冰柱的奥秘

冰柱的奥秘

冰柱是一种逐渐变细的悬柱，它是由下落的水冰结冻形成的。先研究一下已存在的冰柱，然后，再自己做一个。

材料：放大镜；直尺；有一个旋转盖的2升饮料瓶；水；剪刀；细绳；纸；铅笔；食用色素——任选；铅箔酸杯。

步骤：

1.找一个带冰柱的建筑物，不要直接站在冰柱下面看它们，它们可能落下来砸伤你。屋顶是什么颜色的？它是用什么材料构成的？屋顶的颜色和材料对冰柱的形成有何影响？建筑物哪一面的冰柱更多？为什么？你怎样描述这些冰柱？为什么它们长度不同？

2.用放大镜观察冰柱，它的表面看起来像什么？冰柱总是光滑的吗？你能透过它们看到别的东西吗？

3.测量几个冰柱——它们的长度和底部的直径，你找到的最长的冰柱有多长？最粗的有多粗？最细的有多细？

4.把一个冰柱折成两段。它是怎样折断的？用一个放大镜去观察各层的冰，研究冰柱是怎样形成的？

5.在一个饮料瓶里倒入3／4的水（如果你愿意，你可以在水中加一些食用色素），把瓶盖盖上。在瓶子的一边接近底部的位置钻一个洞，用一根绳子把这个瓶子挂在外面。当水从洞中滴下的时候，冰柱就形成了，冰柱形成大约花费多长时间（每小时检查一下瓶子）？冰柱有多长？在瓶子里的水结冻了吗？用不同尺寸的洞做这个实验，洞的大小与形成的冰柱有什么关系y空气的温度也将影响冰柱的形成。

6.扩展活动：冰柱是怎样形成的？在一个冷天，往一个铝箔酸杯中倒入水，然后把杯子放在外面的雪中，用放大镜观察水的结冰过程。冰首先在哪儿开始形成？冰往什么方向蔓延？冰晶看起来像什么？水完全结冰需要多长时间？

话题：雪　物质状态

冰柱既美丽又有趣，在某些地方，随着温度的变化，你能看见不同长度和不同粗细的冰柱。在整个冬天和春天，尤其是在温度起伏不定时，冰柱会反复形成。

天气记录是非常有用的，例如，它们能帮助你判断一个地方是否能有足够的降雪，来建滑雪场，也能判断太阳能否在某一区域发挥作用，还可以用来判断在指定的区域进行农业生产是否切合实际，气象学家可以回顾历史上的天气记录，并且根据平均值和极值给人们提出一些建议。

教你一招

冰雹

人们常称为雹。冰雹是在对流云中形成，当水汽随气流上升遇冷会凝结成小水滴，若随着高度增加温度继续降低，达到摄氏零度以下时，水滴就凝结成冰粒，在它上升运动过程中，并会吸附其周围小冰粒或水滴而长大，直到其重量无法为上升气流所承载时即往下降，当其降落至较高温度区时，其表面会融解成水，同时亦会吸附周围之小水滴，此时若又遇强大之上升气流再被抬升，其表面则又凝结成冰，如此反覆进行如滚雪球般其体积越来越大，直到它的重量大于空气之浮力，即往下降落，若达地面时未融解成水仍呈固态冰粒者称为冰雹，如融解成水就是我们平常所见的雨。冰冰雹雹和雨、雪一样都是从云里掉下来的。不过下冰雹的云是一种发展十分强盛的积雨云，而且只有发展特别旺盛的积雨云才可能降冰雹。

雪蚀作用

冰缘气候条件下积雪场频繁的消融和冻胀所产生的一种侵蚀作用。产生雪蚀作用的地区分布在没有冰盖的极地和亚极地以及雪线以下、树线以上的高山带。那里年均气温为0℃左右，属于永久冻土带。雪场边缘的交替冻融，一方面通过冰劈作用使地表物质破碎；一方面雪融水将粉碎的细粒物质带走，故雪蚀作用包括剥蚀和搬运两种作用。随着雪场底部加深，周边扩大，山坡上逐渐形成周边坡度小的宽浅盆状凹地，即雪融凹地。其形态、成因和空间分布均不同于冰斗，但两者又有联系。当气候进一步变冷、雪线下降时，雪蚀凹地可发育成冰斗；反之，气候转暖、冰川消退时，冰斗可退化为雪融凹地。不同自然地理条件下的雪蚀作用方式和速度各不相同。在纬度较低、降水量大、年冻融日数多的地方，雪蚀作用速率较快，雪蚀凹地深、面积大。如中国东北小兴安岭地区，雪蚀凹地十分普遍。反之，在纬度高、降水量少、夏温低的地方，雪蚀作用就弱。地面坡度的影响是：坡陡>40°，雪场不易存在；平地上雪蚀作用极慢；30°左右的坡地上，雪蚀作用最为活跃。

春暖时节积雪融化成水而汇流成的汛期，叫做春汛。不少人都有这样的感觉，融雪天比下雪天冷，这主是因为积雪的消融需要消耗大量的热。雪的融化潜热比较大，把l克零度的雪融化成为零度的水，需要热量79.67卡。换句话说，这些热量可以把同样重量的零度的水，升温到79.67℃。由于融雪需要消耗一定的热量，因此，在春汛期间，大地上的气温还不能升高，将出现一段春寒时期。

每年夏天我国长江黄河等大河流都要进行防洪抗洪，因为这时是这些大河流的汛期，河道里的水量最大。但是世界上有些河流，例如苏联的额尔齐斯河、鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河以及加拿大平原上的一些河流，它们的主汛期不在夏天而是在春天，春汛是全年最大的汛期，远远超过夏汛的规模。

原来这些河流流经的平原地区有很厚的积雪，并且这些地区春季暖气团活动频繁，暖气团过境时水汽遇到积雪表面便降温发生凝结现象，l克水汽凝结时释放出来的潜热有597卡，能使7.5克的积雪消融。因此，平原地区有些地方尽管积雪很深，却能在几天里就被暖气团消融得干干净净，融化的雪水流入大量河道，这是造成春汛泛滥的主要原因。

我国西部地方一些内流河，春汛也是那里最大的汛期，而且来势特别猛，有时造成水灾。可是这些地方一到夏天，河流里的水量反而迅速减少，进入枯水季节。像发源于准噶尔界山的额敏河，春天水量特别丰富，一到夏天，水量小到清澈见底，只有靠少量地下水渗入才不至于断流。

这些河流主要发源于山区，在山区冬天降下的积雪没有融化，到春天时这些积雪受太阳辐射而融化形成了内陆河一年中难得一见的汛期。在一些高山地区，山顶常年存在积雪，但是这些积雪在一定高度以上常年不化，这个高度叫做雪线，只有在雪线以下的积雪春天才会融化。我国内陆河大多流经干旱区，水量少。但是在春汛期间河水来的特别猛烈集中，也要进行抗洪，所以在沙漠地区发生洪水也不是天方夜谭。

在中国北方的绝大部分地区，春汛是灌溉农田的最宝贵的水源。冬天季节积雪的多少，融雪后形成的春汛的大小和迟早，都与北方地区的农牧业生产悠息相关。总的说来，中国的季节积雪是偏少的，属干少雪的国家，因而许多地方不是担心春汛过大，而是苦于春汛不足，发坐春旱现象。华北和西北的一些地方，春旱现象经常发生。相比之下，东北平原春旱极少出现，原因就在于那里冬天的季节积雪多，而且春天的汛期不太凶猛却又延续时间比较长。

雪崩的危害

人类短跑的世界冠军，不过每秒钟跑11米；动物界的短跑冠军猎豹在追捕猎物时出现的闪电般的速度，不过每秒钟跑30.5米；12级的强大台风，不过每秒钟跑32.5米。但是雪崩却能够达到每秒钟97米的惊人程度。例如：1970年秘鲁的大雪崩，雪崩在不到三分钟时间里飞跑了14.5公里路程。也就是说，每秒钟平均达到近90米的速度。

雪崩的破坏力十分强大，这主要和它的速度有关。高速运动的物体会产生强大的冲击力。一颗子弹，当你用手拿着它碰到人体时，一点也看不出它有什么危险。但是当它从枪筒里高速飞射出来时，能够把人置于死地。飞机最怕在空中与小鸟相撞，那是因为高速飞行的飞机常常会被小鸟撞破前舱的玻璃。

雪崩的冲击力量是非常惊人的。运动速度大的雪崩，能使每平方米的被打物体表面，承受40—50吨的力量。世界上根本就没有哪些物体，能够经受得住这样巨大的冲击力。即使是郁郁葱葱的森林，遇到高速运动的大雪崩，也会象理发推子推过我们的头顶一样，一扫而光。

雪崩造成灾害的另一个原因是雪崩引起的气浪。雪崩体在高速运动过程中，能够引起空气剧烈的振荡，在雪崩龙头前方造成强大的气浪。这种气浪有些类似于原子弹爆炸时的冲击波，力量是很大的。秘鲁1970年的大雪崩所引起的气浪，把地面上的岩石碎屑卷扬起来，竟使附近地方下了一场稀奇的“石雨”。

在陡岩或者河谷急转弯的地方，雪崩体很可能被阻停留下来。而雪崩气浪却很难停止，它会继续沿着雪崩运动的方向爬山越岭。因此，雪崩气浪的作用范围要比雪崩体大得多。雪崩气浪也能摧毁森林、房屋和其他工程设施。它越过交通线路时，甚至能倾覆车辆。人遇到它，即使刮不走，也会被它窒息而死。

雪崩同战争一样，带给人们的都是无穷的灾难，它们之间好似有不解之缘。