1. 白霜冰
- 它是什么?
- 白霜冰 通常指的是 霜冰。这是一种在特定天气条件下形成的、外观呈白色的、结构疏松的冰。
- 它是如何形成的?
- 关键要素:过冷的水滴 + 低温物体表面。
- 过冷水滴: 在温度低于0°C的云层或雾中,水滴有时不会立即冻结,保持液态,这就是“过冷水滴”。
- 撞击冻结: 当过冷水滴随风(比如强风)撞击到暴露在寒冷空气中的物体表面(如树枝、电线、山峰、飞机机翼等)时,它们会瞬间冻结。
- 为什么是“白霜”?
- 空气被困住: 由于水滴是瞬间冻结的,溶解在其中的空气以及水滴之间的小气泡来不及逸出,就被困在冰层里。
- 光散射: 这些微小的气泡和冰晶的复杂结构使得光线在其中发生大量的散射(类似于雪看起来是白色的原理),而不是像纯净透明的冰那样让光线直接穿透。因此,霜冰看起来是不透明的、白色的、像霜一样。
- 结构疏松: 它通常具有羽毛状、颗粒状或海绵状的疏松结构,质地较脆,容易剥落。
- 在哪里能看到?
- 高海拔的山峰(迎风面常被“冰封”),寒冷有雾有风的天气下的树木和电线,飞机的机翼前缘(飞机结冰的一种类型)等。
- 科学小知识: 霜冰的形成是快速非平衡冻结的典型例子,与缓慢形成的透明冰(比如湖冰)完全不同。它的白色外观直接反映了其内部复杂的微观结构和被困住的空气。
2. 粒雪冰
- 它是什么?
- 粒雪冰 指的是 粒雪。这是冰川形成过程中的一个关键阶段,介于新降的雪和致密的冰川冰之间。
- 它是如何形成的?
- 关键过程:雪的压实和部分融化-再冻结。
- 积雪: 新雪(通常是六角形的雪花)降落到地面。
- 压实: 后续的降雪不断堆积,底层的雪受到上层雪的重压,开始被压缩,密度增大。
- 升华/凝华与再结晶: 在压力和温度变化(尤其是接近0°C的季节性融化)的作用下,雪粒接触点会发生升华(固态直接变气态)和凝华(气态直接变固态)以及部分融化-再冻结。这个过程破坏了雪花的原始形状。
- 形成粒状结构: 经过一个夏天(或更长时间)的这种作用,雪粒会变圆、变大,形成直径通常在1毫米到数毫米之间的、类似粗砂糖或小冰珠的颗粒。这种颗粒状的雪就是粒雪。
- 进一步演化: 随着时间推移(通常需要几年到几十年)和更深层的压实,粒雪之间的空气被进一步挤出,颗粒之间的结合更紧密,最终形成密度很高、几乎不含气泡的、透明的冰川冰。
为什么叫“粒雪”?- “粒”字非常形象地描述了其颗粒状的外观和结构,与原始雪花的片状形态完全不同。它看起来就像一堆白色的、大小不一的圆形或椭圆形冰粒。
在哪里能看到?- 在冰川的积累区(降雪量大于消融量的区域),雪线以下、冰川冰形成区域以上的部分。你可以想象在冰川表面挖一个雪坑,能看到一层新雪,下面就是粒雪层,再往下才是冰川冰。
科学小知识: 粒雪是
冰川形成的关键中间产物。它的存在证明了积雪向冰川冰转化是一个
缓慢的物理过程,涉及压实、塑性变形、再结晶等多种机制。研究粒雪的密度、粒径和层理是了解冰川历史(如过去气候)的重要手段。从松散的雪到坚硬的冰川冰,粒雪是必不可少的一环。
总结
- 白霜冰(霜冰): 是过冷水滴在寒冷物体表面瞬间撞击冻结形成的,内部充满气泡,白色不透明,结构疏松。名字突出其外观(白霜状)。
- 粒雪冰(粒雪): 是积雪在长期压实和部分融化-再冻结作用下形成的颗粒状冰雪,是冰川形成的中间阶段。名字突出其结构(颗粒状)。
这两个名字都非常贴切地描述了冰的外观形态和关键的形成过程,体现了科学家们观察自然的细致和命名的智慧。它们不仅仅是名字有趣,更是理解大气物理(霜冰)和冰川学(粒雪)的重要概念!