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冬季湖泊奇观总结和分析

2023-12-15 02:02| 来源: 网络整理| 查看: 265

汤圆湖1. 凝结核的构成

(1)风促冰层碎

每年的11月中下旬寒流来袭,洮南四海湖就进入到了封湖期。在这个冬天的湖面冰冻前,四海湖区域多大风天气。移动的冰层,不断被大风带起的湖水推向岸边,冰层相互撞击,变成碎冰块。

(2)温差翻泥沙

湖水冻结过程中,大幅降温和大风天气加剧了湖水的温差,从而使湖水出现了对流扰动(垂向湍流),以湖底的大颗粒泥沙、石子作为凝结核冻结。

(3)大雪落玉盘

在冷锋作用下产生的降雪也为冰球的形成引入了初始的凝结核。

2. 翻滚使冰球圆

随着风浪的进一步推挤、加之气温的快速降低,以碎冰、泥沙、雪花为核心,冰块团成冰球,而冰球不断在湖面上下不断翻滚、生长,每一次冰球露出湖面就会在气温的作用下覆盖一层新的冰层,就像“滚雪球”一样,越来越大,形状也越来越圆。最终沉积在湖岸浅滩上。

3. 温度使冰覆盖

气温骤降后,覆盖在冰球上的湖水亦快速冻结,形成了“汤圆湖”。

汤圆湖的形成过程实质上类似于冰蛋的形成,但是多了后续的湖水冻结的覆盖。

冰蛋 芬兰

“冰蛋”是一种自然现象,是在接近冰点的空气和水的条件组合下,冰缓慢地聚集在类似凝结核的小物体周围,被海浪打磨形成的光滑冰球。

“冰蛋”的出现,需要一种罕见的接近冰点的空气和水的条件组合,冰在这种条件下缓慢地聚集在类似凝结核的小物体周围,它可以是一片碎冰、一个小石头甚至是一小块漂流物。在恰到好处的风力条件下,它们就被海浪打磨成了光滑球体。

①凝结核

可以是一片碎冰、一个小石头甚至是一小块漂流物。

②温度

当水中掺有杂质时,冰点会降低。例如,海水的冰点就会低于零度一些。

(1)气温略低于冰点

所以,当那些小石头、小块漂流物的表面暴露在空气中时,表面就会结上一层冰。随着海浪的来回冲刷,它们的表面再淋湿海水,再结冰,再淋湿,再冻结的循环反复的过程,在海浪的冲刷下不仅使“冰蛋”长大了,还把它们打磨得十分光滑。

(2)海水温度略高于冰点

如果海水温度超过冰点太多,刚结的冰就会融化;如果低于冰点太多,那又会结太多冰。为了保护刚形成的“冰蛋”,海水温度就只能尽量接近冰点。

当海水退潮时,这些“冰蛋”就被留在了海滩上。由于这些条件很少会同时出现,所以“冰蛋”也成了罕见的奇观!

③风的作用

在打磨过程中,风力对“冰蛋”的形成起关键作用。如果风力太大会阻碍球的形成;另一方面,如果风平浪静,没有来来回回的浪花冲刷,也就不会出现光滑的“冰蛋”。

冰蛋景观持续时间很短,之后要么融化,要么凝结成一大块冰,到那时,“冰蛋”就不复存在。

类似的景观在俄罗斯和芝加哥附近的密歇根湖也曾出现过。

冰煎饼

苏格兰高地的赫姆斯戴尔河上漂浮着许多大大小小的“冰煎饼”。

在通常情况下,冬天的河流里这些“冰煎饼”,很多时候会粘在一起,形成独立的“冰煎饼”需要特殊的条件。

具体成因:在寒冷的条件下,当河流上的泡沫被吸入漩涡中,在水的作用下并冻结成一个圆圈时,“冰煎饼”就会在河流上形成。虽然“冰煎饼”看起来像实心的圆盘,但实际上非常脆弱,在起来的时候很容易破裂。

冬季河流的泡沫成因:一些浮游植物、浮游动物死亡后,其体内有机物质溶出,在水中形成白色泡沫。

冰海啸 美国伊利湖岸

冰海啸,亦称冰壅,指强风将冰块从水体中吹出并积聚在陆地上,破坏力极强,可摧毁其路径上的任何东西。

伊利湖出现强烈风暴天气,风速高达74英里/小时(约119公里/小时),导致漂浮在尼亚加拉河口上的浮冰涌上河岸。

具体成因:

1. 冰层较厚

形成冰海啸的湖泊或者是海域,往往冬季气温较低,湖面或者海面会发生结冰现象,而且结冰期较长,形成的冰层厚度较厚,这些厚厚的冰层就是冰海啸的物质来源。所以中低纬度地区,是不可能有冰海啸的,我国秦岭淮河以南的地区河流湖泊也没有结冰期,不会有冰海啸的发生。像我国的华北地区,虽然有结冰期,但是冰层厚度比较薄,也很难形成冰海啸,我国纬度在北纬40°以北的东北和西北地区冬季气温低,湖泊和海洋的结冰厚度较厚。

2. 动力充足

海洋和湖泊中的冰块要堆积到一起,就需要有一种使冰块堆积的动力,这种动力往往是流动的湖水或者是海水来提供的,如果水流能够强劲而稳定的朝一个方向流动,就有可能使冰块堆积起来。而水流的流动,往往需要强劲的风力吹拂才可以,所以发生冰海啸的区域往往有十分强劲的盛行风。不过,如果湖面或者海面是整体结冰的状态,那么风再怎么吹,都无法形成冰块堆积,只有发生冰层融化,也就是主要在春季时,容易发生冰海啸。有时候如果洋流和温度等因素发生剧烈变化,也有可能形成冰海啸。

比如:位于我国新疆天山山脉西段的“赛里木湖”就是一个会发生冰海啸的湖泊,赛里木湖湖面海拔约2000米,湖面面积453平方千米。由于赛里木湖纬度较高,而且海拔也较高,每年冬季湖面都会结冰,到了春季的四月,由于气温回升,湖面逐渐开始消融。而赛里木湖地区冬半年盛行偏北风,在强风的吹拂下,湖面消融后的冰块多往南岸地区聚集,并开始堆积,从而形成冰海啸,场面十分壮观美丽。

位于北美洲的五大湖,是世界上最大的淡水湖泊群,包括苏必利尔湖、密歇根湖、休伦湖、伊利湖和安大略湖,这些湖泊都在北纬40°至北纬50°之间,属于温带地区,每年冬季湖面都会结冰。而北美洲中部地区地势十分低平,分布着贯穿南北的中央大平原,冬季来自北冰洋的强风可以长驱直入,五大湖地区风力十分强劲。上述条件,都使得五大湖地区是十分容易发生冰海啸的区域,五大湖地区的冰海啸通常发生在1至2月份,湖面巨大的冰块冲上岸边,场面十分壮观,近年来,该地区冰海啸的频率有所升高,据说和“全球变暖”有关系。

但是不同湖泊因为气温、风力、水质等诸多因素的影响形成的冰壅景观略有不同。

在3月初,密歇根湖56%的面积还是被冰层覆盖,3月底开始解冻了。由于水在冰下流动,大量的水将冰片推到湖面,相互堆叠,放眼望去,层层堆叠的冰片,看上去就像蓝色的马赛克瓷砖,又像是冰冻住的海浪,让人仿佛置身于童话世界。

冰泡湖 赛里木湖

在冬季,河流湖泊都有形成冰泡的可能,但并不是所有能形成冰泡的湖都可以被叫做冰泡湖。一般而言,只有那些每到冬天一定会产生冰泡景观的湖,人们才会称之为“冰泡湖”。世界上较著名冰泡湖有三个,分别是加拿大的亚伯拉罕湖、俄罗斯的贝加尔湖和我国新疆的赛里木湖。

赛里木湖的特殊景观

1. 冰泡

湖泊中的冰泡,顾名思义,冰冻在湖泊冰层表面的泡泡,一般来说,只有在湖泊表层结冰的冬季才能看到。

湖泊在形成过程中,湖底难免会堆积大量淤泥,淤泥中积存着一些杂草、树根等含有纤维素的植物。冬季湖泊结冰封冻,在缺乏空气的环境下,这些植物易被细菌分解发酵,产生甲烷气体。而甲烷是一种无色无味的气体,密度比空气小,容易燃烧,难溶于水。而冬季湖底的温度较高,产生的不溶于水的甲烷便纷纷从湖底冒出来,形成气泡。上升的气泡被冻结在湖面冰层中,形成冰泡湖。

2. 冰眼

又称“冰之眼” 是赛里木湖单个冰泡形成的特殊景观。在气泡上的过程中,气泡上方湖水被气泡排开略高于湖面,在极端低温下,湖水被快速冻结。由于冰眼中央略高于湖面雪花不易堆积,形成了湖面上的“冰眼”。

3. 蓝冰景观

蓝冰又叫冰川冰,一种具有塑性的、透明的浅蓝色多晶冰体。是由粒雪经成冰作用而成。

在高海拔的寒冷地区,层层的积雪成了形成冰川冰的原料。在经过一个冰雪融化季节之后、没有融化的雪就会丢失它原本的晶体特征、这样的雪被称为粒雪,随着时间的推移,粒雪的硬度和它们之间的紧密度不断增加,大大小小的粒雪相互挤压,紧密地镶嵌在一起,其间的孔隙不断缩小,以致消失,雪层的透明度和亮度逐渐减弱,一些空气也被封闭在里面,这样就形成了冰川冰。

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