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冷風扇的冰晶是什么 冰晶是什么( 二 )

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隨著積雪厚度增加，雪場內部溫度呈現明顯的梯度變化，加上晝夜溫度差異，導致積雪溫度梯度方向改變 。溫度梯度驅動雪中的自由水汽運移，時而向上，時而向下 。
在運移過程中，水汽會粘附在圓化雪晶體上，使其變化成形狀各異的、直徑范圍在1-3mm的多面體雪晶體，相鄰的多面體雪晶體也會被游離的水汽燒結在一起，猶如電焊把鐵板焊接在一起一樣，最終形成多面體雪晶體鏈 。

冷風扇的冰晶是什么 冰晶是什么

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多面體雪晶體鏈（圖片來源：作者自制）
接著，由于一定厚度積雪的保溫作用，積雪底部溫度趨于恒定，并一直高于積雪表層溫度，溫度梯度方向呈現穩定態勢，水汽運移方向隨之統一 。水汽不斷向同一方向粘附在多面體雪晶體上，雪晶體顆粒因此逐漸變大，并形成有迷宮狀、瑪瑙狀、金字塔狀和鉆石狀等各種規則形狀的雪晶體 。
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【冷風扇的冰晶是什么冰晶是什么】深霜雪晶體（圖片來源：作者自制）
由于雪粒沉降時間不同，雪晶體的發育程度不同，雪晶體的顆粒和大小也就形成了明顯的差異 。因此雪剖面輪廓呈現明顯的層理結構，從上到下為圓化雪晶體、多面雪晶體、深霜 。
一個理想化的自然雪粒從初始落地，到消融前的發育變質過程為：雪晶體沉降——等溫變質作用下雪晶體圓化——梯溫變質作用下雪晶體多面體化 。同一空間下，由于積雪中不同雪層雪晶體落地時間、所受壓力、溫度梯度等差異較大，不同雪晶體的發育程度也不同，晶體類型差異明顯 。
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隆冬時期積雪剖面各層雪晶體類型（圖片來源：作者自制）
那么，自然雪和人造雪各自形成的積雪，有什么不同之處呢？
由于自然雪花為扁平狀，落地后相互交織在一起，因此積雪孔隙率高、密度低（自然新雪的密度在0.05到0.15克每立方厘米）、硬度低，還非常松軟；而人造雪為近似球狀或圓錐形的密實晶體，形成的積雪孔隙率低、密度高（人造雪的密度高于0.5克每立方厘米），硬度和強度等力學性能遠高于自然積雪 。
另外，相對于自然積雪，人造雪的晶體類型單一，同一個雪場下分層不明顯，晶體發育變質緩慢，難以形成多面體雪晶體和深霜等雪晶體，性狀單一且穩定 。
當我們在享受冰雪運動樂趣的時候，不妨在保證安全的前提下，近距離觸摸一下人造雪，科技就在你我身邊 。
參考文獻：
Libbrecht, K. The snowflake[M]. Voyageur Press, 2003.單淑華.霰和米雪的區別[J].氣象,1990(12):50-51.Marbouty D. An experimental study of temperature-gradient metamorphi *** [J]. Journal of Glaciology, 1980, 26(94): 303-312.Simpkins G. Snow-related water woes[J]. Nature Climate Change, 2018, 8(11): 945-945.
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