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农田里的气象故事:雪花故事会

发布时间:2019-03-23

温志刚老师是省里有名的物理老师,前年退休返乡后, 没几天就在他住的院子里,办起了一个有几千册书的图书室。他不仅供大家看书、看报,遇到精神好时,还通过讲故事的方式,进行科普讲座。他吸引着附近方圆十几里,八、 九个村庄的近万名读者。

正月初五这天,一苹就下着雪,溫老师今天十分精神, 早早就开了图书室的门,并且让他的孙姑娘秀秀把十张很好看的年画整整齐齐挂在了墙上。上午10点正,温老师亲切地对大家说:“外面正在下雪,今天我们就开个雪花故事会, 故事由大家来讲,内容都要围绕雪花,谁讲就赠给谁一张年画。”

温老师讲完后,只听得大家低声嚷嚷,但没人报名讲。 温老师指着墙上的年画补充说:“看见了吧,这年画各张都不一样,谁先讲,讲完就可以优先选取一张自己最喜欢的。”

“《我讲! ” “我讲! ”温老师的话刚刚落音,就举起了六、七个拳头。

“亮云先报的名,你讲吧! ”溫老师指了指毛亮云说。

毛亮云站了起来,忸怩了一阵子才开了口 : “我讲不好, 我就讲讲雪的颜色吧!自古以来,人们一直把雪当作白色的 象征,其实这未必恰当。大家知道,雪是由云中的冰晶遂渐增大而形成的,最初形成的冰晶是无色透明的,只是由于在天空中来回移动,摩擦碰揸,相互粘结,表面变得粗糙,强烈反射阳光的结果,才显示出了白色。你们观察过没有,刚降下来的新雪常呈现淡蓝色,正如天空和海洋都是蓝色的道 理一样,这是因为新雪含有大量空气,空气的透光性强,使光线在雪层中散射而造成的,融化时的积雪,却是表面淡灰色,里面淡绿色的,只是被大风吹得很密实时,才是纯白色的。天空中降的雪,往往不全是白色的。1881年,一些水手在格陵兰海岸曾看到过一种,血一般的红雪,这是由于雪花上染上了一种繁殖能力很强的红藻的缘故,北冰洋的埃尔斯米尔岛还降过绿雪,同样是绿色的雪藻捣的鬼。1897年在彼得堡还降过黑雪,这是由于一种针尖那样大小的昆虫,在乘风漫游天空时,被卷在雪中造成的。我国新疆天山东段与沙漠相 邻的地区,不止一次降过黄雪,这是由于雪花中夹杂有从沙漠里刮起来的黄色尘土所致。”

毛亮云讲完后,大家连连鼓掌,弄得他也不好意思取画去了,直到温秀秀替他选了一张才静下来。

“下面由兰英讲。”

温老师一点,髙兰英就马上站起来。别看兰英是个姑娘,讲的既大方又清楚:“我讲讲雪花的轻重。雪花是非常轻盈的,只有在很精密的天平上才能称得出来它的重量。有入计算过,1立方米旳新雪有昍一肋亿片雪花9直径1毫米左右的雪花,要5000—10000片才有1克重。但是,雪花在降落过程中,如果空气的温度升髙时,就会相互粘结而成为另一种情况。”

髙兰英刚刚讲完,陈贵生就站起来抢着说:“我讲讲雪花的大小。雪花通常是很小的,直径只有0.5—2亳米大。但是正如兰英刚才说的,当天气无风,气温在零摄氏度左右, 空气湿度大时,降的雪就不断相互粘连,而成为鹅毛大雪。 唐朝大诗人李白曾说:‘燕山雪花大如席。’这话虽有艺术夸张,但有人测量过,较大的雪片直径有5厘米左右,赛如梅花;有的甚至比梨花、杏花还要大,苏联西伯利亚曾经发现过直径30厘米的大雪片,简直像一顶大草帽。”

“下面谁讲雪花的形状?富生你讲讲吧! ”温老师带着笑容而向本村小学的郭富生老师说。

郭老师是温老师的学生。既然老师点出来了,就只好讲:“关于雪花的形状,那真是形形色色,无奇不有,非常玲珑美丽,真象一件件精制的艺术品。雪花的图案,丰富多采,笔难描述。有的像匠心雕刻着优美花纹的六边形,有的如放射光芒的六角形,有的如有着六条主脉纵横交织的蜘 蛛网……它,很早很早就引起了人们的浓厚兴趣。2300多年以前,古希腊大哲学家亜里士多德就在研究雪花;我国西汉时代《韩诗外传》的作者一韩婴更是观察入微,指出‘凡草木花多五出,雪花独六出’。1885年,在摄影术发明不久, 美国的威尔逊就以毕生精力拍摄了一万多张雪花照片,五十年后他挑选亇二千桢各不相同的好舂的雪花图案,编成洋洋大观的《雪花图谱》,也只能说是‘上天降落到我手中的雪花是极少部分’而己。雪花专家西逊则指出:‘在地球表面, 没有两片大小、形状完全相同的雪花。为了观测研究的方便,国际水文科学协会的冰雪委员会,把所有的雪花归属于七种形状,即片状、屋状、柱快、针状、金体枝状、柱帽状和不规则形状。尽管千变万化,但万变不离其宗,它们都是对称的六角形。”

郭富生老师讲完后,温老师就接着说:“郭老师又给大家出题目了,雪花为什么都是六角形的?谁来讲这个问题。” 温老师一讲完,从西南墙角那边就传来了一阵清脆的声音:“这个得请在县气象站工作的史工程师讲哩!”

 “太好了,欢迎! ”

一阵掌声过后史工程师就讲开了: “雪花为什么都是六角形的呢?大家知逍,一般情况下,水的形态变化,总是先由水蒸汽凝结为水,再由水冻结为冰。夏季天空中的变化就是这样。云是地面受热后蒸发起来的水汽,云遇冷就凝结为雨,再冷就冻结为冰雹。雪则不同,大多数是由水汽直接形成冰晶的。这沖跳越了液体阶段,由气休直接变成固体的过程,不叫凝结,而叫凝华。

在通常情况下,由水汽凝华成的冰晶,都是六角形柱状体或六角形片状体,叫做六方晶系。它和那纯洁透明的水晶石,即二氧化眭的结晶形状是一样的。六方晶系的待点,是具有四个结晶轴,其中三个叫辅轴,排列在同一个平面上, 相互以60°的角度相交;另一个轴叫主轴,与三个辅轴所构成的平面垂直。”说到这里,史工程师就用一张纸画了个图举起来让大家看。而后接着讲“当水汽凝华结晶时,如果主轴比其它三个辅轴发育快,就形成拄状;相犮,如果辅轴发育快就形成片状。到底哪个轴优先发胄,主要决定于当时的温度。一般在0—3℃及-8—- 25℃条件下,是优先发育辅轴;在-3—-8℃及-25 —-40℃条件下,则是优先发育主轴。在雪花发育成长过程中,具体形成什么形状,又主要决定于水汽的数量。水汽数量多,湿度大时,就有利于星状、树枝状、长柱状和针状的形成,它们的特点都是边角比较尖锐;如果水汽数量少,湿度小就易长成花瓣状,呈较宽和纯圆状分枝。”

在史工程师讲的过程中,諕听得有人低语:“好,讲的清楚又具体……”所以,讲完后,掌声特别宏亮。

掌声刚刚停下来,去年才考入大学的周文学又建议说:“再请史工程师讲讲雪花有什么用吧! ”接着大家都鼓掌欢迎。 、

“史工程师,看大家多热情,你就再讲讲吧! ”温老师随着掌声大声说。

“谢谢大家。我只能汫讲雪花在气象上的用处。正如上面大家说的,由于雪花的形状与形成它的条件有关,我们就可以通过观察雪花的形状,来推测高空的气象条件。这样,一片片美丽的雪花,就成为一个个小小的探空仪了,它们不时 地向人们报吿着高空的天气变化。例如,雪花比较小,形状单一,表明形成雪的云层比较薄;雪花有大有小,形状不一,表明形成雪的云层比较厚。根据雪花的形状,还可以推断出云中的温度来。特别是有些雪花的形状,是在温度范围较窄的条件下形成的,如针状仅出现在-5℃左右条件下, 树枝状仅出现在-15℃。左右条件下,这样就可以更大致确定出云中的温度。根据雪花的形状,还可以了解到云层中的湿度情况,针状、星状、树枝状以及空心棱柱状雪花的出现,说明云中已经达到水面饱和,湿度大;片状、粉末状、扁瓣星状及实心棱柱状的雪花出现,则表明云中尚未达到水面饱和,湿度较小。雪花的不同形状,也能反应出一定的物理过 程。表面千燥不栢互粘附的雪花,是从温度低于-15℃的云层降落下来的;相反,相互粘连的鹅毛大雪,则曷通过了高于-15℃云层,而且表明云层中风很小或无风。这样的条伴越充分,雪片就会在降落过程中表而不断融化,并且不断相互粘连,于是雪片就会越来越大。”

史工程师一讲完,不小人就跑出室外看雪花形状去了。 史工程师被人群包围起来了,“这是什么形状? ” “这雪还能下多长时间……”

看到大家这种积极热情钻研科学的精神,温老师站在门口台阶上髙兴地说:“好啊,故事会变成了科学讨论会,看我们的后代多么有希望! ”