是的,高山上的雪花和平原上的雪花在形态、尺寸和形成过程上确实存在显著差异,海拔高度是导致这些差异的关键因素。主要影响体现在以下几个方面:
温度和冰晶生长:
- 关键点: 雪花的形态(六角板、星状枝、柱状、针状等)主要取决于水蒸气在冰晶不同晶面上的生长速率,而这又高度依赖温度。
- 高山: 随着海拔升高,气温显著下降。高山地区(尤其是峰顶附近)的温度通常远低于平原地区。在极低温度(例如低于 -25°C)下:
- 冰晶的生长速度变慢。
- 形成的晶体结构往往更简单,如棱柱状、针状或片状,复杂的星状分枝较少。
- 晶体尺寸通常更小。
- 平原: 降雪时的温度通常相对较高(接近0°C)。在较暖的温度(例如 -10°C 到 -20°C)下:
- 冰晶生长速度较快。
- 最容易形成复杂、精致的星状枝状晶体(尤其是在 -15°C 附近)。
- 晶体有更多时间和条件生长得更大。
湿度和水汽供应:
- 关键点: 冰晶生长需要水蒸气。空气湿度(过饱和度)直接影响生长速度和晶体形态的精细程度。
- 高山: 高海拔空气通常更稀薄、更干燥(绝对水汽含量低)。虽然地形抬升可能导致局地云层水汽充沛(如地形云),但总体而言,较低的绝对湿度限制了冰晶的生长速度和最大尺寸。晶体可能更小、更致密。
- 平原: 低海拔地区空气密度更大,通常能容纳更多的水汽(尤其是在风暴系统或靠近水体时)。更高的绝对湿度为冰晶快速生长和形成大型、精致的结构提供了更充足的水汽条件。
风力和碰撞:
- 关键点: 风会影响雪花在下落过程中的碰撞、粘连和破碎。
- 高山: 高山地区风力通常更强、更持续。强风会导致:
- 雪花在落地前频繁碰撞、破碎,形成更小、更不规则的碎片。
- 破碎的冰晶或小雪粒更容易粘连形成雪团或霰。
- 精致的枝状结构很容易被破坏。
- 平原: 风力通常相对较小(当然也有大风天气)。在风力较弱时,雪花有更好的机会保持其完整的晶体形态飘落到地面。
下降路径和融化层:
- 关键点: 雪花从云底落到地面的过程中经历的大气层温度剖面至关重要。
- 高山:
- 云底离地面很近。
- 从云底到地面的整个气柱温度通常都远低于0°C。
- 雪花几乎不会经历融化过程,能够以接近其原始形成的晶体形态到达地面。即使有轻微升华,形态改变也较小。
- 平原:
- 云底高度通常较高(几百米到几千米)。
- 雪花需要穿过更厚的大气层才能落地。
- 在低海拔地区,尤其是在降雪开始时或结束时,近地面层温度可能接近或略高于0°C。
- 雪花在下降过程中,其边缘或尖端可能部分融化,导致晶体变得圆润、模糊,甚至可能完全融化成雨滴,或者在接近地面时重新冻结成冰粒(霙)或冻雨(如果遇到更冷的近地面层)。
- 即使没有完全融化,经历“暖层”也会使精致的枝状结构变钝或粘连。
云的类型和高度:
- 高山: 降雪可能来自较低的地形云或层云,云内温度分布相对单一。
- 平原: 降雪通常来自更高、更深厚的中层云系(如高层云、雨层云、积雨云),雪花在云中可能经历了不同温度层的生长环境,形态更复杂多变。
总结差异:
特征
高海拔(高山)雪花
低海拔(平原)雪花
主要形态
更简单(棱柱、片、针状)、小、致密;易破碎粘连成团
更复杂(星状枝状)、大、精致;完整形态可能性更高
尺寸
通常较小
通常较大
晶体完整性
落地时
相对接近原始形态(少融化)但
易被风破坏
落地时
可能部分融化、变圆或粘连,但
风力破坏可能较小
**关键影响因素
极低温度、较低湿度、强风、短下降路径(少融化)
较暖温度(利于复杂生长)、较高湿度、较长下降路径(可能经历融化层)、风力多变
海拔高度如何改变形成过程:
海拔高度主要通过改变雪花形成和下落过程中所处的环境条件来影响其最终形态:
降低温度: 这是最核心的影响。低温直接决定了冰晶生长的基本形态(简单 vs 复杂)和速度(慢 vs 快)。
降低绝对湿度: 限制了冰晶生长所需的水汽供应,导致晶体尺寸更小。
增加风速: 增加了雪花在空中的碰撞、破碎和粘连机会,破坏原生结构。
缩短下降路径/消除融化层: 使得雪花能保持其低温下形成的原始晶体结构,避免了融化变形。
可能改变云物理特性: 高海拔地区云的类型和微物理过程也可能与低海拔不同。
因此,当你看到高山之巅轻盈飘落的细密雪粉,和平原上大片大片的六角冰晶时,你所见证的正是不同海拔高度所塑造的独特冰雪艺术。