雪为什么不冻

雪为什么不冻

俗语“下雪不冷化雪冷”,这是为什么呢?有道理吗?

降雪是冬季我国北方地区主要的降水形式。“下雪不冷化雪冷”这是在我国北方地fuMYTRt区广为流传的一句农家谚语。意思是在下雪时人们感觉不太冷,而在雪过天晴,积雪融化时反而寒冷起来。这是什么原因呢?其实我们感觉//www.58yuanyou.com到的冷暖,不是地表的温度,而是靠近地表的大气的冷暖。那么为什么天晴以后近地表层的空气温度反而低了呢?究其原因共有以下几个方面。

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第一点,水三相变化中潜热的变化。大家都知道,化雪是一个吸热的过程,雪受到阳光的照射,吸收到阳光的能量后开始化掉,雪化成水这个过程是一个吸收环境热量的过程。因此,化雪能够吸收大量的环境热量,这也是造成化雪冷的一个原因了。在0℃时1克液态水凝结成冰要释放80卡的热量,1克水蒸气凝结成冰晶要释放595卡的热量。所以在雪花形成过程中将释放大量热量,对下层空气有较强的加温作用。虽然地表的融雪——吸热过程同时存在,但总体上说放热过程占主导,从而阻止气温进一步下降。而雪过天晴后,以融雪吸热为主要变化过程,大气热量产生亏损,气温则进一步下降。

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第二点,下雪的时候冷空气主力还未到。一般下雪的时候,都是气温在0度左右,冷暖空气交锋的时候,大量的积水云遇到了冷空气,才会直接凝结成为雪花飘落下来。这时候冷空气的力量还不是非常大,并不能把暖湿气流刮走,因此,这时候气温也就是0度左右了,因该说气温不是特别的低。下雪过程是这样的:当冷空气疲软,南方的暖湿空气开始涌来,开始刮南风,几天后达到高峰,也开始疲软,冷空气就会进入。暖湿气流就被相对较重的干冷空气抬升后,二者处于势均力敌状态。暖湿气流被抬升原由网后很快就形成降雪,这时由于刚进来一些冷空气,而且很快被升温,并且没有风,而雪本身也就是零下几度而已,所以我们感觉不太冷。

第三点,化雪的时候冷空气占据主流。到了天气放晴的时候,往往是冷空气已经占据了主流,把暖湿云团都刮走了,这时候天气才会变得晴朗起来,空中没有云层的阻隔了。因此,这时候太阳可以直射地面,可以把能够照到的雪给花掉了,但是这时候的气温往往是很低的了,可能会低于0度的。这时候学能够融化,主要是太阳能够直射雪花,因此雪才会化掉的。如果在北方,大家也都知道,往往中午化完雪,到了下午雪可能又冻成冰了。

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在下雪之后,随着冷空气的进一步深入,上面说的冷暖封的僵持会被打破降雪带南移,北风夹带寒流正式袭来,一般一天或一夜后气温触底。而此时早已不再下雪,天气进入冰雪融化期。所以我们才感觉到了寒冷。还有一点就是雪的融化会带走热量,会导致寒潮迟迟不退,连续寒冷。等雪都融化后,暖空气才会再次占主导地位。所以我们的感觉就是下雪不冷化雪冷。简言之就是下雪的时候暖空气还在头顶,冷空气冷量有限,二者僵持,几乎无风,所以不冷。雪下完后冷空气来了,又是大风又是寒潮,又是气温触底,所以感觉比下雪时冷多啦。而化雪吸收热量只是延长了冷的持续时间,不是主导因素。

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第四点,地面积雪反射能力强,温室效应被减弱。化雪的时候,因为积雪是白色的,因此地面积雪对于太阳能量的反射能力是非常强的。因此,化雪的时候,太阳能量更不容易被地面吸收,留在地面附近,也不利于被近地层空气吸收。而且这时候,还在冷空气控制之下,因此,就会气温更低,虽然看着雪被阳光照射着有点融化,但是温度更低,显得格外冷。下雪时由于云层和地表之间的空气多次接受地表和云层之间的长波辐射而升温,所以气温不至于降低很多。在天晴以后,空气中的水汽、尘埃等大为减少,温室效应减弱,而大气对太阳短波辐射即可见光吸收能力很差,也就是说,太阳光对空气直接升温效fuMYTRt应不显著。

大气热量主要来源于地面发出的长波辐射。新鲜雪面对太阳辐射反射率高达90%以上,绝大部分太阳光被反射到空中,既不能为地表所吸收,也不能被大气吸收,而白白散失于空间,从而造成气温显著下降。冰雪表面反射率大,能够吸收的太阳辐射能少,这是冰雪表面制冷的一个重要因素。再加上冰雪表面的长波辐射能原由网力很强,几乎与黑体完全一样,这就使得冰雪表面的有效辐射在相同的温度条件下要比其它的下垫面大,温度更低。

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冰雪表面与大气间的能量交换和水分交换能力很弱。冰雪对太阳辐射的透射率和导热率都很小。新降到地面的积雪疏松多孔,其中能够含有40%-50%的空气。因为空气不易传热,这样,大地就像盖上了一条又大又软的棉被。这“棉被”可以防止土壤中的热量向外散发,又可阻止外界冷空气的侵入。当冰雪厚度达50厘米时,地表与大气间的热量交换基本上被切断。因此,大气得不到地表的热量输送,地面的热量不易散发出去,就好像给地面盖上了一层厚厚的被子。冰雪表面上形成的气团冷而干,其长波辐射能因空气中缺乏水汽而大量逸散至宇宙空间,大气逆辐射微弱冰雪表面上有小幅设失热更难以得到补偿。由此可见,冰雪表面使气温将低的效应十分显著。

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综合以上几个方面的原因,从而产生了“下雪不冷化雪冷”这一奇特的天气现象。当然“下雪不冷融雪冷”毕竟只是一句在我国中北部地区的较寒冷冬季才适用的民谚,而不是放之四海而皆准的绝对真理。这句谚语是人们长时间的生活总结出来的规律,其实放在我们现在也是完全能够用物理知识解释的通的。对此,你怎么看呢?

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