本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目 审核 。 艳阳里也能“大雪纷飞” 雪花有多大?更多 真的有鹅毛大雪嘛?实际上,我们能够见到的单个雪花,它们的直径一般都在0.5~3.0毫米之间,直径最大也不会超过10毫米,最多像我们指甲那样大小。 艳阳里也能“大雪纷飞”?更多 太阳时下雪被称为“太阳雪”,这种现象是一种正常的天气现象。通常“太阳雪”为一种短时阵性降雪,多出现在上午的9-10时左右或者下午的15-16时左右。在这些时段内,当产生降雪的云层不厚、覆盖范围不大,便可能会有阳光从云的缝隙中斜射出来,因而地面上就会看到阳光飞雪同时出现的景象。 内容整理 捉虫行动 简介 雪(snow)是由大量白色不透明的冰晶(雪晶)和其聚合物(雪团)组成的降水。 [1] 水是地球上各种生灵存在的根本,水的变化和运动造就了我们今天的世界。在地球上,水是不断循环运动的,海洋和地面上的水受热蒸发到天空中,这些水汽又随着风运动到别的地方,当它们遇到冷空气,形成降水又重新回到地球表面。这种降水分为两种:一种是液态降水,这就是下雨;另一种是固态降水,这就是下雪或下冰雹等。 [1] 雪大多降自雨层云和高层云,降水强度变化较慢;冷天积雨云的降雪有阵性特征,称为阵雪。 [1] 降雪由大量不同大小的雪晶组成,一般小的比较多。为了描述同时下落的雪晶群体的大小分布特征,常用雪晶谱或雪晶溶化后的溶液谱。 [1] 雪晶主要是在云中凝华增大的,首先在冷云中通过冰核的作用产生冰晶,通过凝华(冰晶过程)长大成雪晶,以后还能撞冻过冷水滴而长大。雪晶撞冻过冷水滴很多时,外形会改变。雪晶具有各种各样的形状,这同它们生长环境的温度和湿度有关。 [1] 降雪量同所有降水量一样,用相当的水层厚度来度量,单位是mm。实用上有时也用降雪在平地上所累积的深度来度量,称为积雪深度。 [1] 形状 雪花多呈六角形,花样之所以繁多,是因为冰的分子以六角形为最多,对于六角形片状冰晶来说,由于它面上、边上和角上 的曲率不同,相应地具有不同的饱和水汽压,其中角上的饱和水汽压最大,边上次之,平面上最小。在实有水汽压相同的情况下,由于冰晶各部分饱和水汽压不同,其凝华增长的情况也不相同。例如当实有水汽压仅大于平面的饱和水汽压时,水汽只在面上凝华,形成的是柱状雪花。当实有水汽压大于边上的饱和水汽压时,边上和面上都会发生凝华。由于凝华的速度还与曲率有关,曲率大的地方凝华较快,故在冰晶边上凝华比面上快,多形成片状雪花。当实有水汽压大于角上的饱和水汽压时,虽然面上、边上、角上都有水汽凝华,但尖角处位置突出。水汽供应最充分,凝华增长得最快,故多形成枝状或星状雪花。再加上冰晶不停地运动,它所处的温度和湿度条件也不断变化,这样就使得冰晶各部分增长的速度不一致,形成多种多样的雪花。 [1] 雪的形成 大气中的水蒸汽直接凝华或水滴直接凝固而成,就是雪。也可说是云中的温度过低,小水滴结成冰晶,落到地面仍然是雪花时,就是下雪了。冰融化时会吸热,所以地面气温会比下雪时低。 [2] 1.大气中需含有较冷的冰晶核。 [2] 2.充分的水汽。3.0℃(冰点)以下。如该冷空气相当强烈,并带着湿气,1℃至10℃的气温同样可以降雪。 [2] 能降雪的地方:气候区属中纬度至高纬度(即大约于南回归线以南/北回归线以北地区)的地方就会有降雪的机会,如果于低纬度地方中有些地势高于海拔2000米的中山或高原也有同样的机会。 [2] 海洋气流也能间接影响该区下雪的机会率,如果在高纬度地区一带有较多暖流支配,会减低该区下雪的机会(例如日本本州至九州一带)。 [2] 降雪级别划分 降雪等级标准通常是指在规定时间段内持续降雪或降雪量折算成降雨量为等级划分的标准。该标准一般采用持续时间12小时和24小时两种标准。 [2] 以24小时降水量为划分标准,其中,降水量0.1~2.4毫米为小雪,1.3~3.7毫米为小到中雪,2.5~4.9毫米为中雪,3.8~7.4毫米为中到大雪,达到5.0~9.9毫米为大雪,7.5~14.9毫米为大到暴雪,降水量达到或超过10毫米为暴雪。 [2] 以12小时降水量为划分标准,其中,降水量0.1~0.9毫米为小雪,0.5~1.9毫米为小到中雪,1.0~2.9毫米为中雪,2.0~4.4毫米为中到大雪,达到3.0~5.9毫米为大雪,4.5~7.4毫米为大到暴雪,降水量达到或超过10毫米为暴雪。 [2] 我国降雪特征 平均年雪季长度在中国东部大致呈纬向分布,大兴安岭雪季最长,超过210天,长江以南最短,为常年无雪或偶尔降雪区域;雪季长度60天等值线大体与秦岭-淮河一致。西部以青海和西藏北部雪季为最长,其中伍道梁站(93.01ºE,35.22ºN,4612.2米)达到348.0天,托托河站(92.4ºE,34.2ºN,4533.1米)为331.9天,清水河站(97.1ºE,33.8ºN,4415.4米)为314.4天,安多站(91.1ºE,32.4ºN,4800.0米)为307.6天,四季均可落雪;滇、川、藏交界处雪季长度也较长;北疆雪季长度与东北北部接近,最长达210天以上,但南疆地区最短,一般不足60天。平均年降雪量分布与雪季长度大致相似,东北北部和东部、西北北部以及青藏高原东北部年平均降雪量较多,可以超过30毫米,其中青藏高原部分地区降雪量最大,最大超过60毫米。喜马拉雅山脉北麓的聂拉尔站(85.9ºE,28.2ºN,3810.0米)年平均降雪量高达212.4毫米,青藏高原上的嘉黎站(93.3ºE,30.7ºN,4488.8米)、清水河站(97.1ºE,33.8ºN,4415.4米)年平均降雪量也都超过100毫米。雪季内降雪日数等值线分布与雪季长度也基本一致,东部地区从南到北逐渐增加,长江以南地区最少,东北北部和东部则超过50天,内蒙古的阿尔山站降雪日数多达117天;西部地区的新疆北部、青海和西藏降雪日数较多,其中新疆吐尔尕特站(75.4ºE,40.5ºN,3504.4米)达到136天,青海伍道梁站和清水河站均为127天。降雪强度等值线分布与雪季长度、降雪量和降雪日数分布有明显不同,在黄淮、江淮一带等年平均降雪量不多的地区,平均降雪强度却比较大,甚至大于东北和西北北部,喜马拉雅山脉北麓的聂拉尔平均降雪强度也比较大,但最大降雪强度出现在江西省樟树(115.6ºE,28.0ºN,30.0米),达到5.3毫米/天。 [3] 东北、内蒙东部、新疆北部、青藏高原东部和南部边缘、秦岭、山东半岛北部为常年多雪带;南疆大部、青藏高原中西部、西北东部、华北大部、秦岭-淮河地区为常年降雪带;塔里木盆地大部、阿拉善地区、黄河下游一带、南方山地丘陵地区为偶尔降雪带;滇中南、四川盆地、长江以南的小型盆地和谷地、江浙闽沿海等地区为永久无雪带。 [3] 降雪的作用和影响 对农作物 雪有利于农作物的生长发育。雪是具有很好保温效果的物质,可以在寒冬保护植物不被冻伤,来年开春雪水融化可以为植被提供良好的供水,大自然的力量绝对不是巧合,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过冬。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。 [4] 同时冬季雪水充足,不仅可以减轻当年的旱情,而且,也给来年春播作物的适时播种和苗全苗壮提供了有利条件。 [4] 人体健康 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。有人做过试验,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,每当一次大雪过后空气就显得格外清新。 [5] 对于农村人来说,下雪是给庄稼加了一床被,又湿润又松土,预示着第二年的丰收。 对于城里人来说,下雪只是改善了空气质量,增加了游玩的乐趣。 [5] 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。 [5] 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。 [4] 我们都知道,冬天穿棉袄很暖和,这是因为棉花的孔隙度很高,棉花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。这是因为空气是不良导体。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。 [4] 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。老雪像旧棉袄似的,密度高,贮藏在里面的空气少,保温作用就弱了。 [4] 作为水资源 当城市受到降雪威胁时,与降雪有关的“城市次生灾害”事件逐渐显露出来,降雪造成的损失日渐突出,严重影响城市经济生活的正常运转。另外,城市化的发展也造成许多城市水资源短缺,尤其我国冬季降水偏少,城市水资源短缺的问题更加突出。城市降雪对缓解、补充城市冬季水资源短缺和改善、保护生态环境起着极为重要的作用。 [6] 雪资源的利用 对雪资源的合理化利用,应从雪资源处理这个根本问题人手,目前,在积雪处理方面,应开发新型的积雪处理设备,减少氯盐融雪剂的使用量。在积雪的运输方面,可以将积雪集中运输到城市的观赏用水区的冰面上。不但可以减少运输的费用,而且当冰雪融化时可以补给城市观赏用水的水量。 [7] 低温雪库的建立主要涉及贮雪和应用两部分。对于雪的贮存,一种方式是采用地窖的形式,建造地下建筑。此外,为了降低成本,可对现有的环境加以利用,如游泳池。对游泳池加以简单的改造便可以作为低温雪库。另一种贮雪方式为地上的贮雪建筑,这种建筑可以根据需求量选择建造的大小,也可以选择合适的废弃建筑,并进行相应的改造进行应用。在构建这类雪库时,参考爱斯基摩人的圆顶雪屋具有保温的作用,雪屋的外层建筑相当于隔热层,只要能够减少热交换,雪屋便可以作为贮雪室保持低温,延长雪的融化时间。对于低温雪库的应用,这两种低温雪库都可以应用于春夏季节贮藏食品。应用低温冷室保存食物最大的好处在于,对食品进行低成本的保鲜,并且速冻保持了食物的营养成分,不至于营养流失。 [7]