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冰花是怎么形成的?五种冰花产生原因的深度分析?

十万个为什么 晴, 空 2024-1-19 03:43:41 1次浏览

  从物理学的角度来看,冰花是凝华形成的。空气中水蒸气遇冷凝华成的冰晶或冰粒,在平滑表面会凝结成冰片,酷似花朵,故称冰花。如寒冷冬天玻璃上的冰花、结冰的冰面上的冰花(松花江上美丽的冰花),有时,也可以看到草地、雪地上的冰花、树枝上的冰花、空气中的冰花,它们都好像花朵一样美丽。注意:冰花与霜、雾凇是有区别的。

  

  第一, 冰花产生条件。

  

  1、室外空气的温度足够低。只有温度足够低时,空气中的水蒸气才可以形成薄冰晶或者冰粒。

  

  2、空气中有足够的水蒸气,即空气的相对湿度要达到要求。气温越低,湿度越大,越容易形成冰晶或者冰粒,否则只会形成霜或者雾凇。

  

  3、温度差越大,越易形成冰花。温度差越大,在其他条件满足的情况下,空气中的水蒸气越易形成冰晶,从而形成冰花。

  

  4、空气里必须有凝结核。有数据表明,如果没有凝结核,空气的相对湿度达到 500%以上,才有可能凝聚成水滴。因此,如果没有凝结核,地球上很难见到雨雪。

  

  凝结核是指悬浮在空气中很微小的固体颗粒。如化学物质微粒。

  

  第二、冰花的种类及其形成原因。

  

  1、空气中的冰花。在极寒的天气中,空气中的水份会形成许多白色或透明的薄冰晶,这些薄冰晶会在空气中漂浮,并在阳光下闪耀出迷人的光芒,形成一幅美丽的画面,这种现象在北极圈和极地地区比较常见。在地球上的其它地方也可以见到,在空气温度很低,空气相对湿度很大,就可以看到多呈六角形的雪片,就是一种冰花,在飘落的过程中会成团联在一起。

  

  这是由于冰分子以六角形为最多。由于在六角形片状冰晶的面上、边上和角上的弯曲程度不同,因此,具有不同的饱和水汽压,角上的饱和水汽压最大,边上次之,平面上最小,在水汽压相同的情况下,其增长情况不相同。如果云中水汽非常丰富,在面上、边上、角上都会产生凝华,但尖角处凝华增长得最快。

  

  空气在某一个温度下所能包含的最大水汽量,叫作饱和水汽量。空气达到饱和时的温度,叫作露点。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,冰晶生长所要求的水汽饱和程度比水滴要低,即在高空低温环境中,冰晶比水滴更容易产生。

  

  2、玻璃上的冰花。冬天,室外温差有时可以达到 20℃以上(如室内温度 12℃,室外温度-8℃),窗户是关闭的,人呼出的和烹调产生的水蒸气使室内水蒸气含量足够高,水蒸气遇到温度很低玻璃上凝结核(如灰尘)就会迅速放热,形成冰花,而室外的水蒸气温度也低,不易放热,因此,冰花不能在玻璃外表面形成。有时,雾滴与透明冰层同时存在,雾滴又汽化,在玻璃状冰层表面凝华下来,呈毛茸茸结晶状态,很像霜花。

  

  3、草地、树枝、雪地上的冰花。

  

  这与雾气有很大的关系。在冬春季节,空气的温度虽然很低,但雾中的水滴由于缺乏在该温度下凝结核仍然呈现为液态,这种液态雾滴在树枝周围,就会冻在树枝上。如果雾滴很小,冻结的速度就很快,这时,冻结物是由许多小颗粒冰珠所组成的,在光线的照射下就呈银白色,冻结物还以较透明的冰层存在,覆盖在树枝外。

  

  4、冰面上的冰花。

  

  在冰面上,寒冷的空气是下沉的,因此,冰面上的空气湿度非常大,凝结核又多,较大的空气雾滴就会在冰面上的凝结核形成美丽的冰花,或者透明的,或者是白色的。

  

  5、飞雪冰花。当空气中的冰块(结晶体)与雪花一起在屋檐上形成冰凌时,就会形成飞雪冰花,这种冰花十分少见。

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