么暖和呢?这是因为棉花的孔隙度很高,孔隙里充填着许多空气,空气的导热性能很差,这层空气阻止了人体的热量向外扩散。覆盖在地球胸膛上的积雪很象棉花,雪花之间的孔隙度很高,就是钻进积雪孔隙里的这层空气,保护了地面温度不会降得很低。

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▲积雪
2.增添肥料
雪中含有很多氮化物。
据观测,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能达7.5毫克。
在融雪时,这些氮化物被融雪水带到土壤中,成为最好的肥料。
3.冻死害虫
雪盖在土壤上起了保温作用,这对钻到地下过冬的害虫暂时有利,保护了虫子那来年怎么还能丰收呢?
在化雪的时候,要从土壤中吸收许多热量,这时土壤会突然变得非常寒冷,温度降低许多,越冬虫卵大部分就会被冻死,使下年的害虫相对减少,有利于农作物生长。

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▲融雪化雪

 雪线

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什么是雪线
雪线是常年积雪的下界,即年降雪量与年消融量相等的平衡线(动态平衡)。
  在雪线以上,气温低于0℃,全年冰雪的积累量大于消融量,形成了常年积雪区;在雪线以下,气温高于0℃,全年冰雪的积累量小于消融量,不能积累常年积雪,只能是季节性积雪区;在雪线附近,年降雪量等于年消融量,达到动态平衡。一个地方的雪线位置不是固定不变的。只有夏季雪线位置比较稳定,每年都回复到比较固定的高度,由于这个缘故,雪线高度都是在夏季最热月进行测定的。谭老师地理工作室综合整理  雪线高度在不同地区是不同的,它主要取决于温度和降水两个基本因素,同时地形因素也会影响雪线位置的高低。

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雪线与降水量
降水量越大的地区,雪线的位置越低。因为降雪是从山顶向脚覆盖,因此降水量越大,从山顶向下的覆盖面越大,雪线的位置越低。反之,降水量越小,雪线的位置就越高。
  如阿尔卑斯山西北坡雪线低于东南坡(西北坡受西风气流影响,降水多);天山北坡雪线低于南坡(北坡位于迎风坡,降水多于南坡);喜马拉雅山南坡雪线低于北坡(南坡受西南季风影响大,降水多且坡度缓,积雪多,雪线低)。

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雪线与温度
雪线的分布高度与气温成正相关,温度高时雪线也高。由于地表气温由低纬度向高纬度递减,使雪线分布高度的总趋势也由低纬度向高纬度递减。
  例如,雪线高度在热带非洲为4500~5200米,到阿尔卑斯山降至2400~3200米,北极圈内在200米以下。

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雪线与地形
(1)山地的阳坡获得太阳辐射多,温度高,融雪快,雪线位置高;而阴坡因气温低,融雪慢,雪线位置低。
  (2)山地的迎风坡降水多,雪线位置低;背风坡降水少,雪线位置高。
  (3)山地的缓坡容易积雪,则积雪越多,雪线位置越低;陡坡积雪易下滑,雪线位置就较高。
  全球雪线位置最高并不在赤道而在南北半球的副热带高气压带控制地区,这是因为赤道地区降水量比副热带大得多,而温度差别不大,消融量也差不多,因此,赤道地区雪线高度比副热带低。

练习

援藏干部小吴发现,夏天在西藏的高山上能看到一条横在半山腰的线,这条线之上冰雪璀璨闪耀,线下则只有裸露岩坡或草丛树林。当地人告诉他,这就是“雪线”。如果气候稳定,雪线每年大致在同一个高度上,如果气候或降雪量发生变化,雪线就会发生变化。则小吴最不可能观察到的现象是( )
A.气候变暖,降雪量增加,雪线上移
B.气候变暖,降雪量减少,雪线上移
C.气候变冷,降雪量减少,雪线下移
D.气候变冷,降雪量增加,雪线上移


答案D

A项:气温变暖,降雪量增加,但是西藏处于低纬度,地表温度较高,所以雪线可能上移,A选项有可能;
  B项:气温变暖,降雪量减少,积雪减少,雪线可能上移,B选项有可能;
  C项:气候变冷,降雪量减少,雪线可能下移,C选项有可能;
  D项:气候变冷,降雪量增加,积雪一定增加,所以雪线不可能上移,D项不可能。
  因此,选择D选项。

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