书城童书青少年应该知道的冰
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第3章 冰的形成

1.季节性的冰——河水结冰

通常,我们知道,在一个标准大气压的环境下,若温度降低到0℃时,水就会凝结成冰,但是,事实上会如此简单吗?究其答案,并非所有的事实都如理论所预言的那样。一个典型的例子就是,在自然界中,当温度正好是0℃的时候,河里的水并不一定会结冰,这究竟是为什么呢?其一,自然界的水不是纯净水,河水中可能溶解了许多矿物质,这就会使水的熔点降低。其二,水结冰会释放出大量的热,而当温度刚刚从0℃以上降到0℃的时候,在这个结冰点即使有水结成冰,也会被放出的热量融化掉。因此,在自然界中,只有温度下降到0℃以下,河水才会出现冻结现象。此外,也还存在温度降到0℃以下水还是不能结冰的情况,则这时的水我们称之为“过冷水”。

你知道吗?静水和流水的结冰过程是不同的。当静水冷却到4℃后,水面将继续降温,仅能使表层发生冷却,而底层的水则在较长时间里仍旧保持着4℃的温度。所以,对于静水来说,冻结冰是从水面开始的。

流水结冰的过程和静水不同。因为它处在流动状态,紊流扰动强,不仅表层冷却迅速,底层也同时降温。所以流水结冰时,水面和水内几乎是同时结冰的。河流结冰在水面和水中同时结冰是很多专家一致认可的观点。大家都认为河流混合作用强,在结冰前河水上下都能达到大体相同的温度。而且只要有结晶核,在任何地方都可以开始结冰。

事实上,河流封冻有两种情况。一是从岸边开始,向河心发展,逐渐汇合成冰桥,冰桥宽度不断扩展,使整个河面全部被封冻。二是流冰在河流狭窄或浅滩处形成冰坝,冰块相互之间和冰块与河岸之间迅速冻结起来,然后再逆流向上扩展,最后使得整个河面全部封冻。

2.永不消逝的冰——永冻冰

永冻冰,是指一年四季都不会融化的冰。它是位于地球的南北两极的极冠。由于两极气候非常寒冷,因而其结成的冰层长年都不会融化。

位于地球两极极地冰的面积不是永恒不变的。它会随着气候的变化在面积上有所增减。如夏季时,由于部分气温升高,处在南北两极极冠的冰的面积要比冬季时小得多。当然,也有一部分在夏季时也不会溶化,这就是被称为永冻冰的部分。那么,永冻冰既然是一种四季都不会融化的冰,那它是不是永远都不会溶化呢?事实当然不会如你所想象的那样。实际上,当前的冰川范围正在随着地球气候的变化而改变着,如前两年的报道说,北冰洋的永冻冰正在以其前所未有的速度迅速松动融化。看来,这并非是危言耸听。

前几年,据欧洲航天局公布欧洲环境卫星发回的图片指出,欧洲北部至北冰洋一带的永冻冰正在以前所未有的速度松动融化。据专家推测,永冻冰的迅速融化可能是地球气候变暖造成的,同时,永冻冰的融合还可能反过来促使气候进一步变暖。

欧洲航天局地球观测所专家德林克沃特说,以前挪威的斯匹次卑尔根群岛或者西伯利亚北部是根本无法通行的坚冰区,而现在,一艘船只可以毫不费力地经过这一区域直接驶往北极。

也有专家指出,现在北冰洋的永冻冰正在以空前的速度松动融化,而且北极冰帽的融化速度在最近几年也开始加快。在20世纪80年代初,北极冰帽的面积还有800万平方千米,而到了2005年年底,这一面积已经缩小到了550万平方千米。

究其原因,专家们一致认为气候变暖是导致永冻冰融化的罪魁祸首。另外,多次的强烈风暴也可能导致该地区的坚冰崩裂,变薄的冰层则更容易融化。专家强调说,虽然北冰洋的永冻冰融化不会导致海平面上升,但更为严重的是永冻冰的融化会加剧全球气候变暖。这是为什么呢?原来冰是白色的,白色的冰可以反射太阳光,随着永冻冰的融化,地球表面的白色会减少,从而海水会吸收到更多的热量,这样就使海水升温,又进一步加快永冻冰的融化。如此循环下去的话,最后的结果将是海平面上升和陆地面积减少,部分岛屿将永远从地球上消失。