1.雪的形成及分类
地球上的水是不断循环运动的,海洋和地面上的水受热蒸发到空中,这些水汽遇冷又会形成降水重新回到地球表面。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。实际上雪和雨一样,都是由云滴凝结而成的。当云中的温度在0℃以上时,云中没有冰晶,只有水滴,这时只会下雨;如果云中温度达到0℃以下,再加上其他条件,小水滴就会凝结成冰晶、雪花,降到地面。雪是大气固态降水中的一种最主要的形式。冬季,我国许多地区的降水,都是以雪的形式出现的。由于降落到地面上的雪花的大小、形状以及积雪的疏密程度不同,所以雪是以融化后的水来度量的。按24小时内的降水量,雪可以分为4个等级:0.1~2.4毫米的雪称为小雪;2.5~4.9毫米的雪称为中雪;5.0~9.9毫米的雪称为大雪;10毫米及以上的雪称为暴雪。从降水量看,即使是暴雪,量级也仅仅相当于雨量中的中雨。
由于天空中气象条件和环境的差异,出现了形形色色的大气固态降水。除了雪花以外,还包括危害很大的冰雹,以及我们不经常见到的雪霰和冰粒。这些大气固态降水的叫法因地而异,因人而异。1949年,国际水文协会所属的国际雪冰委员会为了统一起见,在征求各国专家意见的基础上,召开了一个专门性的国际会议,会议通过了关于大气固态降水简明分类的提案。这个简明分类,把大气固态降水分为十种:雪片、星形雪花、柱状雪晶、针状雪晶、多枝状雪晶、轴状雪晶、不规则雪晶、霰、冰粒和雹。前面的七类统称为雪。接下来,我们分别介绍一下霰、冰粒和雹。
高山地区的夏天,天空经常会有许多冷水滴围绕着结晶核冻结,形成一种白色的没有光泽的圆团形颗粒,气象上把这种东西叫做“霰”,许多地方方言称它为“米雪”或“雪霰”。霰的直径一般在0.3~2.5毫米之间,质地松脆,很容易压碎。霰不属于雪的范畴,但它也是一种大气固态降水。
北方平原地区的夏天,常常会遇到另外两种大气固态降水,这就是“冰粒”和“雹”。冰粒和雹是由比较大、能流淌的水滴围绕着凝结核一层又一层地冻结,从而形成的半透明的冰珠。气象学上把粒径不超过5毫米的冰珠叫做“冰粒”,超过5毫米的叫做“冰雹”。冰雹对农业生产危害极大。据记载,世界上最大的冰雹,比拳头还大,直径超过10厘米,重量超过1千克。
2.雪花的形状
雪花是一种美丽的结晶体,它在飘落过程中成团的连在一起,形成雪片。雪花很轻,单个重量只有0.2~0.5克。无论它的重量有多轻,它的体积有多小,它的形状有多奇妙,它的结晶都是有规律的六角形,所以自古就有“凡草木花多五出,雪花独六出”的说法。
雪花的基本形状都是六角形,但是大自然中却找不出两朵完全相同的雪花,就像找不出两片完全相同的树叶一样。许多学者用显微镜观测过数万朵雪花,观测结果表明:形状大小完全一样、各部分完全对称的雪花,在自然界中是无法找到的。
观测结果还表明,再规则匀称的雪花,也有畸形的地方。这是因为雪花周围大气中的水汽含量不可能都是一样的,只要稍有差异,水汽含量多的一面总是要增长得快一些。
尽管雪花的形状千姿百态,仍然还是有规律可循的,所以科学家们才有可能把它们归纳为前面讲过的七种形状。其中,六角形雪片和六棱柱状雪晶是雪花的最基本的形态,其他五种不过是这两种基本形态的发展、变形或组合。
世界上有不少的雪花图案搜集者,花费毕生精力去收集各种各样的雪花照片。美国有位名叫宾特莱的人,集一生精力拍摄了近6000张雪花图案;俄罗斯的摄影爱好者西格尚,也是一位爱好雪花照片的摄影家,他的精美绝伦的作品经常被工艺美术师用作结构图案的模型;日本的中谷宇吉郎和他的同事们,在日本北海道大学实验室的冷房间和日本北方雪原帐篷里,艰苦奋斗20年,拍摄和研究了成千上万朵的雪花。
3.雪的作用
人们在欣赏雪之美景时,往往忽视了雪的作用。其实,雪有许多的作用。
雪对我们人类有很大的好处。首先是有利于农作物的生长和发育。因为雪的导热能力差,土壤表面如果盖上一层雪被,就能减少土壤热量的外传,阻挡外界寒气的入侵,保护庄稼安全过冬。而且,雪还能为农作物储存水分,雪里的氮化物能增加土壤肥力。难怪人们常说“冬天麦盖三层被,来年枕着馒头睡”呢!
其次,雪对人体健康也有很多好处。《本草纲目》上记载,雪水能解毒,治瘟疫;民间有用雪水治疗火烫伤、冻伤的秘方;经常用雪水洗澡,不但能增强身体抵抗力,减少疾病,还能促进血液循环,增强体质;长期饮用洁净的雪水,还可益寿延年,这是那些深山老林中长寿老人长寿的“秘诀”之一。
雪之所以有如此奇特的功能,主要是因为雪水中所含的重水要比普通水少1/4.重水能抑制生物的生命过程。雨雪形成的基本条件是大气中要有“凝结核”存在,而大气中的尘埃、煤粒、矿物质等固体杂质是最理想的凝结核。当云层达到一定的条件时,水汽就会在这些凝结核的周围凝结成雪花,降到地面。所以,雪花能清洗空气中大量的污染物质,净化空气。
然而,如果在仲春季节下雪,就会造成冻寒。所以农谚也有:“腊雪是宝,春雪不好”的说法。
4.雪崩
雪崩是个很可怕的字眼,电影中经常出现雪崩现象,造成无辜人员伤亡。那么,它到底是怎么回事呢?
当山坡上积雪的内聚力承受不了它所受到的重力时,便会向下滑动,引起大量雪体崩塌,我们把这种自然现象叫做“雪崩”,或者叫做“雪塌方”、“雪流沙”或“推山雪”。
造成雪崩的主要原因是山坡积雪太厚。积雪经阳光的照射,表层雪开始溶化,雪水渗入积雪和山坡之间,使积雪与地面的摩擦力减小,同时,积雪层在重力作用下,开始向下滑动,由此造成雪崩现象。此外,地壳的震动也会导致雪崩的出现。除了山坡形态、地震等影响外,雪崩在很大程度上还取决于人类的活动。据专家估计,90%的雪崩都是由受害者或者他们的队友造成的,这种雪崩被称为“人为休闲雪崩”。滑雪、徒步旅行或其他冬季运动爱好者经常会在不经意间成为雪崩的导火索。
雪崩往往是从表面宁静、覆盖着白雪的山坡上部开始的。突然“咔嚓”一声,很微弱的声音告诉人们这里的雪层断裂了。先是出现一条裂缝,紧接着,巨大的雪体开始滑动。在这一滑动过程中,雪体迅速获得极大的速度。于是,整个雪体就像一条几乎是直泻而下的白色雪龙一样,腾云驾雾呼啸着向山下冲去。
雪崩具有突然性、运动速度快、破坏力大等特点。它能摧毁森林,掩埋房舍、阻断通讯设施和车辆,阻塞交通线路等,甚至能堵截河流,发生临时性的涨水。不仅如此,它还能引起山体滑坡、山崩和泥石流等可怕的自然现象。因此,雪崩被人们列为积雪山区严重的自然灾害。
5.雨夹雪
雨夹雪就是指雨和雪同时降落的现象。通常情况下,天空中的云遇到冷空气,温度下降,云中的水汽在低温和微小尘埃的共同作用下形成冰晶。当体积增大到密度超过空气密度时,冰晶就会掉下来,形成雪。然而晴朗的天空一般是不会下雪的,由于云层性质的不同,一层降下的是雪,另一层则是雨这样就形成我们见到的雨夹雪。