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揭开冬季奇观的“奥秘”














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揭开冬季奇观的“奥秘”

来源：发布时间：2024-01-04
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伴随隆冬时节的到来，大自然为我们准备了一场冬季的视觉体验。除了皑皑白雪，嵌在湖里的冰泡、千姿百态的海冰凌、科幻感十足的寒夜光柱、神话里的“多个太阳”、梦幻朦胧的海浩以及大气磅礴的流凌……这些可遇不可求的冬日限定奇观，你见过几个？本期科普看台，让我们一同探寻那些冬季奇观背后的“奥秘”。

专家顾问：中国气象局公共气象服务中心气象服务首席专家 朱定真

海浩：一场“速冻”模式下的误会

沿海地区，随着超强寒潮的来临，海面常常发生云雾升腾的奇妙景观，远远看去如同沸腾一般，宛若仙境……近年来，“海浩”现象通过社交媒体被群众熟知。

“海浩”到底是什么？从气象科学上来讲，这一现象其实就是海雾。当冷空气突然来袭，由于海水特性，降温速度远低于空气，虽然空气的绝对温度已经非常低了，但海水并不会立即冰冻，此时，从海水表面蒸发的水蒸气会快速地凝结成雾状水滴或者小冰晶，随着气流的上升，形成海雾。这一现象一般发生在冬季东部沿海地区，且并不罕见。

既然不罕见，“海浩”一词为何突然刷屏网络？中国海洋大学的一个研究团队追根溯源，发现“海浩”是一场由方言引起的误会。2015年11月，辽宁大连的媒体曾刊发《獐子岛海域出现“海浩”奇观》，这是国内首次使用“海浩”一词。实际上，“海浩”一词是大连獐子岛一带的方言，表音不表意，但由于这一词汇触及公众知识盲区，故而流传广泛。专家称，严谨而言，还是应该称“海浩”为“海雾”。（张艺博）



强冷空气影响青岛，剧烈的降温让青岛近海海面出现云雾升腾的海浩奇观，仿佛大海突然“开了锅”。杨蕾 摄影

流凌：黄河巨龙长“鳞片”

每逢秋冬和冬春过渡时节，黄河的某些“部位”便会长出银白色“鳞片”，从空中俯瞰，黄河犹如一条白色巨龙，气势磅礴、蜿蜒曲折。

黄河之上的这些“鳞片”，到底是什么？

这些“鳞片”是顺着河水不断流动的冰，气象上称之为“流凌”，是黄河上一种独特的自然现象，多发生与黄河上游的宁夏、内蒙古河段和下游河段以及黑龙江支流。由于黄河干流独特的“几”字形河道，使它所跨纬度的幅度较大，南北河段气温差异明显，从而造成河水封冻和解冻的时间先后错开，导致流凌的产生。每当气温骤降时，黄河的水面开始结冰，在冰层逐渐增厚的过程中，由于水流作用，冰块会破裂并随河水流动，形成壮观的流凌景象；反之，随着气温回升，坚固的冰层逐渐融化、破裂，在水流的推动下，也会出现流凌景象。这就是流凌多出现在秋冬和冬春过渡时节的原因。

然而，美丽的“外表”下暗藏玄机。

在河流解封期，随着气温升高，流凌较厚，在河堤狭窄处冰层不断堆积，使堤坝压力过大，从而引起江河涨水的“凌汛”现象。冰借水势，水助冰威，势不可挡，甚至会聚集成冰塞或冰坝，导致漫滩或决堤，造成滩区房屋进水、农田淹没、堤防偎水、工程设施受冲击破坏等危害。（于桐 刘波）



12月16日，黄河杭锦后旗头道桥段出现流凌，流凌密度35%至45%，水势平稳。钟伟 摄影

幻日：“三日凌空”的奇幻光景

天空中同时出现多个太阳？这既不是神话中后羿射日的故事场景，也不是传闻中的“天有异象”，而是云中六角形冰晶反射、折射太阳光而形成的众多光晕现象之一。

在高寒的对流层中，卷层云存在大量的六角冰晶，冰晶下落时，偶尔会整齐地排列在空中，形成水平方向的六角形板状冰晶或竖直方向的六角形柱状冰晶。当太阳光射在整齐排列的冰晶上时，就会发生折射现象，形成环绕太阳的日晕，出现真太阳的两侧、日晕圈上，还有两个略小的“假太阳”——这便是神奇的幻日现象。

幻日一般会在早晨5时至6时、上午9时左右或者傍晚出现。持续时间短则几分钟、长不过半小时。幻日的产生需要满足非常严苛的条件：首先要有卷层云，且云层要薄，透光率要好。此外太阳与冰晶以及观察者之间的角度要正好，稍微偏一点就看不到了。

我国幻日现象常出现在高寒、高纬度地区，如黑龙江、内蒙古、新疆等地。不过在相对温暖的地区，如北京、上海、重庆等也曾出现。

有趣的是，据资料显示，除地球外，太阳系其他星球上也会出现幻日现象。火星冰晶柱由小水滴凝结或干冰构成，木星、土星、天王星和海王星冰晶柱由甲烷、氨气及其他气体结晶构成，所形成的幻日现象甚至比地球上的更为壮观，会形成四个甚至更多个幻日。

不知道神话传说中后羿射日那天，是不是出现了这种光晕现象呢？（刘蕊）



新疆和布克赛尔县出现的幻日奇观，三个“太阳”同时出现在天空。罗格东 摄影

寒夜光柱：冰晶与光线的魔法

喜爱观看星空的小伙伴们也许会发现，寒冷的冬季里，天空中容易出现一种特殊的天气现象——“寒夜光柱”。一束束光柱直冲天空时，色彩绚丽，犹如上映科幻大片。

其实，这是一种大气光学现象，用术语来讲就是“冰晕”现象。“冰晕”是由大气中的冰晶对光线折射/反射而形成，当地面上的灯光被冰晶如镜面般反射到空中，人眼看到的就是一个个向上直冲的光柱影像。寒夜光柱多发生在寒冷地区的冬日夜晚，在我国的黑龙江、内蒙古、新疆等地不时可以见到这样的景象。

寒夜光柱的产生需要较为苛刻的天气条件。首先，温度要足够低，天气越冷光柱反射越强。其次，空气湿度要大，足够多的水汽在低温条件下凝结成细小的冰晶悬浮在空气中，当这些小冰晶吸收并反射来自路灯、霓虹灯、汽车灯等灯光，会将光线折射回地面。因为大气中不同高度上均有冰晶充当镜面，所以灯光被反射到各个高度形成一束束拉长的光柱。最后，还要有足够稳定的大气层，不能有大风，风大了冰晶会被吹散，反射和折射的效果会大打折扣。

这样的“科幻片”，你喜欢吗？（张娟）



12月2日傍晚，内蒙古自治区呼伦贝尔市海拉尔区出现“寒夜灯柱”现象。李孝荣 摄影

  海冰凌：被冻住的海浪

　　12月21日，受强冷空气影响，山东青岛西海岸新区最低气温达到零下10℃，海水与风雪经过一番“交战”，在海岸边结起根根冰凌，如钟乳石般倒挂，形态各异，绵延数里。

　　每年冬季，北方海滩大都会呈现出壮观的海冰凌景观，海水冰封、礁石挂冰、海浪冻结成雪花状等冰凌“杰作”让人叹为观止。

　　海冰凌是指海水在极寒的冬季凝结成固体结构，是大风、海浪和气温过低共同作用的结果。它通常在寒冷的气温和适宜的海洋环境下形成，海水因含盐量高，冰点低于淡水，一般情况下很难结冰，但海岸边的礁石、建筑温度极低，伴随着大风天气，潮涨潮落的海水冲到到岸边的礁石、建筑上，挂在温度极低的物体上的水，便会瞬间冷却并凝结成冰，在一波又一波的后浪推前浪的过程中，海水一次又一次地拍向岸边，瞬间凝结、层层堆砌，最终形成了奇特的海冰凌景观。

　　海冰凌可呈现出不同的形态和尺寸，以薄片状漂浮在海面上，或形成大块的浮冰。有时，当海浪在寒冷的天气条件下冲击岸边或其他障碍物时，海浪会被迅速冻结成独特形状的冰块。海冰凌可谓是大自然为冬季海浪镌刻出来的瑰丽“雕塑”，是大自然鬼斧神工的杰作。（刘倩）



受寒潮影响，青岛出现强烈降温和大风天气，金茂湾北侧广场，护栏上形成了一串串海冰凌。辛立世 摄影




    冰泡湖：“封印”在冰层里的泡泡

    冬天，当我们走在冰封的湖面上，有时会发现一种奇妙的景象，一颗顆晶莹剔透的气泡，像白色的珍珠一样镶嵌在冰层中，形成了一幅幅美丽的冰画，这就是“冰泡湖”景观，一种独属于冬天的冰雪奇景。那么，冰泡湖是位么形成的呢？这些气泡又从哪里来？

   “冰泡湖”是比校少见的自然现象，需要充足的条件才能形成。首先湖泊底部要有茂盛的植被生长，这样微生物分解腐烂的植被后才能释放出甲烷等气体。甲烷不溶于水，从湖底产生后就不断涌向湖面。到了冬季，气温骤然降低时，湖泊迅速冻结，甲烷等气体产生的气泡无处可逃，被困在了冰层中，从而形成纵具魅力的冰泡湖景观。在此过程中，湖泊的冰冻速度必须要快，湖面在短时间内迅速结冰，这样才能将转瞬即逝的气泡“封印”住。

    形成“冰泡湖“看上去并不难、也不复杂，但是要将几种条伴叠加，并且冰泡要大规模地出现，才能形成比较壮观的景象。形成这样的天时地利并不是一件容易的事情。世界上，只有极少数的几个湖泊，每年冬天都会产生大规模的冰泡湖景观，比校著名的有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。（林禹形）



内蒙古呼伦贝尔出现冰泡湖。李孝荣 摄影


















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