雪
因为雪花周围大气里的水汽含量不可能左右上下四面八方都是一样的,只要稍有差异,水汽含量多的一面总是要增长得快一些。世界上有不少雪花图案搜集者,他们象集邮爱好者一样收集了各种各样的雪花照片。尽管雪花的形状千姿百态,却万变不离其宗,所以科学家们才有可能把它们归纳为前面讲过的七种形状。在这七种形状中,六角形雪片和六棱柱状雪晶是雪花的最基本形态,其它五种不过是这两种基本形态的发展、变态或组合。
由于天空中气象条件和生长环境的差异,造成了形形色色的大气固态降水。这些大气固态降水的叫法因地而异,因人而异,名目繁多,极不统一。为了方便起见,国际水文协会所属的国际雪冰委员会,在征求各国专家意见的基础上,于1949年召开了一个专门性的国际会议,会上通过了关于大气固态降水简明分类的提案。这个简明分类,把大气固态降水分为十种:雪片、星形雪花、柱状雪晶、针状雪晶、多枝状雪晶、轴状雪晶、不规则雪晶、霰、冰粒和雹。前面的七种统称为雪。为什么后面三种不能叫做雪呢?原来由气态的水汽变成固态的水有两个过程,一个是水汽先变成水,然后水再凝结成冰晶;还有一种是水汽不经过水,直接变成冰晶,这种过程叫做水的凝华。所以说雪是天空中的水汽经凝华而来的固态降水。
雪深是从积雪表面到地面的垂直深度,以厘米为单位,取整数。下雪总量是指雪融化成水的量。 24小时之内降雪量大于等于10毫米,为暴雪; 24小时之内降雪量大于等于5毫米小于等于9.9毫米为大雪; 24小时之内降雪量大于等于2.5毫米小于等于4.9毫米为中雪; 24小时之内降雪量2.4毫米以下为小雪。
由于降落到地面上的雪花的大小、形状、以及积雪的疏密程度不等。因此,气象上的降雪等级是以雪融化后的水来度量的。气象上一般把雪按24小时内降水量分为4个等级:0.1-2.4毫米的雪称为小雪;2.5-4.9毫米的雪称为中雪;5.0-9.9毫米的雪称为大雪;10毫米以上(含10毫米)的雪称为暴雨。从降水量看,即使暴雪的量级也仅仅相当于雨量中的中雨。粗略地估计,10毫米深的积雪仅能融化为1毫米的水。
形成降雪必须具备两个条件:
一个条件是水汽饱和。空气在某一个温度下所能包含的最大水汽量,叫做饱和水汽量。空气达到饱和时的温度,叫做露点。饱和的空气冷却到露点以下的温度时,空气里就有多余的水汽变成水滴或冰晶。因为冰面饱和水汽含量比水面要低,所以冰晶生长所要求的水汽饱和程度比水滴要低。也就是说,水滴必须在相对湿度(相对湿度是指空气中的实际水汽压与同温度下空气的饱和水汽压的比值)不小于100%时才能增长;而冰晶呢,往往相对湿度不足100%时也能增长。例如,空气温度为-20℃时,相对湿度只有80%,冰晶就能增长了。气温越低,冰晶增长所需要的湿度越小。因此,在高空低温环境里,冰晶比水滴更容易产生。
另一个条件是空气里必须有凝结核。有人做过试验,如果没有凝结核,空气里的水汽,过饱和到相对湿度500%以上的程度,才有可能凝聚成水滴。但这样大的过饱和现象在自然大气里是不会存在的。所以没有凝结核的话,我们地球上就很难能见到雨雪。凝结核是一些悬浮在空中的很微小的固体微粒。最理想的凝结核是那些吸收水分最强的物质微粒。比如说海盐、硫酸、氮和其它一些化学物质的微粒。所以我们有时才会见到天空中有云,却不见降雪,在这种情况下人们往往采用人工降雪。
“瑞雪兆丰年”是中国广为流传的农谚。在北方,一层厚厚而疏松的积雪,像给小麦盖了一床御寒的棉被。雪中所寒的氮素,易被农作物吸收利用。雪水温度低,能冻死地表层越冬的害虫,也给农业生产带来好处。所以又有一句农谚“冬天麦盖三层被,来年枕着馒头睡。” 雪的作用很广,但雪对人类有很大的好处。首先是有利于农作物的生长发育。因雪的导热本领很差,土壤表面盖上一层雪被,可以减少土壤热量的外传,阻挡雪面上寒气的侵入,所以,受雪保护的庄稼可安全越冬。积雪还能为农作物储蓄水分。此外,雪还能增强土壤肥力。据测定,每1升雪水里,约含氮化物7.5克。雪水渗入土壤,就等于施了一次氮肥。用雪水喂养家畜家禽、灌溉庄稼都可收到明显的效益。
雪对人有利也有害处,在三四月份的仲春季节,如突然因寒潮侵袭而下了大雪。就会造成冻寒。所以农谚说:“腊雪是宝,春雪不好。”
保温作用
积雪,好像一条奇妙的地毯,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。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。当然,积雪的保温功能是随着它的密度而随时在变化着的。这很象穿着新棉袄特别暖和,旧棉袄就不太暖和的情况一样。新雪的密度低,贮藏在里面的空气就多,保温作用就显得特别强。老雪呢,象旧棉袄似的,密度高,贮藏在里面的空气少,保温作用就弱了。 物体里贮藏的空气越多,保温效果越强 ,这是因为空气是不良导体的缘故。我们知道,任何一个物体,它本身都能通过热量,这种能够通过热量的性能,称做物体的导热性。在自然界常见的几种物质中,空气的导热性最差。所以物体里容纳的空气越多,它的导热性就越差。由于积雪里所能容纳的空气量变化幅度较大,因此,积雪的导热系数变化幅度也较大。一般刚下的新雪孔隙大,保温效应最好,到春天融雪后期,积雪为水所浸渍,这时它的导热系数就更接近于水了,积雪的保温作用便趋于消失。
雪蚀作用
冰缘气候条件下积雪场频繁的消融和冻胀所产生的一种侵蚀作用。产生雪蚀作用的地区分布在没有冰盖的极地和亚极地以及雪线以下、树线以上的高山带。那里年均气温为0℃左右,属于永久冻土带。雪场边缘的交替冻融,一方面通过冰劈作用使地表物质破碎;一方面雪融水将粉碎的细粒物质带走,故雪蚀作用包括剥蚀和搬运两种作用。随着雪场底部加深,周边扩大,山坡上逐渐形成周边坡度小的宽浅盆状凹地,即雪融凹地。其形态、成因和空间分布均不同于冰斗,但两者又有联系。当气候进一步变冷、雪线下降时,雪蚀凹地可发育成冰斗;反之,气候转暖、冰川消退时,冰斗可退化为雪融凹地。不同自然条件下的雪蚀作用方式和速度各不相同。在纬度较低、降水量大、年冻融日数多的地方,雪蚀作用速率较快,雪蚀凹地深、面积大。如中国东北小兴安岭地区,雪蚀凹地十分普遍。反之,在纬度高、降水量少、夏温低的地方,雪蚀作用就弱。地面坡度的影响是:坡陡>40°,雪场不易存在;平地上雪蚀作用极慢;30°左右的坡地上,雪蚀作用最为活跃。春暖时节积雪融化成水而汇流成的汛期,叫做春汛。
在中国北方的绝大部分地区,春汛是灌溉农田的最宝贵的水源。冬天季节积雪的多少,融雪后形成的春汛的大小和迟早,都与北方地区的农牧业生产悠息相关。总的说来,中国的季节积雪是偏少的,属干少雪的国家,因而许多地方不是担心春汛过大,而是苦于春汛不足,发坐春旱现象。华北和西北的一些地方,春旱现象经常发生。相比之下,东北平原春旱极少出现,原因就在于那里冬天的季节积雪多,而且春天的汛期不太凶猛却又延续时间比较长。
对人的作用
雪对人体健康有很多好处。 《本草纲目》早有记载,雪水能解毒,治瘟疫。民间有用雪水治疗火烫伤、冻伤的单方。 经常用雪水洗澡,不仅能增强皮肤与身体的抵抗力,减少疾病,而且能促进血液循环,增强体质。如果长期饮用洁净的雪水,可益寿延年。这是那些深山老林中长寿老人长寿的“秘诀”之一。 雪为什么有如此奇特的功能呢?因为雪水中所含的重水比普通水中重水的数量要少1/4。重水能严重地抑制生物的生命过程。有人作过试验,鱼类在含重水30-50%的水中很快就会死亡。雨雪形成最基本的条件是大气中要有“凝结核”存在,而大气中的尘埃、煤粒、矿物质等固体杂质则是最理想的凝结核。如果空气中水汽、温度等气象要素达到一定条件时,水汽就会在这些凝结核周围凝结成雪花。所以,雪花能大量清洗空气中的污染物质。故每当一次大雪过后空气就显得格外清新。 据测定,一般新雪的密度每立方厘米为0.05-0.10克。所以,地面积雪对音波的反射率极低,能吸收大量音波,能为减少噪音作出贡献。
六月飞雪的现象十分罕见。中国古代就有六月飞雪的反常现象。周代的《六韬》一书中有相关的记载;《汉书·五行志》记载了元帝永光元年(公元前43 年),从农历三月到九月就一直是雨雪天气,使庄稼颗粒无收;据考证,中国在公元537 年也发生过一次长达数月的夏雪天气,以致天下饥馑。夏季本应是酷热难当,却出现了寒冷的天气。一些科学家认为,这是由于大规模的火山爆发造成的。火山爆发时可产生达数百万吨的火山灰,上升至大气高层,飘散到世界各处,一连数月遮天蔽日。它导致白天太阳无光,夜间不见星星,还使得许多地区出现冬季天气。据研究,公元537 年中国发生的那次夏雪天气,是由于新几内亚东南部的一次火山喷发造成的。“六月雪”虽属罕见,但也有其科学的道理。青藏高原地区,天气多变,虽是六七月天,下大雪也是平常事。 雪也有彩色的。中国的西藏察隅、德国的海德堡和南极等地就曾下过红色雪;内蒙古下过黄色的雪;北冰洋斯比兹尔下过绿色的雪;更让人不可思议的是,意大利挑罗台依和瑞典南部竟下过乌黑的雪。形成
那是因为彩雪中掺杂了有颜色的物质的缘故。在寒冷地区,藻类的分布范围比较广,种类也多种多样。其中,含有叶绿素的藻类呈绿色,含有红色的藻类呈红色,含脂肪非常多的是黄色藻类。这些藻类自身较轻,再加上大风的作用,很容易沸沸扬扬飘向高空,当与空中的雪片粘合时,不同的藻类就将雪染成了不同的颜色。海德堡的红雪就是由于被风吹向空中的铁质混合物,混合在雪花中形成的;挑罗台依黑雪是由许多黑色小虫粘在雪上形成的;瑞典南部的黑雪则是白雪中混合了煤屑、粉尘;内蒙古等地的黄雪则是由风沙刮进雪中形成的。
1、2008年年初,中国就曾遭遇过大面积的雪灾。
2、积雪融化也可以造成河流水位猛涨,导致洪水泛滥。
3、在高山上也极易遇见雪崩。
雪与冰在中国文化内象征纯洁,如成语“冰清玉洁”。
威尔逊·班特利是第一位的雪花拍摄者。
开普勒曾写过一本研究雪花结构的书,叫《六角的雪花》(De Nive Sexangula)。
科赫曲线形状很像雪花。
)







