冰凌
冰凌[自然現(xiàn)象]冰凌[旅美作家]
冰凌是冬天下雪后,房頂?shù)姆e雪融化,順著屋檐滴下而凍結(jié)成的椎狀冰柱。
冰凌(ice run) 水在0℃或低于0℃時,凝結(jié)成的固體稱為冰。流動的冰稱為凌。有時冰、凌通用,沒有嚴(yán)格區(qū)別?!‘?dāng)氣溫低于河流中的水溫時,水體開始失熱。當(dāng)氣溫繼續(xù)下降,水溫達(dá)到和稍低于0℃時,河流開始在岸邊和水內(nèi)結(jié)冰。河流結(jié)冰是在動水中結(jié)冰,與湖泊結(jié)冰不同。湖水結(jié)冰僅限于水體表面,深層水體仍保持高于0℃的溫度。河流由于水流的紊亂混合作用,水體失熱幾乎是整個水體同時進(jìn)行。所以,河流不僅在水的表面形成薄冰和岸冰,而且在水內(nèi)、河底形成水內(nèi)冰。
河流冰情的演變過程
按照冰量的增減,可分為成冰、融冰兩個階段。從開始結(jié)冰到最大冰厚出現(xiàn),稱為成冰階段;冰從開始消融直至春季河流中流冰終止,稱為融冰階段。
按照冰的形態(tài)變化,可分結(jié)冰、封凍、解凍3個時期。從河流開始結(jié)冰日到冰花、冰塊流動停止日,稱為結(jié)冰期;從流冰停止日到冰蓋融解開始日,稱為封凍期;從冰蓋消融開始流動日到流冰終止日,稱為解凍期。
狀態(tài)和要素
主要冰凌狀態(tài)和要素如下:
(1)冰凇。漂浮于水面成細(xì)針狀或極薄片狀的冰晶,在流動中常聚集成松散的小片或小團(tuán)。
(2)微冰。多在岸邊出現(xiàn)的透明易碎的薄冰。
(3)岸冰。沿河岸凍結(jié)的冰帶。因形成的時間和條件不同,又分初生岸冰、固定岸冰、沖積岸冰、再生岸冰和殘余岸冰等形式。
(4)冰花。浮于水面或水中的水內(nèi)冰、棉冰和冰屑等。
(5)流冰花。冰花隨水流流動的現(xiàn)象。
(6)流冰。冰塊或兼有少量冰凇、冰花等隨水流流動的現(xiàn)象。
(7)水內(nèi)冰。在水面以下任何部位存在的冰。
(8)疏密度。測驗河段內(nèi),冰塊與冰花的平面面積與敞露水面面積的比值。
(9)敞露水面寬。測驗斷面上,固定岸冰以外的自由水面寬度。
(10)冰蓋。橫跨兩岸覆蓋水面的固定冰層。
(11)封凍及封凍日期。測驗河段內(nèi)出現(xiàn)冰蓋,且敞露水面面積小于河段總面積的20%時為封凍。其開始出現(xiàn)的日期,為封凍日期。
(12)冰上雪深。冰面上未受擾動的積雪厚度。
(13)層冰層水。冰層中央夾有水層。
(14)錨冰。水面以下凍結(jié)于河底或建筑物上的冰。
(15)清溝。封凍期間,河流中未凍結(jié)的狹長水溝。
(16)連底凍。從水面到河底全斷面凍結(jié)成冰。
(17)冰塞。冰蓋下面因大量冰花堆積,阻塞了部分過水?dāng)嗝妫斐缮嫌嗡慧崭叩默F(xiàn)象。
(18)冰壩。在河流的淺灘、卡口或彎道等處,橫跨斷面并明顯壅高水位的冰塊堆積體。
(19)岸邊融冰。封凍冰層自岸邊發(fā)生明顯融化,出現(xiàn)冰上積水或敞露水面的現(xiàn)象。
(20)冰滑動。整片或被分裂的封凍冰層順流滑動一段距離后,又停滯不動的現(xiàn)象。
(21)解凍及解凍日期。測驗河段內(nèi),已無冰蓋,或敞露水面面積已超過河段總面積為20%時為解凍。其開始發(fā)生的日期為解凍日期。在較長河段內(nèi)有上下貫通敞露水面者,俗稱開河。
(22)殘冰堆積。春季解凍后,沿河兩岸堆積的冰塊。
(23)冰期。河流中出現(xiàn)冰情現(xiàn)象的整個時期。
(24)封凍期。河流中出現(xiàn)封凍現(xiàn)象的整個時期。
由于地形地貌的差異,河流形態(tài)及水量變化不一。因此,并非所有河流都會出現(xiàn)上述的冰情演變過程。譬如,在黃河下游,有的年份冷空氣活動頻繁,在0℃上下變幅亦大,一個冬季可有多次封凍、解凍過程。又如黃河上游某些河段及新疆部分河流,河道很陡,水流湍急,冬季只有流冰而不封凍。
影響河流冰情變化的因素
大體上可歸納為熱力、動力、河道特征3個方面。
(1)熱力因素:第一種情況是水體得到熱量,如太陽直接輻射和散射輻射,地下水加入的熱量,水流運動產(chǎn)生的熱量。第二種情況是使水體失去的熱量,如水面或冰面的有效逆輻射。第三種情況是在一定條件下使水體得熱,在另一種條件下使水體失熱,如蒸發(fā)時失熱,凝結(jié)時得熱;降雪時失熱,降雨時得熱;大氣與水流的熱交換;河床與水流的熱交換等。對于一個河段,單位時間內(nèi)水體總熱量的變化,可列水體熱量平衡方程式進(jìn)行計算。一般情況下,在成冰階段,水流為失熱過程,在融冰階段,水流為得熱過程。
(2)動力因素:主要包括水位、流量、流速、風(fēng)向、風(fēng)速及波浪等。在封凍期,同樣的熱力條件下,如果流量大、流速快、順流方向的風(fēng)速大,則水流的輸冰能力強,冰塊很難靜止下來,就能推遲封凍日期甚至不封凍;反之,則容易封凍。在融冰期,同樣的熱力條件下,如果流量大、流速快、漲差大、順流方向的風(fēng)力強,則容易形成“武開河”;反之,則容易形成“文開河”。
(3)河道特征:主要包括地理位置、河流走向及河道邊界條件等。在同樣熱力和動力條件下,有些河段先封凍,有些河段后封凍,有些河段容易形成冰塞、冰壩,有些河段則不容易形成冰塞、冰壩。一般來說,在陡彎、多彎處及沙灘較多處,先開始封凍,解凍時也容易形成冰壩。
普通冰的一些性質(zhì)
(1)水的結(jié)晶潛熱或冰的融解潛熱為80cal/g(=335J/g);
(2)純冰在0℃和一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的條件下,密度為0.91689克每立方米(常取0.917);
(3)在0℃和1013.25hPa(=1 atm)的條件下,冰的線膨脹系數(shù)為52.7x10(-6)K(-1);體積膨脹系數(shù)為120x10(-6)K(-1);
(4)比熱為2.06J/g.k;
(5)導(dǎo)熱系數(shù)一般為21mw/(cm.k);
(6)強度受溫度、冰結(jié)構(gòu)、加荷速度及試驗方法影響較大,尚無公認(rèn)的計算公式和數(shù)據(jù)。
抗壓強度范圍在0.3~5.5MPa/cm(2);抗剪強度約為抗壓強度的1/2;抗彎強度約為抗壓強度的1/5。
黃河壺口瀑布出現(xiàn)冰凌景觀
2009年12月22日,記者拍攝壺口瀑布下游河槽中的流凌。連日來,受降溫影響,位于秦晉大峽谷的黃河壺口瀑布出現(xiàn)奇特美麗的冰凌景觀,吸引眾多游客和攝影愛好者前來賞景拍照。
天津于橋水庫出現(xiàn)冰凌奇觀
連日的低溫天氣使于橋水庫的冰層迅速增厚,由于冰體有冷漲特性,水庫中間冰帶大面積隆起,形成了蜿蜒曲折的冰凌奇觀。
