- 寫給孩子的趣味物理學
- (蘇)雅科夫·伊西達洛維奇·別萊利曼
- 630字
- 2019-12-27 14:51:44
6.17 冰錐是怎樣形成的
每到冬天,屋子的房檐上總會掛著大大小小的各式各樣的冰錐,它們晶瑩剔透、鋒利異常,如果被吹落下來還可能使路上的行人受傷。這些冰錐究竟是怎么形成的呢?
要想形成冰錐并不是一件簡單的事情,它要同時具備兩個條件:第一個就是融雪的溫度,第二個就是結冰的溫度。也許你會認為這是十分容易達到的,畢竟分界值為0 ℃,只要高于它雪就會融化,低于它雪就會結冰,然而實際上卻并不是像我們想象的那么容易。
冰錐的形成也是個水滴石穿一樣漫長的過程。在晴朗的冬季,溫度十分低,陽光普照著萬物。雖然陽光的溫度還不能使地面上所有的雪都融化,然而在房頂朝陽的斜坡上,陽光幾乎與屋頂成直角照射著屋頂的雪(光線的作用與這一夾角的正弦成正比:如圖6-13所示,因為sin60°是sin20°的2.5倍,所以屋頂上接觸陽光多的雪獲得的熱量是地面上同樣面積的雪獲得的熱量的2.5倍),所以陽光對于屋頂的雪的照射和加熱作用就更大,屋檐上的雪就能夠融化,順著斜坡流下來,一滴一滴地懸掛在房檐。未接觸陽光的房檐溫度較低,這些滴下來的水因此變成了冰,隨著水滴的陸續流下,漸漸變成了冰凍的小鼓包兒。隨著時間的推移,這些鼓包就慢慢變成了冰錐。

圖6-13 傾斜的屋頂比地面被太陽光曬得更熱
其實地球上氣候帶和季節的差別與陽光照射角度的變化也有很大的關系。太陽在冬天和在夏天時與我們的距離是一樣的,甚至太陽距離兩極和赤道的距離也大致相等,僅僅因為陽光對地面的照射角度不同,使得赤道的溫度要遠遠高于兩極,而夏天的照射角度更大,就造成了冬夏明顯的溫差。