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从早晨的雪到冻雨及其它

已有 3378 次阅读 2008-11-26 23:50 |个人分类:科普思考|系统分类:科普集锦| 气候, 地质, 能源, 冻雨

(来自维普网)

今天早晨兰州下了今年冬天以来的第一场雪.中午吃饭的时候,同学突然问我这雪是从哪里来的,为什么兰州污染这么厉害,雪还是白色的.显然是一个让大家哭笑不得的问题.当时我只回了一句:你在北京食堂的时候不是听到两个博士讨论的问题很幼稚就说人家是文盲吗?咱要是在食堂讨论这个问题,那些附中一起吃饭的孩子怎么看我们?

 

  其实我的知识水平距离这个问题是何等的遥远.又怎么知道是怎么回事呢?只是当时觉得关于风霜雨雪的知识小学老师是讲过的.

雪不同雨的只是以晶态存在的水。形成雪大概需要几个条件.首先是空气中的水汽处在过饱和状态.另外就是要有凝结核.说到凝结核就可以想到开始说的兰州空气污染很厉害的事情,那就是很好的凝结核.不过形成雪花后凝结核显然在里面了.即使雪花足够透明,这么大的空间里有那么小个颗粒也不是我们的眼睛可以看到的.还有一个重要的因素当然是温度了.不是低于零度就形成雪花了.温度不但可以对水汽的过饱和状态起到弥补的作用.也足够影响了雪花的形状.具体雪花有什么形状,也许孩子们可以把他看作是形态各异的艺术品或者圣诞节的礼物.

不过今年在我国南方的冻雨却是引起了足够多人的重视.

冻雨其实也是一种很普遍的自然现象,有的地方具备这样的条件,经常见到冻雨.只是我国年初的冻雨范围太大了,时间太长了,所以造成了破坏也非常大.

 

  首先,冻雨在我们看到之前是一种处于不稳定状态的过冷水滴.水滴的温度低于零度.当这些水滴遇到地面物体时,立刻结冰.就成了我们看的冻雨.在东北的的早晨人们经常会看到雾凇.有些类似,

雾凇是由水汽凝华而成。这其中温度和凝结核等条件共同作用控制了这些水、汽的最终形态.我只是在最小范围内这样讲,也许情况不是这样.如果从很高的空中开始聊可能会有不少话题,中间也有一些不确定回有多种情况.

 

  关于今年南方的雨雪大概大家在新闻里听过如下的说法.

 

  我国南方在冬天受冬季风影响,北方的冷空气经华北、长江南下越过长江, 在长江以南呈扇型展开, 并继续南下。当扇型冷空气的西南翼到达南北走向的横断山脉时, 受高山阻隔, 在山脉以东的广大区域内不断堆积, 于是在云、贵、川、桂, 包括湖南西部的地面和低空, 形成在气象学上称之为“冷垫”的冷空气层。每到冬季, 这一区域同时还受到来自孟加拉湾暖湿气流的影响,这股气流在越过横断山脉后, 便覆盖在冷垫上, 形成一个1.5 公里到3 公里左右的暖层。冬季北方的冷空气持续南下时, 又形成一个更高更冷的气层。冷空气与暖气流相遇时, 就产生了降雨雪的有利条件, 冷暖对比越鲜明, 降雨也就越激烈。而这种两冷夹一暖的“ 三明治”气层, 更是产生冻雨的理想温床: 中间的暖层提供了充足的水汽, 输送到高层的冷空气层中, 迅速凝结成长为过冷水或雪花, 过冷水再通过贝吉隆过程( 一种云中降水形成机制, 指云中较少的冰晶只要有较多的微滴来供应水分时, 冰晶就能增长到形成降水的程度。这一冰晶过程称为“ 贝吉隆过程”。) 变成大雪花。大雪花下降到暖层中融化成水滴, 水滴继续下降到冷垫上遇到物体再度凝结, 形成外冰内水的冰珠, 最终降落到地面, 产生冻雨。当地夜晚的寒气, 使这些冰水混杂的冻雨在地面、屋顶, 以及各种裸露在户外的公共设施上进一步凝结( 称为雨凝)———灾情便在这里孕育着, 蓄势待发。(这段话引自洪蔚的报道)

气候的变化是空间大范围内的一种现象,很多因素都有影响.我在ENSO到全球环境变化提到过全球范围内的气候变化.其实这也只是地球这个范围内的事情.中国人喜欢从大范围内考虑问题.把地球的事情和天文现象都联系起来.我在行星和月球里大概提的事情太少了.其实不只是潮汐现象是地球和其它星球的关系作用形成的.气候也许也非常重要.我国当前的模拟水平可能和欧洲有不小的差距.空间上的事情先聊这么多.回到地球,时间上的事情也是这样.有不少人都问过地球上的石油为什么分布这么不均匀.可能有人回答了一点石油形成时代的地球状况,但我还没有看到有人用当时的气候和生物分布来解释这个问题.更没有看到有人用那个由于小小地形变化而造成的 “焚风”来结实局部的能源格局...

(这几天有个同学刚结婚,放学后的时间要聚会和喝酒,也许也是博文质量下降的原因,非常抱歉.)





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