白面风是什么样子的,鹅毛大雪像什么一样飘落下来

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【解读】李南希

【主持】大卫

雪季悄然而至,当我们仰头观看黑色树梢上的白皑皑的积雪时,是否会好奇雪为何是白色的呢?当我们低头看到围巾上一片精致的雪花、正想要细细观察时,它却迅速融化了,雪花留给我们探索的时间少之又少。本期听外刊,我们就来近距离的、全面的揭开雪的秘密。

好,第一个问题来了,雪花到底有多少种形状?

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美国《美国科学家》2007年1至2月刊

要想探知这一问题,我们首先需要知道雪花是由许多雪晶凝聚而来的,而世界上没有两个一模一样的雪晶。上世纪30年代,日本北海道大学物理学家中谷宇吉郎(Ukichiro Nakaya)经过观察和实验发现,雪晶的形态主要受空气温度和湿度的影响——在零下2摄氏度左右,薄片状晶体出现;在大约零下5摄氏度左右,细长的针状晶体出现;在零下15摄氏度时,最大最薄的板状晶体形成;而在零下25摄氏度时,晶体主要以短柱形式生长。中谷还发现,在相同温度下,当湿度较低时,晶体生长缓慢,容易形成棱柱状晶体;而当湿度越高,晶体生长速度越快,结构也越复杂。此外,每片雪花几乎不可能沿着完全相同的路径穿过云层,所以找到两朵完全相同的雪花的可能性基本上为零。几十年来,许多科学家受到雪晶的启发,在晶体学和冶金学方面取得了巨大进展,奠定了整个20世纪现代材料科学的基础。

那你知道雪为什么是白色的吗?

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英国《科学》2018年2月13日刊

在解开这个问题之前,我们首先需要了解人类为什么会看见不同的颜色。不同的物体有不同的颜色,是因为组成物体的特定粒子,即原子和分子有不同的振动频率。我们的眼睛会分辨不同的频率,从而产生不同种类的颜色。如果物体能透过光线,我们就称它为透明体;如果物体表面能反射掉可见光中各种波长的光线,我们就把这种物体的颜色归为白色。雪花的形成过程是:原本在云中的水汽会在低温环境下直接凝成冰晶,当空气的力量不足以托住它们的时候,这些凝结产物就会从云层中坠落,并在风的作用下,在空中互相碰撞,最终形成絮状的雪花。虽然一个晶体的表面因为反光弱而显得透明,但多个晶体的反光则会使雪花几乎变成镜子。这样一来,雪花的每一面都要反射一部分光线回来,这些凌乱的平面就反射了全部光线,所以我们看到的雪花也就变成了白色。

人类天生对看起来洁净的东西,有想要品尝的冲动,那雪可以食用吗?

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英国《自然》2016年1月23日刊

如果将雪看成是一种食物,科学家会告诉你,他们认为雪和和许多野生食物一样,需要我们的区分和警惕。因为当雪花从天而降时,其错综复杂的网状结构形成了一种能够捕捉大气中污染物的网。而且,飘散在空气中的农药和杀虫剂也会被雪吸收,俄勒冈州立大学环境与有毒生态学教授斯泰西西莫尼奇,就在美国几个国家公园的高海拔地区的雪中,发现了存留30年至50年的农药,其农药含量是安全饮用水含量的100倍,而且我们后院的积雪中的农药浓度可能更高。而且,加拿大麦吉尔大学的研究人员发现,雪还会吸收空气中汽油废气中的致癌物质甲苯和二甲苯,因此,雪就是大气的净化器,雪下得越久,空气中的污染水平就越低。当然,如果某一地区的空气质量极好,那么雪也会非常干净。总的来说,我们不必担心吃雪中毒,因为少量食用,其有害物质浓度计量不高,对健康没有太大风险。

到此,我们已经对雪有所了解,比如,每一片雪花都是独一无二的;雪的白色是因为光线反射作用;以及,在空气质量不佳的地区,最好不要品尝初雪等。现在,让我们把注意力放在更宏观的雪景中,看看人类和雪之间发生了哪些故事吧。比如,为什么气候变暖,降雪却增多了呢?

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美国《科学美国人》2019年1月28日刊

最近几十年的数据显示,世界各地的平均气温正在上升。但当谈到冬季天气,特别是下雪时,人们依旧认为雪是寒冷气候最具标志性的特征。但是科学家们发现事情并没有那么简单,因为世界多个地方同时产生了气候变暖,降雪却激增的现象。2017年的一项研究发现,阿拉斯加德纳里国家公园自19世纪中期以来,夏季降雪量增加了约49%,冬季降雪量则增加了惊人的117%。但在过去的50年里,阿拉斯加地区升温了2到3华氏度。除此之外,一些科学家认为北极的迅速变暖,可能会影响美国的暴风雪发生的频率。一些数据表明,与过去几十年相比,美国东北部可能会更频繁地发生大型暴风雪。这究竟是为什么呢?原因在于气候变暖,空气中产生了更多水分,从而导致更多降雨和降雪,这也是最近在世界其他地区,如西伯利亚,形成了更寒冷、更严酷的冬天的主要原因。

接下来,我们来谈一谈在雨雪季节如何安全出行。

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美国《纽约时报》2019年1月10日刊

在干燥的路面上,轮胎有很强的抓地力,司机可以在安全范围内使劲加速、猛踩刹车并突然急转弯,但是在光滑的表面上,轮胎的抓地力就会大幅减小,司机最明智的做法是采取小的、分解式的步骤,先缓慢刹车,再转弯。专家提醒,很多人都高估了自己车辆的性能,尤其是驾驶四驱汽车的人。他们猛踩油门,四个轮子一起前进,于是他们产生了一种虚假的自信。因为四驱汽车的美妙之处在于,它可以帮助司机从一个完全停止的地方快速起步,甚至迅速爬上一个陡峭的山坡。但是当涉及到刹车和转弯时,四驱汽车不会给你带来任何好处,它们反而是最先在光滑路面上倒下的那一个。

在雨雪大风天气,航空公司如何判断飞行安全呢?

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美国《国家地理》2013年11月28日刊

一般情况下,飞机不会因为小雪或中雪天气而停止作业,但是在大雪天气,航班一定会取消,其最大的原因在于,在1.5厘米深的淤泥、积水或积雪中,飞机轮胎受到的阻力会非常大,以至于飞机无法在跑道结束前起飞。如果是冻雨天气,冰霜还会对机场的其他运作造成严重破坏,例如:飞机在冰上失去牵引力,从而难以控制;关键设备冻结,导致刹车不灵等问题。如果雨雪天气又加上大风,危险系数就会上升。飞行员要想保持在跑道的中心线上而不打滑就变得困难得多,尤其是当一架大型飞机以每小时240公里每小时的速度着陆时。刹车是至关重要的因素,因为飞行员不能只用反向推力使飞机停下来。

了解了真的雪,让我们来看一看人类如何利用假雪拍电影吧。

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美国《史密森尼》2013年2月9日刊

在早期的好莱坞,假雪代替真雪的事情屡见不鲜,因为当时没有任何电脑特效可以制造雪景。举例来说:电影《生活多美好》拍摄于1946年6月至7月美国,据悉,当时片场覆盖着一层由泡沫塑料、糖、水和肥皂片混合而成的假雪,虽然这种混合物被用了大约两万多升,但是结果证明这些人造雪令人信服;在上世纪30年代,《绿野仙踪》在拍摄过程中还用到了致癌物质石棉作为雪布景;在1925年查理·卓别林的电影《淘金热》中,他用盐和面粉伪装成雪景;在1965年的电影《日瓦戈医生》中,导演则用了大理石粉末充当白色的雪景。

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