大雪節(jié)氣是農(nóng)歷二十四節(jié)氣中的第21個(gè)節(jié)氣,也是冬季第三個(gè)節(jié)氣,標(biāo)志著仲冬時(shí)節(jié)正式開始,我國大部分地區(qū)的氣溫都會(huì)顯著下降,北方一些地區(qū)的最低溫度甚至?xí)档?℃以下。在強(qiáng)冷空氣前沿冷暖空氣交鋒的地區(qū),會(huì)降大雪,甚至暴雪。大雪節(jié)氣就成了重要的氣候轉(zhuǎn)折點(diǎn),標(biāo)志著氣溫顯著下降和降水量增多,反映了降雪量程度的增強(qiáng)。
在這個(gè)節(jié)氣到來之際,我們聊一個(gè)大家似乎都知道“正確答案”的問題:為什么下雪不冷化雪冷?
有人可能會(huì)說:這不就是“成雪放熱,化雪吸熱”嘛。
真是這樣嗎?
01成雪放熱
當(dāng)水蒸氣在空氣中冷卻并凝結(jié)成雪花時(shí),這個(gè)過程需要釋放熱量,稱為凝華熱。這些釋放的熱量會(huì)在雪花周圍形成一層微小的暖層,盡管這種溫暖效應(yīng)相對(duì)較弱,但它在一定程度上減緩了雪花落地后周圍環(huán)境的冷卻速度。另外,下雪通常伴隨著云層覆蓋,云層像一層毯子一樣減少了散失到大氣中的地面熱量。
這是“下雪不冷”通常的解釋。
02化雪吸熱
當(dāng)雪從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí),需要吸收熱量,這個(gè)過程稱為熔化熱。這意味著周圍環(huán)境中的熱量被雪吸收,以完成其相變,從而導(dǎo)致環(huán)境溫度下降。降雪結(jié)束,天空中少云或無云,在沒有云層覆蓋的情況下,化雪時(shí)地面能夠更有效地將熱量輻射到大氣中,進(jìn)一步加劇了冷卻效果。
這是“化雪冷”通常的解釋。
03因果關(guān)系
把“下雪不冷化雪冷”的原因解釋為“成雪放熱,化雪吸熱”,這種說法對(duì)嗎?
不對(duì)!我們從邏輯上來推導(dǎo)這個(gè)說法。
即便是下雪時(shí)釋放潛熱,或者云層遮蓋導(dǎo)致了保暖效果,但成雪時(shí),氣溫必須在0℃以下,如果到不了0℃以下,就不可能成雪。
即便是化雪時(shí)吸收熱量,或者無云層覆蓋散熱增強(qiáng),但化雪時(shí),氣溫必須在0℃以上,如果到不了0℃以上,就不可能化雪。
由此可以推斷,下雪時(shí)的氣溫低于0℃,化雪時(shí)氣溫高于0℃,那么,成雪時(shí)的溫度低于化雪時(shí),那就成了“化雪不冷下雪冷”。因此,用“成雪放熱,化雪吸熱”來解釋“化雪不冷下雪冷”就有問題。
“成雪放熱,化雪吸熱”沒有錯(cuò),“下雪不冷化雪冷”也沒有錯(cuò),問題出在哪里呢? “成雪放熱,化雪吸熱”不是“下雪不冷化雪冷”的原因,兩者不構(gòu)成因果關(guān)系。
04根本原因
既然我們通常認(rèn)為的“成雪放熱,化雪吸熱”不是“下雪不冷化雪冷”的根本原因,那么,到底是什么讓我們感到了“下雪不冷化雪冷”呢?追根究底,“下雪不冷化雪冷”的根本原因來自濕度。
在日常生活中我們更關(guān)注氣溫這個(gè)氣象要素,對(duì)濕度并不重視。所謂濕度通常指空氣中水蒸氣的含量。濕度和人體溫度之間有著很大的關(guān)系:當(dāng)環(huán)境濕度較高時(shí),空氣中的水分含量增加,會(huì)阻礙皮膚蒸發(fā)的速度,汗液蒸發(fā)變慢,導(dǎo)致人體散熱困難,蒸發(fā)冷卻的有效性受到抑制,因?yàn)榭諝庵械乃魵庖呀?jīng)接近飽和狀態(tài),汗水難以蒸發(fā),導(dǎo)致身體感覺悶熱,進(jìn)而覺得環(huán)境溫度較高。相反,當(dāng)環(huán)境濕度較低時(shí),汗液容易蒸發(fā),可以有效帶走皮膚的熱量,使人覺得環(huán)境溫度較低,有助于身體降溫,感覺更加涼爽。
我們知道在高濕高熱的環(huán)境中,人會(huì)感到悶熱,就是俗稱的“桑拿天”,但寒冷和濕度之間有什么關(guān)系呢?在高濕度的寒冷環(huán)境中,由于空氣中水蒸氣含量較高,人體散熱受到阻礙,汗液蒸發(fā)變慢,導(dǎo)致體感溫度更低,從而加劇了寒冷感。此外,高濕度還可能導(dǎo)致衣物和皮膚之間的水分凝結(jié),進(jìn)一步降低保暖效果。
在下雪時(shí),空氣中大量的水分子成為固態(tài)的雪或冰粒,空氣的濕度下降。而在化雪時(shí),雪水大量蒸發(fā)逸散到空氣中,空氣濕度上升。雖然化雪時(shí)氣溫略高于0℃,但因?yàn)闈穸却螅瑫?huì)讓人感到更冷。在下雪時(shí)氣溫略低于0℃,由于大氣中的水汽被雪花帶走,相對(duì)干燥的空氣會(huì)讓人感到?jīng)]有那么冷。
雖然化雪比降雪的大氣溫度高,但在人體感受上,由于濕度的原因,化雪比降雪感覺更冷一些。
05有條件的冷
凡事沒有絕對(duì),還要看時(shí)節(jié)、看地域,并不是所有時(shí)候所有地域都適用“下雪不冷化雪冷”。我們所做的比較,是在化雪和降雪時(shí)氣溫在0℃附近進(jìn)行的比較,并不是所有的情況。
初冬時(shí)節(jié),特別是首場(chǎng)降雪到來時(shí),氣溫只稍低于冰點(diǎn),下雪才會(huì)感覺沒有多冷,而化雪時(shí)反而更冷一些,但如果到了隆冬的北方地區(qū),氣溫遠(yuǎn)低于0℃,甚至達(dá)到了零下20℃以下,只要下雪,就會(huì)很冷。
春天即將到來時(shí),氣溫稍微高于0℃,化雪時(shí)會(huì)感覺到有些冷,但如果氣溫遠(yuǎn)高于0℃,春的氣息撲面而來,融化的只是冬日里遺留下來的殘雪,我們也并不會(huì)感到冷。