冰柱的奧秘

冰柱是一種逐漸變細(xì)的懸柱，它是由下落的水冰結(jié)凍形成的。先研究一下已存在的冰柱，然后，再自己做一個。

材料：放大鏡；直尺；有一個旋轉(zhuǎn)蓋的2升飲料瓶；水；剪刀；細(xì)繩；紙；鉛筆；食用色素——任選；鉛箔酸杯。

步驟：

1.找一個帶冰柱的建筑物，不要直接站在冰柱下面看它們，它們可能落下來砸傷你。屋頂是什么顏色的？它是用什么材料構(gòu)成的？屋頂?shù)念伾筒牧蠈Ρ男纬捎泻斡绊?？建筑物哪一面的冰柱更多？為什么？你怎樣描述這些冰柱？為什么它們長度不同？

2.用放大鏡觀察冰柱，它的表面看起來像什么？冰柱總是光滑的嗎？你能透過它們看到別的東西嗎？

3.測量幾個冰柱——它們的長度和底部的直徑，你找到的最長的冰柱有多長？最粗的有多粗？最細(xì)的有多細(xì)？

4.把一個冰柱折成兩段。它是怎樣折斷的？用一個放大鏡去觀察各層的冰，研究冰柱是怎樣形成的？

5.在一個飲料瓶里倒入3／4的水（如果你愿意，你可以在水中加一些食用色素），把瓶蓋蓋上。在瓶子的一邊接近底部的位置鉆一個洞，用一根繩子把這個瓶子掛在外面。當(dāng)水從洞中滴下的時候，冰柱就形成了，冰柱形成大約花費多長時間（每小時檢查一下瓶子）？冰柱有多長？在瓶子里的水結(jié)凍了嗎？用不同尺寸的洞做這個實驗，洞的大小與形成的冰柱有什么關(guān)系y空氣的溫度也將影響冰柱的形成。

6.擴(kuò)展活動：冰柱是怎樣形成的？在一個冷天，往一個鋁箔酸杯中倒入水，然后把杯子放在外面的雪中，用放大鏡觀察水的結(jié)冰過程。冰首先在哪兒開始形成？冰往什么方向蔓延？冰晶看起來像什么？水完全結(jié)冰需要多長時間？

話題：雪　物質(zhì)狀態(tài)

冰柱既美麗又有趣，在某些地方，隨著溫度的變化，你能看見不同長度和不同粗細(xì)的冰柱。在整個冬天和春天，尤其是在溫度起伏不定時，冰柱會反復(fù)形成。

天氣記錄是非常有用的，例如，它們能幫助你判斷一個地方是否能有足夠的降雪，來建滑雪場，也能判斷太陽能否在某一區(qū)域發(fā)揮作用，還可以用來判斷在指定的區(qū)域進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是否切合實際，氣象學(xué)家可以回顧歷史上的天氣記錄，并且根據(jù)平均值和極值給人們提出一些建議。

教你一招

冰雹

人們常稱為雹。冰雹是在對流云中形成，當(dāng)水汽隨氣流上升遇冷會凝結(jié)成小水滴，若隨著高度增加溫度繼續(xù)降低，達(dá)到攝氏零度以下時，水滴就凝結(jié)成冰粒，在它上升運動過程中，并會吸附其周圍小冰粒或水滴而長大，直到其重量無法為上升氣流所承載時即往下降，當(dāng)其降落至較高溫度區(qū)時，其表面會融解成水，同時亦會吸附周圍之小水滴，此時若又遇強(qiáng)大之上升氣流再被抬升，其表面則又凝結(jié)成冰，如此反覆進(jìn)行如滾雪球般其體積越來越大，直到它的重量大于空氣之浮力，即往下降落，若達(dá)地面時未融解成水仍呈固態(tài)冰粒者稱為冰雹，如融解成水就是我們平常所見的雨。冰冰雹雹和雨、雪一樣都是從云里掉下來的。不過下冰雹的云是一種發(fā)展十分強(qiáng)盛的積雨云，而且只有發(fā)展特別旺盛的積雨云才可能降冰雹。

雪蝕作用

冰緣氣候條件下積雪場頻繁的消融和凍脹所產(chǎn)生的一種侵蝕作用。產(chǎn)生雪蝕作用的地區(qū)分布在沒有冰蓋的極地和亞極地以及雪線以下、樹線以上的高山帶。那里年均氣溫為0℃左右，屬于永久凍土帶。雪場邊緣的交替凍融，一方面通過冰劈作用使地表物質(zhì)破碎；一方面雪融水將粉碎的細(xì)粒物質(zhì)帶走，故雪蝕作用包括剝蝕和搬運兩種作用。隨著雪場底部加深，周邊擴(kuò)大，山坡上逐漸形成周邊坡度小的寬淺盆狀凹地，即雪融凹地。其形態(tài)、成因和空間分布均不同于冰斗，但兩者又有聯(lián)系。當(dāng)氣候進(jìn)一步變冷、雪線下降時，雪蝕凹地可發(fā)育成冰斗；反之，氣候轉(zhuǎn)暖、冰川消退時，冰斗可退化為雪融凹地。不同自然地理條件下的雪蝕作用方式和速度各不相同。在緯度較低、降水量大、年凍融日數(shù)多的地方，雪蝕作用速率較快，雪蝕凹地深、面積大。如中國東北小興安嶺地區(qū)，雪蝕凹地十分普遍。反之，在緯度高、降水量少、夏溫低的地方，雪蝕作用就弱。地面坡度的影響是：坡陡>40°，雪場不易存在；平地上雪蝕作用極慢；30°左右的坡地上，雪蝕作用最為活躍。

春暖時節(jié)積雪融化成水而匯流成的汛期，叫做春汛。不少人都有這樣的感覺，融雪天比下雪天冷，這主是因為積雪的消融需要消耗大量的熱。雪的融化潛熱比較大，把l克零度的雪融化成為零度的水，需要熱量79.67卡。換句話說，這些熱量可以把同樣重量的零度的水，升溫到79.67℃。由于融雪需要消耗一定的熱量，因此，在春汛期間，大地上的氣溫還不能升高，將出現(xiàn)一段春寒時期。

每年夏天我國長江黃河等大河流都要進(jìn)行防洪抗洪，因為這時是這些大河流的汛期，河道里的水量最大。但是世界上有些河流，例如蘇聯(lián)的額爾齊斯河、鄂畢河、葉尼塞河、勒拿河以及加拿大平原上的一些河流，它們的主汛期不在夏天而是在春天，春汛是全年最大的汛期，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過夏汛的規(guī)模。

原來這些河流流經(jīng)的平原地區(qū)有很厚的積雪，并且這些地區(qū)春季暖氣團(tuán)活動頻繁，暖氣團(tuán)過境時水汽遇到積雪表面便降溫發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象，l克水汽凝結(jié)時釋放出來的潛熱有597卡，能使7.5克的積雪消融。因此，平原地區(qū)有些地方盡管積雪很深，卻能在幾天里就被暖氣團(tuán)消融得干干凈凈，融化的雪水流入大量河道，這是造成春汛泛濫的主要原因。

我國西部地方一些內(nèi)流河，春汛也是那里最大的汛期，而且來勢特別猛，有時造成水災(zāi)?？墒沁@些地方一到夏天，河流里的水量反而迅速減少，進(jìn)入枯水季節(jié)。像發(fā)源于準(zhǔn)噶爾界山的額敏河，春天水量特別豐富，一到夏天，水量小到清澈見底，只有靠少量地下水滲入才不至于斷流。

這些河流主要發(fā)源于山區(qū)，在山區(qū)冬天降下的積雪沒有融化，到春天時這些積雪受太陽輻射而融化形成了內(nèi)陸河一年中難得一見的汛期。在一些高山地區(qū)，山頂常年存在積雪，但是這些積雪在一定高度以上常年不化，這個高度叫做雪線，只有在雪線以下的積雪春天才會融化。我國內(nèi)陸河大多流經(jīng)干旱區(qū)，水量少。但是在春汛期間河水來的特別猛烈集中，也要進(jìn)行抗洪，所以在沙漠地區(qū)發(fā)生洪水也不是天方夜譚。

在中國北方的絕大部分地區(qū)，春汛是灌溉農(nóng)田的最寶貴的水源。冬天季節(jié)積雪的多少，融雪后形成的春汛的大小和遲早，都與北方地區(qū)的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)悠息相關(guān)?？偟恼f來，中國的季節(jié)積雪是偏少的，屬干少雪的國家，因而許多地方不是擔(dān)心春汛過大，而是苦于春汛不足，發(fā)坐春旱現(xiàn)象。華北和西北的一些地方，春旱現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。相比之下，東北平原春旱極少出現(xiàn)，原因就在于那里冬天的季節(jié)積雪多，而且春天的汛期不太兇猛卻又延續(xù)時間比較長。

雪崩的危害

人類短跑的世界冠軍，不過每秒鐘跑11米；動物界的短跑冠軍獵豹在追捕獵物時出現(xiàn)的閃電般的速度，不過每秒鐘跑30.5米；12級的強(qiáng)大臺風(fēng)，不過每秒鐘跑32.5米。但是雪崩卻能夠達(dá)到每秒鐘97米的驚人程度。例如：1970年秘魯?shù)拇笱┍?，雪崩在不到三分鐘時間里飛跑了14.5公里路程。也就是說，每秒鐘平均達(dá)到近90米的速度。

雪崩的破壞力十分強(qiáng)大，這主要和它的速度有關(guān)。高速運動的物體會產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力。一顆子彈，當(dāng)你用手拿著它碰到人體時，一點也看不出它有什么危險。但是當(dāng)它從槍筒里高速飛射出來時，能夠把人置于死地。飛機(jī)最怕在空中與小鳥相撞，那是因為高速飛行的飛機(jī)常常會被小鳥撞破前艙的玻璃。

雪崩的沖擊力量是非常驚人的。運動速度大的雪崩，能使每平方米的被打物體表面，承受40—50噸的力量。世界上根本就沒有哪些物體，能夠經(jīng)受得住這樣巨大的沖擊力。即使是郁郁蔥蔥的森林，遇到高速運動的大雪崩，也會象理發(fā)推子推過我們的頭頂一樣，一掃而光。

雪崩造成災(zāi)害的另一個原因是雪崩引起的氣浪。雪崩體在高速運動過程中，能夠引起空氣劇烈的振蕩，在雪崩龍頭前方造成強(qiáng)大的氣浪。這種氣浪有些類似于原子彈爆炸時的沖擊波，力量是很大的。秘魯1970年的大雪崩所引起的氣浪，把地面上的巖石碎屑卷揚起來，竟使附近地方下了一場稀奇的“石雨”。

在陡巖或者河谷急轉(zhuǎn)彎的地方，雪崩體很可能被阻停留下來。而雪崩氣浪卻很難停止，它會繼續(xù)沿著雪崩運動的方向爬山越嶺。因此，雪崩氣浪的作用范圍要比雪崩體大得多。雪崩氣浪也能摧毀森林、房屋和其他工程設(shè)施。它越過交通線路時，甚至能傾覆車輛。人遇到它，即使刮不走，也會被它窒息而死。

雪崩同戰(zhàn)爭一樣，帶給人們的都是無窮的災(zāi)難，它們之間好似有不解之緣。