河面上的冰在冬天為什麼是橫茬,為什麼到了春天就成了立茬了?


我現在就是研究冰物理學課題的,你問的這個問題很有意思,我來解釋一下。

首先你要理解冰的晶體形狀這個概念。冰是由大大小小的晶體構成,根據晶體形狀和大小的不同,我們將它劃分為柱狀冰和粒狀冰,柱狀冰就是你所說的立茬,粒狀冰大概就是你說的橫茬。

下面上圖給你看看河冰的豎向切片在「費氏台(類似偏光鏡)」下所看到的晶體形狀。

上部分是粒狀冰,也就是在河面剛開始凍結的時候形成的是粒狀冰。下部分是柱狀冰。

這是冰蓋中部的柱狀冰晶體形狀。

這是冰蓋底部的柱狀冰晶體形狀。

柱狀冰在冰蓋中三維空間分布圖。背景介紹完畢,冬季河面剛開始結冰,粒狀冰的晶粒相互連接,逐漸凍結,看似「橫茬」;隨著冰層越來越厚,下部開始形成柱狀冰,一般柱狀冰形成較粒狀冰晚一些,在我們看來也就到了春季。如果在沒下雪的情況下,春季上層的粒狀冰很可能由於陽光照射而蒸發和升華,能看到的就是很少的粒狀冰和大部分的柱狀冰了。


俗話說:「寧走橫冰一寸,不走豎冰半尺。」天氣回暖過程較快,致使冰層結構變化較明顯。在結冰時,冰是一層一層地結,形成的冰層像「千層餅」一樣一層一層覆蓋,稱為「橫茬冰」,較為堅固。氣溫升高後,冰層逐漸開始由上向下融化成水並向下滲透,將熱量向下傳遞,冰層原有的結構發生了改變,此時的冰稱為「豎茬冰」,其堅固程度遠不如「橫茬冰」,在冰面活動容易發生危險。


其實無所謂橫豎,我想應該是這樣的:冬天水面結冰,水面是平的,冰也就是從上到下層層累積,看起來就是橫茬;春天冰融化,由於冰面有雜質、氣泡……眾多原因,導致冰面各點吸熱不均勻,冰表面就會變得坑坑窪窪,呈現出立茬。結冰時一般是在夜晚,氣溫低,結冰較均勻;融冰時一般靠陽光照射,各點差異比較大。


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