是的,南極的雪花與北方(如中國(guó)東北、西伯利亞、北歐、加拿大等地)的雪花確實(shí)存在顯著區(qū)別,環(huán)境因素對(duì)雪花結(jié)構(gòu)的影響遠(yuǎn)比我們通常想象的要復(fù)雜和深刻。這種差異主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
溫度和濕度是核心影響因素:
- 雪花形成原理: 雪花的結(jié)構(gòu)(晶體形態(tài))主要由水蒸氣在冰晶核上凝結(jié)時(shí)的溫度和過飽和度(濕度)決定。不同的溫濕度組合會(huì)促使冰晶沿著特定的晶軸方向優(yōu)先生長(zhǎng),形成板狀、柱狀、針狀、枝狀等千變?nèi)f化的形態(tài)。
- 南極環(huán)境: 極端寒冷且極其干燥。
- 溫度: 常年酷寒,冬季內(nèi)陸可達(dá)-80°C以下,夏季也常在-20°C至-40°C。這種極低溫度極大地限制了水蒸氣的含量(空氣容納水汽的能力隨溫度降低而急劇下降)。
- 濕度: 空氣異常干燥,水汽含量極低(相對(duì)濕度可能不低,但絕對(duì)濕度非常低)。形成雪花所需的過飽和度條件難以達(dá)到,或者即使達(dá)到,水汽供應(yīng)也非常有限。
- 北方環(huán)境: 寒冷但相對(duì)濕潤(rùn)。
- 溫度: 雖然寒冷(冬季常在-10°C至-30°C),但比南極“溫和”得多。
- 濕度: 靠近海洋或大型湖泊,水汽來源相對(duì)豐富(如西伯利亞受北大西洋暖濕氣流影響,中國(guó)東北受日本海/鄂霍次克海影響,北歐受大西洋影響)。降雪時(shí)空氣濕度通常較高。
對(duì)雪花結(jié)構(gòu)的具體影響:
積雪特性的差異:
- 南極積雪:密實(shí)、堅(jiān)硬、顆粒感強(qiáng)
- 高密度: 簡(jiǎn)單細(xì)小的晶體、強(qiáng)風(fēng)壓實(shí)、以及后續(xù)的再結(jié)晶作用(升華-凝結(jié)過程),使得南極積雪迅速變得非常密實(shí)堅(jiān)硬。新雪密度就比北方蓬松新雪高很多,且很快變成粒雪(Firn),最終成為冰川冰。
- “吱嘎”聲: 踩在南極雪地上常聽到尖銳的“吱嘎”聲,這正是細(xì)小、堅(jiān)硬、棱角分明的冰晶相互摩擦斷裂的聲音。
- 低含水量(雪水當(dāng)量): 同樣厚度的雪層,南極積雪所含的實(shí)際水量(融化后)通常比北方蓬松積雪高得多,因?yàn)槊芏却蟆?/li>
- 北方積雪:蓬松、柔軟、保溫性好
- 低密度: 復(fù)雜枝狀晶體和聚合體結(jié)構(gòu)蘊(yùn)含大量空氣,新雪蓬松柔軟。
- 保溫層: 蓬松的結(jié)構(gòu)使其成為良好的絕熱體,保護(hù)地下的土壤或植物根系不被凍透。
- 易于壓實(shí): 雖然初期蓬松,但在人踩、車壓或溫度波動(dòng)(輕微融化-再凍結(jié))后也會(huì)變硬。
總結(jié):
- 環(huán)境差異(尤其溫濕度)是塑造雪花形態(tài)的“設(shè)計(jì)師”和“原料供應(yīng)商”。
- 南極的極端低溫干燥: 迫使雪花向簡(jiǎn)單、細(xì)小、棱角分明的柱狀/板狀/針狀晶體發(fā)展,強(qiáng)風(fēng)進(jìn)一步將其磨蝕破碎,最終形成密度高、堅(jiān)硬的積雪,并常見“鉆石塵”。復(fù)雜精美的枝狀雪花在這里是“奢侈品”。
- 北方的寒冷濕潤(rùn): 為復(fù)雜、多樣、相對(duì)較大的枝狀雪花提供了理想溫床,形成蓬松輕盈的聚合體雪片和蓬松的積雪。
因此,說“南極的雪花和北方的有區(qū)別”是絕對(duì)正確的,而且這種區(qū)別是環(huán)境對(duì)微觀物理過程(水汽凝結(jié)與冰晶生長(zhǎng))產(chǎn)生深刻影響的直接體現(xiàn),確實(shí)“超乎想象”。下次看到精美的雪花照片,幾乎可以肯定它不是在極端環(huán)境如南極內(nèi)陸形成的,而是在更“溫和”的北方或中緯度地區(qū)誕生的冰晶藝術(shù)品。